[發明專利]蒽醌法生產雙氧水的溶劑體系、雙向工作液及應用

有效

• 申請號: 201610457396.1
• 申請日: 2016-06-23
• 公開（公告）號: CN107539955B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 方向晨;劉全杰;賈立明;徐會青;王偉;尹澤群
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號: C01B15/023
• 分類號: C01B15/023
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

蒽醌法生產雙氧水的溶劑體系、雙向工作液及應用，所述溶劑體系按體積計包括50%~70%的四氫萘和30%~50%的酮類，所述酮類具有通式Ⅰ的結構，其中，R₁為苯基，R₂選自苯基或C1~4的烷基。所述雙向工作液包括烷基蒽醌和所述的溶劑體系，烷基蒽醌在工作液中的重量含量為80g/L~500g/L。所述雙向工作液可應用于蒽醌法生產雙氧水，一方面，通過酮類自身參與反應并生成雙氧水，另一方面，酮類參與反應前后的變化可分別提高反應物和產物在溶劑中的溶解度，從而大大提高氫效。采用本發明工作液體系，氫效可達到12g/L~16g/L，比現有技術提高30%以上。Ⅰ

技術領域

本發明涉及蒽醌法生產雙氧水的溶劑及工作液，更為具體地，涉及一種蒽醌法生產雙氧水用雙向工作液體系。

背景技術

雙氧水(H₂O₂)，在工業上有較為廣泛的應用，作為一種氧化劑、漂白劑、消毒劑、聚合物引發劑和交聯劑，廣泛應用于造紙、化學品合成、軍工、醫藥、化妝品和環境保護等行業，因為其在生產和使用過程中不產生污染環境的副產品，僅釋放出氧氣和水，是一種環境友好型化工產品，所以被稱為綠色化工產品。隨著人們生活水平提高和環保意識的增強，將進一步推動過氧化氫對氯的替代，從而為過氧化氫的應用開辟了更為廣泛的市場。

目前雙氧水生產的工藝技術主要有：無機反應法，電解法，異丙醇法，氫氧直接合成法和蒽醌法。無機化學反應法是由硫酸或磷酸與氧化鋇反應制備雙氧水，并副產不溶于水的硫酸鋇。該方法無法大規模工業化生產，主要是因為副產物硫酸鋇無法回收利用，氧化鋇使用量過大，污染嚴重，所以已經被淘汰。1853年Medinger在電解硫酸過程中發現有雙氧水的產生，經過之后幾十年的發展，電解法生產過氧化氫曾一度成為生產雙氧水的主要方法。并且，Apietsch和G.Adolph在1910年成功建立了過硫酸鹽電解法，包括過硫酸法、過硫酸鉀法和過硫酸銨法。過硫酸鹽法主要流程為：硫酸氫鉀或硫酸氫氨首先被電解為相應的過硫酸鹽，之后水解生成雙氧水，其中，過硫酸鉀的水解需要采用過硫酸銨的參加。之后生成的雙氧水被蒸餾提純獲得30%-35%的雙氧水水溶液。綜合三種方法，過硫酸銨法是工業上主要采用的方法，該方法電流利用效率高、工藝流程短、電耗低。而過硫酸法雖然裝置和操作簡單，但是電解過程中的電流利用效率較低；過硫酸鉀法，雖然可以得到較純的產品，電流利用效率得到相應的提高，但是該方法操作復雜，局部生產過程中需要間歇操作，不符合工業化中高效的要求，現在基本被市場淘汰。異丙醇法是美國shell公司開發的，該法可在液相中進行也可在氣相中進行，而且該法可副產丙酮，但是該方法中雙氧水提純工藝復雜，生產成本高，缺乏市場競爭力，現在基本上都不在采用該技術。氫氧直接合成法是由氫氣和氧氣直接催化合成過氧化氫，是一種理想的原子經濟性反應，但是，該方法在工業化應用中面臨嚴峻的技術挑戰，例如1）氫氣和氧氣混合爆炸范圍較廣（4%-94%），危險系數較大；2）氫氣和氧氣在反應介質中的溶解度較小，最終過氧化氫的生產能力較低，不能滿足工業生產要求；3）在整個反應路徑中，生成過氧化氫的選擇性受到直接生成水的反應、過氧化氫加氫和過氧化氫分解等反應的影響，從而降低了生成過氧化氫的選擇性，所以現在該技術還處于研發階段，距工業應用還有相當長的一段時間。

蒽醌法是將烷基蒽醌（主要是2-乙基蒽醌，2-叔丁基蒽醌和2-戊基蒽醌）溶解在適當的混合溶劑中，配制成工作液。在催化劑（活性組分為鈀或鎳）的存在下，進行氫化反應，烷基蒽醌生成烷基氫蒽醌（方程式見下式），氫化反應進行到一定程度時，部分生成四氫烷基氫蒽醌。將氫蒽醌與空氣反應，氫蒽醌轉化烷基蒽醌，同時生成過氧化氫。氧化后的工作液進入萃取塔中，用去離子水萃取，得到的過氧化氫水溶液經凈化、濃縮處理即可得到過氧化氫產品。該工藝是目前生產過氧化氫的主要方法，也是最為成熟的方法。國內外大型的生產廠家幾乎都采用該方法生產過氧化氫。