双氧水的生产方法

双氧水的生产方法

1.1 蒽醌法

蒽醌法生产双氧水是目前世界上该行业最为成熟的生产方法之一，国外大型的生产厂家都采用蒽醌法生产双氧水，在国内目前双氧水的制备也几乎都是蒽醌法。

20世纪初，人们发明以2-烷基蒽醌作为氢的载体循环使用生产双氧水的方法，后经多次改进，使该技术日趋成熟。其工艺为2-烷基蒽醌与有机溶剂配制成工作溶液，在压力为0.30MPa、温度55℃～65℃、有催化剂存在的条件下，通入H2进行氢化，再在40℃～44℃下与空气进行逆流氧化，经萃取、再生、精制与浓缩制得到H2O2水溶液成品，目

前我国市场上有质量分数分别为27.5%、35.0%和50.0%三种规格的产品。

国内20世纪80年代中期以前，过氧化氢的生产主要以镍催化剂搅拌釜氢化蒽醌法工艺为主，随着生产能力的不断扩大，与搅拌釜工艺相比，以钯为催化剂的固定床工艺逐渐显示出其优越性：氢化设备结构简单、装置生产能力大、生产过程中不需经常补加催化剂、安全性能好和操作方便等优点，借助于计算机集散控制技术，可大大提高装置的安全性能，该工艺已成为过氧化氢生产发展的方向；近期新建装置及老厂的工艺改造几乎都采用蒽醌法，多采用钯催化固定床，镍-钯混合床。目前在国内还没有出现氢化流化床的文献报道，只有上海阿托菲纳双氧水公司和福建第一化工厂引进国外技术采用钯催化氢化流化床的专利工艺。 、双氧水用途及概况

1.1.1.1

物理性质：双氧水（学名过氧化氢），分子式：H2O2，分子量：34，无色、无味透明无毒，但对皮肤有漂白及烧灼作用。皮肤受其侵蚀可引起皮炎、起泡或针刺般疼痛，重者长期不痊愈。它能强烈刺激眼睛，危害眼粘膜，长期接触，可使毛发变黄。双氧水蒸汽可引起眼睛流泪，刺激眼、鼻、喉的粘膜。双氧水蒸气在空气中的最大浓度不应高于0.03mg/L

1.1.2

化学性质：

双氧水是一种强氧化性物质，但遇到比它更强的氧化剂，比如高锰酸钾、氯气等，则呈还原性质。

它的化学性质比较活泼，可以参加分解、分子加成、取代、氧化还原等反应。 双氧水具有较弱的二元酸性质，与某些碱反应可能生成盐，由于它的内在结构关系及杂质的存在，呈现出一定的不稳定性。当双氧水接触到光、热、粗糙表面或混入重金属及其盐类、酵母菌、有机物、碱性物质、灰尘等杂质会引起分解。分解成为氧和水，并放出大量热量，剧烈分解时可引起爆炸。相反，磷酸及其盐类、硼酸盐、锡酸盐能使其分解缓慢，故双氧水产品中需加入一定数量的磷酸或其盐类等作为稳定剂。

为防止阳光直射和落入污物引起分解，盛装双氧水的容器必须具有排气孔。用双氧水浸渍过的纸张，织物容易引起自燃

1.1.3

用途：用于各种织物、纸张、木材、草制品的漂白。

1.1.4

用于有机物合成、做氧化剂、催化剂、引发剂、羟基化剂。

1.1.5

用于有机或无机过氧化物的制造（合成过氧乙酸、过氧化苯甲酰、二氧化硫脲、过硼酸钠、过氧化钙等）。

1.1.6

用于电镀工业（电镀液的净化）、电子工业（金属表面处理）。高纯度产品用于化学分析，医药（医药合成、消毒剂）、食品（消毒、保鲜）的加工和化妆品的生产等方面。

1.1.7

用于建材工业（作为泡沫塑料、泡沫水泥的发泡剂）。

1.1

产品规格

指 标 名 称

浓度 （m/m）%≥

酸度 （m/m）%≤

不挥发物 （m/m）%≤

稳定度 （m/m）%≥

外观 指 标 35 0.05 0.1 97.0 无色透明液体

2 主要原材料技术指标

2.1

重芳烃

来自石油工业的铂重整装置，主要为C9、C10馏分，即三甲苯异构体。另外有少量的二甲苯、四甲苯、萘及胶质物。不含有机物或无机硫化物。

纯度（主要是三甲苯的异构体）：≥99%

密度：0.87—0.88g/ml

沸程：160—200℃

碘值：≤2%

总硫含量：≤5ppm

2.2

2-乙基蒽醌

外观：浅黄色或米黄色粉末或晶体。

分子式：C16H12O2

分子量：236.27

结构式：

初熔点：≥107℃

苯中不溶物含量：≤0.1%

纯度：≤98%

硫含量：≤10 ppm

铁含量：≤5ppm

氯含量：≤25ppm

2.3

磷酸三辛酯

外观：无色透明液体，基本无味

分子式：C24H51O4P

分子量：434.65

结构式：[C4H9CH（C2H5）CH2O]P=O

密度：0.923±0.003g/cm3

含量：≥99%

界面张力：≥18mN/m（与水的界面张力，20—25℃）

酸度：≤0.1mgKOH/g

色泽（Hazen单位）：≤50

硫含量：≤5ppm

2.4

活性氧化铝

外观：白色球形固体，直径φ3—5mm

氧化铝活性：≥60%

比表面积：≥200m2/g

强度：≥50N/粒

2.5

碳酸钾

外观：白色粉末不含杂质

碳酸钾：≥92%（干基）

碳酸氢钾：≤8%（干基）

2.6

磷酸

含量：≥85%

Fe：≤0.003%

氯化物：≤0.0003%

2.7

纯水

PH：6—7

电导率：≤1×10-6s/cm

2.8

氢气

纯度：≥99.5%（V/V）

氧气：〈0.3%（V/V）

硫：≤0.1ppm

一氧化碳：≤5ppm

氯气：≤1ppm

压力：0.45Mpa(G)

2.9

空气

无尘、无锈、无油

压力：0.55Mpa(G)

2.10

氮气

纯度：≥99.7%

压力：〉0.4Mpa(G)

2.11

惰性瓷球

2.12

催化剂

2.13

公用公程的品种及技术规格

3生产方法

本装置采用固定床钯触媒蒽醌法双氧水生产工艺，该工艺具有流程简单、产品质量稳定、无污染。

蒽醌法生产双氧水是以2－乙基蒽醌和四氢2－乙基蒽醌为载体（总有效蒽醌含量为130－140g/l），重芳烃和磷酸三辛酯为混合溶剂（体积比为C9:TOP=75:25），配制成工作液。该工作液与氢气一同进入装有钯触煤床内， 在0.27－0.30Mpa （G）压力和40－70℃下进行氢化反应，得到相应的氢蒽醌溶液（称氢化液）。氢化液在氧化塔0.22－0.3Mpa(G)压力和45－55℃条件下用空气进行氧化，氢化液中的蒽醌还原成原来的蒽醌，同时生成双氧水。由于双氧水在水和工作液中的溶解度不同，用纯水萃取含有双氧水的工作液（称氧化液）得到27.5％的双氧水水溶液（称萃取液），该萃取液经重芳烃净化除去可溶性有机物杂质即得到成品，被萃取后的氧化液称为萃余液，萃余液先经萃余液分离器分离掉大部分水份，再经碳酸钾溶液进行干燥除掉水份、分解双氧水和中和氧化过程中的酸，干燥后的工作液经沉降、分离，除去夹带的碳酸钾溶液，再经后处理白土床使工作液再生并除去碳酸钾和副产物，使之再生成为新鲜工作液循环使用。在氢化过程中，部分2－乙基蒽醌转化为四氢2－乙基氢蒽醌，经氧化后得到四氢2－乙基蒽醌，可反复被氢化、氧化成双氧水，一定量的四氢2－乙基蒽醌的存在，将有利于提高氢化反应速度和抑制其它副产物的生成。

4、生产工序：

本工艺主要包括以下几部分：氢化、氧化、萃取、净化、后处理和配制工序。

双氧水的生产方法

1.1 蒽醌法

蒽醌法生产双氧水是目前世界上该行业最为成熟的生产方法之一，国外大型的生产厂家都采用蒽醌法生产双氧水，在国内目前双氧水的制备也几乎都是蒽醌法。

20世纪初，人们发明以2-烷基蒽醌作为氢的载体循环使用生产双氧水的方法，后经多次改进，使该技术日趋成熟。其工艺为2-烷基蒽醌与有机溶剂配制成工作溶液，在压力为0.30MPa、温度55℃～65℃、有催化剂存在的条件下，通入H2进行氢化，再在40℃～44℃下与空气进行逆流氧化，经萃取、再生、精制与浓缩制得到H2O2水溶液成品，目

前我国市场上有质量分数分别为27.5%、35.0%和50.0%三种规格的产品。

国内20世纪80年代中期以前，过氧化氢的生产主要以镍催化剂搅拌釜氢化蒽醌法工艺为主，随着生产能力的不断扩大，与搅拌釜工艺相比，以钯为催化剂的固定床工艺逐渐显示出其优越性：氢化设备结构简单、装置生产能力大、生产过程中不需经常补加催化剂、安全性能好和操作方便等优点，借助于计算机集散控制技术，可大大提高装置的安全性能，该工艺已成为过氧化氢生产发展的方向；近期新建装置及老厂的工艺改造几乎都采用蒽醌法，多采用钯催化固定床，镍-钯混合床。目前在国内还没有出现氢化流化床的文献报道，只有上海阿托菲纳双氧水公司和福建第一化工厂引进国外技术采用钯催化氢化流化床的专利工艺。 、双氧水用途及概况

1.1.1.1

物理性质：双氧水（学名过氧化氢），分子式：H2O2，分子量：34，无色、无味透明无毒，但对皮肤有漂白及烧灼作用。皮肤受其侵蚀可引起皮炎、起泡或针刺般疼痛，重者长期不痊愈。它能强烈刺激眼睛，危害眼粘膜，长期接触，可使毛发变黄。双氧水蒸汽可引起眼睛流泪，刺激眼、鼻、喉的粘膜。双氧水蒸气在空气中的最大浓度不应高于0.03mg/L

1.1.2

化学性质：

双氧水是一种强氧化性物质，但遇到比它更强的氧化剂，比如高锰酸钾、氯气等，则呈还原性质。

它的化学性质比较活泼，可以参加分解、分子加成、取代、氧化还原等反应。 双氧水具有较弱的二元酸性质，与某些碱反应可能生成盐，由于它的内在结构关系及杂质的存在，呈现出一定的不稳定性。当双氧水接触到光、热、粗糙表面或混入重金属及其盐类、酵母菌、有机物、碱性物质、灰尘等杂质会引起分解。分解成为氧和水，并放出大量热量，剧烈分解时可引起爆炸。相反，磷酸及其盐类、硼酸盐、锡酸盐能使其分解缓慢，故双氧水产品中需加入一定数量的磷酸或其盐类等作为稳定剂。

为防止阳光直射和落入污物引起分解，盛装双氧水的容器必须具有排气孔。用双氧水浸渍过的纸张，织物容易引起自燃

1.1.3

用途：用于各种织物、纸张、木材、草制品的漂白。

1.1.4

用于有机物合成、做氧化剂、催化剂、引发剂、羟基化剂。

1.1.5

用于有机或无机过氧化物的制造（合成过氧乙酸、过氧化苯甲酰、二氧化硫脲、过硼酸钠、过氧化钙等）。

1.1.6

用于电镀工业（电镀液的净化）、电子工业（金属表面处理）。高纯度产品用于化学分析，医药（医药合成、消毒剂）、食品（消毒、保鲜）的加工和化妆品的生产等方面。

1.1.7

用于建材工业（作为泡沫塑料、泡沫水泥的发泡剂）。

1.1

产品规格

指 标 名 称

浓度 （m/m）%≥

酸度 （m/m）%≤

不挥发物 （m/m）%≤

稳定度 （m/m）%≥

外观 指 标 35 0.05 0.1 97.0 无色透明液体

2 主要原材料技术指标

2.1

重芳烃

来自石油工业的铂重整装置，主要为C9、C10馏分，即三甲苯异构体。另外有少量的二甲苯、四甲苯、萘及胶质物。不含有机物或无机硫化物。

纯度（主要是三甲苯的异构体）：≥99%

密度：0.87—0.88g/ml

沸程：160—200℃

碘值：≤2%

总硫含量：≤5ppm

2.2

2-乙基蒽醌

外观：浅黄色或米黄色粉末或晶体。

分子式：C16H12O2

分子量：236.27

结构式：

初熔点：≥107℃

苯中不溶物含量：≤0.1%

纯度：≤98%

硫含量：≤10 ppm

铁含量：≤5ppm

氯含量：≤25ppm

2.3

磷酸三辛酯

外观：无色透明液体，基本无味

分子式：C24H51O4P

分子量：434.65

结构式：[C4H9CH（C2H5）CH2O]P=O

密度：0.923±0.003g/cm3

含量：≥99%

界面张力：≥18mN/m（与水的界面张力，20—25℃）

酸度：≤0.1mgKOH/g

色泽（Hazen单位）：≤50

硫含量：≤5ppm

2.4

活性氧化铝

外观：白色球形固体，直径φ3—5mm

氧化铝活性：≥60%

比表面积：≥200m2/g

强度：≥50N/粒

2.5

碳酸钾

外观：白色粉末不含杂质

碳酸钾：≥92%（干基）

碳酸氢钾：≤8%（干基）

2.6

磷酸

含量：≥85%

Fe：≤0.003%

氯化物：≤0.0003%

2.7

纯水

PH：6—7

电导率：≤1×10-6s/cm

2.8

氢气

纯度：≥99.5%（V/V）

氧气：〈0.3%（V/V）

硫：≤0.1ppm

一氧化碳：≤5ppm

氯气：≤1ppm

压力：0.45Mpa(G)

2.9

空气

无尘、无锈、无油

压力：0.55Mpa(G)

2.10

氮气

纯度：≥99.7%

压力：〉0.4Mpa(G)

2.11

惰性瓷球

2.12

催化剂

2.13

公用公程的品种及技术规格

3生产方法

本装置采用固定床钯触媒蒽醌法双氧水生产工艺，该工艺具有流程简单、产品质量稳定、无污染。

蒽醌法生产双氧水是以2－乙基蒽醌和四氢2－乙基蒽醌为载体（总有效蒽醌含量为130－140g/l），重芳烃和磷酸三辛酯为混合溶剂（体积比为C9:TOP=75:25），配制成工作液。该工作液与氢气一同进入装有钯触煤床内， 在0.27－0.30Mpa （G）压力和40－70℃下进行氢化反应，得到相应的氢蒽醌溶液（称氢化液）。氢化液在氧化塔0.22－0.3Mpa(G)压力和45－55℃条件下用空气进行氧化，氢化液中的蒽醌还原成原来的蒽醌，同时生成双氧水。由于双氧水在水和工作液中的溶解度不同，用纯水萃取含有双氧水的工作液（称氧化液）得到27.5％的双氧水水溶液（称萃取液），该萃取液经重芳烃净化除去可溶性有机物杂质即得到成品，被萃取后的氧化液称为萃余液，萃余液先经萃余液分离器分离掉大部分水份，再经碳酸钾溶液进行干燥除掉水份、分解双氧水和中和氧化过程中的酸，干燥后的工作液经沉降、分离，除去夹带的碳酸钾溶液，再经后处理白土床使工作液再生并除去碳酸钾和副产物，使之再生成为新鲜工作液循环使用。在氢化过程中，部分2－乙基蒽醌转化为四氢2－乙基氢蒽醌，经氧化后得到四氢2－乙基蒽醌，可反复被氢化、氧化成双氧水，一定量的四氢2－乙基蒽醌的存在，将有利于提高氢化反应速度和抑制其它副产物的生成。

4、生产工序：

本工艺主要包括以下几部分：氢化、氧化、萃取、净化、后处理和配制工序。