双氧水生产技术的研究开发进展.pdfVIP

ChinaChe ¨¨* “ # 双氧水生产技术的研究开发进展 ◆ 李玉芳 伍小明 摘 要：介绍了双氧水的生产方法，重点介绍了蒽醌法双氧水生产方法的研究开发进展，提 出了我国今后的发展建议。 关键词：双氧水；生产；催化剂；蒽醌法 双氧水是一种绿色化工产品，其生产和使用过程几乎没 为0．30MPa、温度55～65℃、有催化剂存在的条件下，通 有污染，故被称为 “清洁”的化工产品，作为氧化剂、漂白 入Hz进行氢化，再在40—44℃下与空气(或氧气)进行逆流 剂、消毒剂、脱氧剂、聚合物引发剂和交联剂，广泛应用于 氧化，经萃取、再生、精制与浓缩制得到HzOz水溶液成品。 化工、造纸、环境保护、电子、食品、医药、纺织、矿业、 目前我国市场上有质量分数分别为27．5％、35．0％、50．0％ 农业废料加工等行业。随着人民生活水平和生活质量的提高 和70．0％等几种规格的产品。 以及环保意识的加强，将进一步推动双氧水生产技术的发 20世纪80年代中期以前，国内过氧化氢的生产主要 展，其开发利用前景广阔。 以镍催化剂搅拌釜氢化蒽醌法工艺为主，随着生产能力的不 1 生产技术及其进展 断扩大，与搅拌釜工艺相比，以钯为催化剂的固定床工艺逐 双氧水的生产方法主要有电解法 、蒽醌法 、异丙醇法、 渐显示出氢化设备结构简单、装置生产能力大、生产过程中 阴极阳极还原法和氢氧直接化合法等。其中蒽醌法是 目前国 不需经常补加催化剂、安全性能好和操作方便等优点，借助 内外生产双氧水最主要的方法。 于计算机集散控制技术(DCS)，可大大提高装置的安全性 1．1异丙醇法 能，该工艺已成为过氧化氢生产发展的方向。近期新建装置 异丙醇法是以过氧化物为诱发剂，用空气或氧气对异丙 及老厂的工艺改造几乎都采用蒽醌法，多采用钯催化固定 醇进行液相氧化，生成双氧水和丙酮。氧化生成物通过蒸发 床，镍一钯混合床。 器，将双氧水同有机物及水分离，再经有机溶剂萃取净化， 目前，蒽醌法生产过氧化氢的研究主要集中在氢化过程 得到双氧水，同时副产丙酮。该法的不足之处是联产的丙酮 催化剂的研究，氢气和氧气、工作液的研究以及蒽醌加氢工 也要求寻找消费市场，且要消耗大量的异丙醇，因此在整体 艺的研究等几个方面。 上缺乏竞争力，目前已经被淘汰。 1．3．1 氢 化 催 化 剂 1．2 电解法 氢化催化剂是蒽醌法生产的关键技术之一。该领域一直 电解法是生产双氧水的最早方法，于 1908年实现工业 是国内外双氧水研究的热点之一。目前蒽醌法双氧水生产氢 化生产，以后经过不断改进，成为20世纪前半期生产双氧 化催化剂主要分为镍催化剂和钯催化剂两大类。 水最主要的方法 。它又可分为过硫酸法、过硫酸钾法和过硫 镍系催化剂是由铝镍合金粉经碱液处理和用芳烃脱水后 酸铵法。其中工业上主要采用过硫酸铵法。该方法具有电流 制得，其具有高的活性和选择性。由于镍具有遇空气 自燃、 效率高和工艺流程简单等优点。先将硫酸氢铵电解成过硫酸 氢化器结构复杂、失效后难于再生以及对循环工作液中的痕 铵，再将后者水解，生成双氧水，电解所用的电解槽是以铂 量Oz和HOz敏感，极易中毒等缺点，目前该催化剂仅用于 为阳极，以铅或石墨为阴极 ；硫酸氢铵水溶液先流经阴极 较小规模的生产装置中，且逐渐被淘汰 。 室，再作为阳极液从阳极室流出，即得过硫酸铵水溶液，然 钯催化剂是当前蒽醌氢化反应使用最多的催化剂，它一 后将其在铅 、石墨或锆管组成的水解器中减压水解 、蒸发， 般分为钯系固定床催化剂和悬浮