[發明專利]過氧化氫的生產方法

有效

• 申請號: 201280056747.8
• 申請日: 2012-10-02
• 公開（公告）號: CN103974899B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發明（設計）人: A·范登布斯徹;P·M·德黑塞;S·布盧姆菲爾德;F·詹森絲
• 申請（專利權）人: 索爾維公司
• 主分類號: C01B15/023
• 分類號: C01B15/023
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 周李軍,林森

本申請要求于2011年10月11日提交的歐洲申請號11184576.4的優先權，為了所有的目的將該申請的全部內容通過引用結合在此。

若任何通過引用結合在此的專利、專利申請以及公開物中的披露內容與本申請的描述相沖突的程度到了可能導致術語不清楚，則本說明應該優先。

本發明涉及一種用于生產過氧化氫、尤其用于生產過氧化氫水溶液以直接用于工業應用中的方法，一種用于進行此種方法的裝置。

這樣過氧化氫的生產是眾所周知的。過氧化氫可以通過各種方法，例如通過氧氣的直接氫化作用或更普遍地通過所謂的蒽醌自氧化法(AO法)來生產。本發明特別涉及工業上更常見的AO法。

過氧化氫是全世界生產的最重要的無機化學品之一。過氧化氫的世界產量在2009年增長至3.2百萬公噸(100％H2O2)。它的工業應用包括紡織品、紙漿和紙的漂白、紙回收、有機合成(氧化丙烯)、無機化學品和洗滌劑的制造、環境和其他應用。在本發明的背景下，工業應用紙漿和紙漂白、采礦或環境應用是特別令人感興趣的。

過氧化氫生產是由在大型工廠中生產過氧化氫(如在水中高達50％-70％濃度(按重量％))的幾個化學公司進行的。因為此濃度水平的高度氧化特性，通常將過氧化氫調整至50％濃度以便安全處理和運輸，并且由于成本原因70％濃度一般僅用于長距離運輸。出于安全原因，一般將過氧化氫產品在應用之前稀釋到至少50％，但對于大多數應用，它將以低于15％的濃度來應用，為了最小化操作，稀釋至有效濃度通過添加適當量的、通常不大于50％過氧化氫的、更高濃度的溶液而一般在該應用本身內進行。最終，過氧化氫以各種濃度來使用，取決于該應用，例如在各種各樣的應用中，過氧化氫以約1％-15％的濃度來使用。此類過氧化氫濃度的一些具體實例是，取決于工業應用種類：紙漿漂白2％-10％、廢水氧化1％-5％、消費產品表面清潔1％-8％。在其他應用中如消毒，該過氧化氫濃度可以更高，例如在無菌包裝中，典型的濃度可以是35％或25％。

過氧化氫的工業合成主要是通過使用Riedel-Pfleiderer方法(最初披露于美國專利2,158,525和2,215,883)來實現的。這種眾所周知的過氧化氫的大規模循環生產方法利用將2-烷基蒽氫醌化合物自動氧化為相對應的2-烷基蒽醌，這導致了過氧化氫的形成。

發明背景-現有技術：

因此，過氧化氫典型地用一種兩階段循環蒽醌法(AO法)來生產，該方法包括將蒽醌工作溶液在一個催化反應器中氫化以及將該氫化的蒽醌工作溶液在一個多階段的填充床或篩板塔中通過空氣而氧化并同時在該有機流中產生過氧化氫，其中將該過氧化氫在一個多階段逆流萃取塔過程中從該蒽醌工作溶液中通過水進行連續萃取。選擇的有機溶劑典型地是兩種類型的溶劑的混合物，一種是該醌衍生物的一種良好溶劑(通常是一種芳香族化合物的混合物)并且另一種是該氫醌衍生物的一種良好溶劑(通常是一種長鏈的醇或環酯)。在所述主要AO法步驟之后，可以涉及其他輔助工藝步驟，如像該氫化催化劑從該工作溶液中的分離；該蒽醌工作溶液、這些伴隨的溶劑的回收和精細純化(polish purification)，及它們到該氫化器的循環；以及該過氧化氫產品的回收、精細純化和穩定化。

這種AO法利用烷基蒽醌化合物，如2-乙基蒽醌，2-戊基蒽醌，及它們的5,6,7,8-四氫衍生物作為溶解于一種合適的有機溶劑或有機溶劑混合物中的工作化合物。這些烷基蒽醌的溶液被稱為工作溶液。在該蒽醌法的第一階段(氫化步驟)中，為了將這些工作化合物還原成其氫化的形式(烷基氫蒽醌類)，使該工作溶液經受氫化。這些工作化合物的氫化是通過將氫氣與該工作溶液混合，并且使所得到的溶液與一種適當的氫化催化劑接觸來完成的。在該兩階段AO法的第二階段(氧化步驟)中，為了生產過氧化氫并將該工作化合物恢復到它的原始形式，使用氧氣、空氣、或一種合適的含氧化合物來氧化這些氫化的工作化合物，即烷基氫蒽醌類。然后將該氧化步驟中生成的過氧化氫從該工作溶液中去除，典型地通過用水進行萃取，并且將剩余的含烷基蒽醌類的工作溶液再循環到該氫化步驟以再次開始該過程。該氫化步驟可以在一種流化床催化劑或一種固定床催化劑的存在下來進行。已知這兩種方法中任一種具有它的具體優點和缺點。