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双氧水的工艺流程制作

更新:03-23 整理:39baobao.com
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双氧水工艺流程叙述来自循环工作液泵的工作液,通过自控仪表控制一定流量进入工作液预热器,预热到一定温度后与来自循环氢化液泵的部分氢化液,以及来自氢纯工段过滤器过滤和氢、氮气预热器预热后的氢气一起进入静态混合器,气、液充分混合后进入氢化塔上部。氢化塔上部,。氢化塔有三节组成,每一节顶部均设有气液分离器,以使进入塔内的气体和液体分布均匀。工作液中的EAQ和H4EAQ在触媒的催化作用下与H2发生反应,生成相应的HEAQ和H4HEAQ。根据氢化效率的要求及触媒活性,氢化反应可使用三节触媒中任意一节(单独)或两节(串联)。例如当使用两节时,工作液与氢气的混合物,先进入上节顶部,并流而下通过塔内触媒层,由塔底流出,再经塔外连通管进入中节顶部,再从塔底流出,进入氢化液分离器。

bbs.hgbbs.net1 A- Y5 m1 R( `+ I0 \, n) h$ Z 从氢化塔出来的工作液(称氢化液)和未反应的氢气(称尾气),连续进入氢化液气液分离器,尾气由分离器顶部排出,经再生蒸气冷凝器冷凝其中所含溶剂后,进入冷凝液计量槽,溶剂流于其中,尾气再经尾气流量计控制流量后经阻火器放空。自氢化液气液分离器底部出来的氢化液,借助自控仪表控制一定液位后,进入氢化液过滤器,滤除其中可能夹带的少量触媒及其载体粉末和氧化铝粉,由氢化液过滤器出来的氢化液分10%进入氢化液白土床,床内装有活性氧化铝,用来再生氢化液中的降解作,然后和90%的氢化液一起进入氢化液贮槽,在此,溶解于氢化液中的少量氢气被解析出来经氢化液尾气冷凝器和阻火器放空。/ }. Z' T$ U1 O: L 氢化液气液分离器中的氢化液,可借助循环氢化液泵部份循环回氢化塔中,以控制塔内温度均匀,氢化效率的稳定和操作安全。

‘' X( J9 [. B6 S) S 来自磷酸计量槽磷酸和硝酸铵的混合水溶液与来氢化液贮槽的氢化液一起进入氢化液泵,磷酸与氢化液在泵内被混合,通过自控仪表以一定的流量进入氢化液冷却器,冷却到一定的温度后进入氧化塔上节底部,同时来自动力站的压缩空气经过空气过滤器过滤后进入氧化塔,与氢化液一起并流向上。在塔呐,氢化液中的部份HEAQ的H4HEAQ与空气中氧发生反应,生成过氧化氢。氧化塔是一个由两节塔组成的空塔,每节塔底部都通入新鲜空气,并散器分散。向每节塔内通入的空气量,是根据氧化效率和尾气中剩余氧含量(一般为6%左右)而加以控制。从氧化塔上节顶部出来的被部分氧化的氢化液与剩余空气(称尾气)一起进入氧化液气液分离器A分离气体,被部分氧化了的氢化液(氧化液)从分离器底部流出进入氧化液冷却器,冷却到一定温度后进入氧化塔下节底部,与进来另一股经过滤的新鲜空气一起并流向上,在塔内一部分HEAQ和H4HEAQ被氧化,使得氢化液中的HEAQ和H4HEAQ 95%以上被氧化生成过氧化氢。

几乎被完全氧化了的氧化液与剩余空气(称尾气)一起从氧化塔一节顶部进入氧化液气液分离器B分除气体后进入氧化液贮槽。他离器内必须保持一定的液位, 以防空气进入氧化液贮槽。从1#、2#分离器出来的气体汇合到一起进入氧化尾气冷却器,冷却后的尾气进入氧化尾气冷干机组,尾气中的大部分溶剂被冷干成液体,少量未冷干的溶剂随同尾气一起通过自动控制进入活性炭吸附系统,进行吸附后放空或直接加阻火器放空。被氧化尾气冷却气和冷干机组冷却下来的溶剂。进入芳烃中间受槽,分离部分水份后,溶剂或去氢化液贮槽或去废芳烃高位槽。回收再利用。在生产过程中来自酸碱中和的水份和空气中夹带的水份以及少量过氧化氢分解时产生的水份积存在氧化塔上、下塔底部,这部分氧化残液稳定性低,H2O2含量高、极易分解,因此必须定期将其排放至氧化残液分离器中,时行双氧水与工作液的分离。

分离后的双氧水排至污水处理,排放同时加水稀释,或直接用塑料桶收集。分离的工作液进入配制釜回收利用。

双氧水怎么生产

1)无机反应法:无机法是最早用于制备双氧水的方法,即用硫酸或磷酸酸化过氧化钡或其他无机过氧化物来制得双氧水,同时形成不溶于水的钡盐或其它物质。其反应方程式如下: BaO2+H2SO4=BaSO4+H2O2 NaO2+H2SO4+10 H2O=Na2SO4·10H2O+H2O2 其中过氧化钡可通过在氧气气氛下焙烧氧化钡制得。采用这种方法无法大规模生产双氧水,生成的不溶性钡盐也无法回收重新利用。后来有人发展了采用二氧化碳溶于水形成的碳酸来酸化过氧化钡制备双氧水,该法的优点是可以通过高温焙烧将生成的碳酸钡分解成氧化钡,从而循环利用氧化钡。该法制得的双氧水含量不高,操作麻烦并且耗能极大,在双氧水的工业生产方法中已经被淘汰。 2)水解有机过氧化物:与无机法相类似的是,水解过氧化有机物也能制得双氧水。

首先控制乙醛通过自氧化形成过氧乙酸,然后水解生成的过氧乙酸,就可以得到双氧水和乙酸的混合物。要将该混合物中的过氧化氢分离出来,可以采用蒸馏的方法,也可以往该混合物中加入钙盐,使其中的过氧化氢形成过氧化钙沉淀下来,再采用酸化法制得双氧水。该法操作复杂,仅在专利中出现过,并无实际应用。 3)碳氢化合物自氧化:将碳氢化合物气相部分氧化可以直接制得双氧水,但该法中碳氢化合物可能会形成很多副产物,给双氧水的分离、提纯和浓缩带来很大不便,该法也只在专利中出现过,并无应用实例。也可先将碳氢化合物通过液相氧化反应形成相应的过氧化碳氢化合物,然后通过水解生成的过氧化物间接制得双氧水,仅有少许烃类可以通过该法得到较高的产率,报道较多的有叔丁基过氧化氢。

4)异丙醇氧化法:该法以异丙醇为原料,过氧化氢或其他过氧化物为引发剂,用空气或氧气进行液相氧化,生成过氧化氢和丙酮。该法由美国Shell公司开发成功,并在美、俄、日已经工业化生产。该法的缺点是需要消耗大量的异丙醇,投资大,并且在得到双氧水的同时产生相同物质的量的丙酮需要寻求消费市场,另外,生产的双氧水也较难分离、提纯,因 此该法采用不多。 5)电解法:该法最早由Medinger在1853年电解硫酸过程中发现,后来经过多方改进,逐步由最先的过硫酸法改进成过硫酸钾法,最后改进到过硫酸铵法,并成为20世纪前半期双氧水的主要生产方法。过硫酸铵法以铂为阳极,石墨为阴极,其化学反应方程式为: 2 NH4HSO4→ (NH4) 2S2O8+H2↑ (NH4) 2S2O8+2 H2O →2 NH4HSO4+H2O2 虽然电解法制备出来的双氧水产品质量高,但需要消耗金属铂和大量的电力,成本较高,且设备生产能力低,不利于大规模生产,现在已经基本上被蒽醌法所取代。

双氧水的制作方法

工业制法

碱性过氧化氢制法:生产碱性过氧化氢用含醌空气电极,其特征在于每对电极由阳极板、塑料网、阳离子隔膜和含醌空气阴极组成,在电极工作区的上、下端设有进入流体的分配室和排出流体的收集室,在流体进口处设有节流孔,多组元电极采用有限制的偶极串联接法,加长阳极循环碱水进、出口用的塑料软管后再接至集液总管,多组元电极组由单元极板组装。

磷酸中和法:其特征在于,用下列步骤从过氧化钠水溶液制备:

⑴用磷酸或磷酸二氢钠NaH2PO4将氢氧化钠溶液中和至pH8.0~8.7,使生成NaH2PO4和H2O2的水溶液。

⑵使所说的Na2HPO4和H2O2水溶液冷却到+5~-5℃,从而使绝大部分NaH2PO4以NaH2PO4·110H2O水合物形式析出。

⑶在离心分离器中对含有NaH2PO4 ·10H2O水合物和过氧化氢水溶液混合物进行分离,从而使NaH2PO4 ·110H2O结晶从含少量NaH2PO4和过氧化氢水溶液中分离出来。

⑷将所说的含少量NaH2PO4和过氧化氢水溶液在蒸发器中蒸发,得到含H2O2和H2O的蒸汽,而含过氧化氢的NaH2PO4的浓盐溶液从底部流出并返回中和槽。

⑸将所说的含H2O2和H2O的蒸汽在分馏塔中进行减压分馏,得到约30%H2O2产品。

电解硫酸法:用电解60%的硫酸,得到过二硫酸,再经水解可得浓度为95%的双氧水。

2-乙基蒽醌法:工业规模化生产主要方法是2-乙基蒽醌(EAQ)法。2-乙基蒽醌在一定温度压力在催化剂作用下和氢气反应生成2-乙基氢蒽醌,2-乙基氢蒽醌在一定温度压力下与氧发生氧化还原反应,2-乙基氢蒽醌还原生成2-乙基蒽醌同时生成过氧化氢,再经过萃取获得过氧化氢水溶液,最后经过重芳烃净化得到合格的过氧化氢水溶液,俗称双氧水,此工艺大多用来制备27.5%的双氧水,浓度较高的过氧化氢水溶液(如35%、50%的双氧水)则可以通过蒸馏得到。

实验室制法

一:

于100ml15-18%的硫酸中,在冰的冷却下,逐渐加入过氧化钡,加入的量以保持溶液的弱酸性为度(约40g)。倾出上层溶液即得到过氧化氢溶液。必要时可进行提取。每次用20ml提取4-5次。将醚提取物置于水浴上蒸发(不要高于40℃)除去醚,将剩余物移至硫酸保干瓶中。用此法可以制得50%过氧化氢溶液。

二:

将90g过氧化钠在强烈搅拌下分次少量地加入用冰水冷却的800ml20%的硫酸中,应保持温度不高于15℃。放置12小时,滤去析出的十水硫酸钠结晶。将滤液置于磨口真空装置中(5-10mm),在浴温60-65摄氏度(最后在85℃)下进行蒸馏,每次的蒸馏量为100ml。用两个串联的受器

(第二个受器应用冰冷却)收集馏出物,第一个受器中的产品含过氧化氢含量高于20%,第二个受器含过氧化氢3%以下。所得过氧化氢溶液进一步浓缩可在浓硫酸真空保干器中,于室温下进行,经三天后即可将25%的溶液浓缩至88%。

过氧化氢稀溶液也可以用冻结法使水凝结而达到浓缩的目的。

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