雙氧水工藝技術(shù)進(jìn)展概述

馮程

摘 要 雙氧水作為一種清潔化工產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、軍工、化學(xué)品合成、紡織、造紙、環(huán)保等領(lǐng)域。本文主要介紹了雙氧水的技術(shù)進(jìn)展，及傳統(tǒng)工藝和全酸性工藝蒽醌法制雙氧水，同時(shí)指出了雙氧水生產(chǎn)技術(shù)未來的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞 雙氧水 蒽醌法 氫化 全酸性

中圖分類號(hào)：TQ123.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0概述

雙氧水是一種綠色化工產(chǎn)品，其生產(chǎn)和使用過程幾乎沒有污染，被稱為“清潔”的化工產(chǎn)品。我國雙氧水生產(chǎn)始于50年代末，至70年代初仍采用電解法小規(guī)模裝置生產(chǎn)。70年代后期國內(nèi)出現(xiàn)了幾套蒽醌法生產(chǎn)雙氧水的裝置，大多采用電解水制氫為原料，用蘭尼鎳懸浮床催化氫化工藝，用純氧氧化工藝，以苯和氫化萜松醇為溶劑、2一乙基蔥醒為工質(zhì)配制工作液。80年代中期至末期，由于市場(chǎng)迅猛增長(zhǎng)及蒽醌法生產(chǎn)工藝的長(zhǎng)足進(jìn)步，我國的雙氧水生產(chǎn)獲得飛速發(fā)展。最初雙氧水僅用于醫(yī)藥和軍工，后逐步應(yīng)用于化學(xué)品合成、紡織、造紙、環(huán)保、食品、醫(yī)藥、冶金和農(nóng)業(yè)等廣泛領(lǐng)域，產(chǎn)品規(guī)格已多樣化，市場(chǎng)需求日益擴(kuò)大。

1蒽醌法制雙氧水

隨著蒽醌法制雙氧水工藝技術(shù)的成熟，其較其他生產(chǎn)方法的優(yōu)勢(shì)日益凸顯，已成為國內(nèi)外雙氧水生產(chǎn)的主要方法。所謂蒽醌法，其工藝流程就是將烷基蒽醌和有機(jī)的溶劑按照一定的比例制配成工作溶液，然后在一定的壓力（0.30MPa）、溫度（55～65℃）和催化劑的共同作用下，將氫氣通入后，使其經(jīng)過一定的氫化，然后在40～44℃中和空氣進(jìn)行氧化。經(jīng)過萃取、再生等工序，獲得一定濃度的雙氧水溶液。

該法技術(shù)先進(jìn)，自動(dòng)化程度高，而且產(chǎn)品的成本較低，適合大規(guī)模的進(jìn)行生產(chǎn)。且氫源較廣，使得成本和能耗降低，“三廢”治理基本解決。我國自行開發(fā)的蒽醌法生產(chǎn)雙氧水工藝技術(shù)經(jīng)過不斷改進(jìn)， 長(zhǎng)先后取得以重芳烴取代苯溶劑、以磷酸三辛酯取代氫化萜松醇，以空氣代替純氧作氧化劑、以鈀催化劑取代鎳催化劑、開發(fā)新氫源、開發(fā)高濃度雙氧水生產(chǎn)技術(shù)等科研成果，并普遍推廣應(yīng)用。

2全酸性蒽醌法

隨著蒽醌法的發(fā)展，衍生出傳統(tǒng)（酸堿混合）工藝和全酸性工藝兩種工藝。目前，國內(nèi)的雙氧水裝置大多采用傳統(tǒng)工藝，只有少數(shù)采用全酸性工藝。

傳統(tǒng)（酸堿混合）工藝是以 2-乙基蒽醌（2-EAQ）為載體，重芳烴（AR）和磷酸三辛酯（TOP）為混合溶劑配制成工作液。該工作液與氫氣在固定床內(nèi)進(jìn)行氫化反應(yīng)，得到相應(yīng)的氫蒽醌溶液（氫化液）。氫化液在氧化塔與空氣反應(yīng)，將氫蒽醌還原成蒽醌，同時(shí)生成雙氧水（氧化液），經(jīng)過萃取后得到雙氧水溶液。萃取后的工萃余液經(jīng)萃余液分離器分離掉大部分水分，再經(jīng)堿塔、白土床再生后，進(jìn)入系統(tǒng)循環(huán)使用。

全酸性工藝是以 2-乙基蒽醌（2-EAQ）作為載體，以重芳烴（AR）、磷酸三辛酯（TOP）和 2-甲基環(huán)己烷醋酸酯（2-MCHA）作為溶劑，配制成工作液。將工作液與氫氣一起通入氫化塔內(nèi)進(jìn)行氫化反應(yīng)，得到2-乙基氫蒽醌溶液（氫化液）。氫化液進(jìn)入氧化塔后被空氣氧化，氫蒽醌還原為蒽醌，同時(shí)生成雙氧水。含有雙氧水的工作液（氧化液）進(jìn)入萃取塔，經(jīng)過萃取后得到雙氧水溶液，萃余液經(jīng)高效聚結(jié)分離器脫水，然后再分出總流量的 20%～30%經(jīng)真空脫水器脫水、活性氧化鋁再生后與剩下的工作液匯合，進(jìn)入系統(tǒng)循環(huán)使用。

傳統(tǒng)工藝和全酸性工藝在氫化、氧化、萃取凈化工序基本類似，差別在于后處理工序。傳統(tǒng)工藝后處理工序先經(jīng)過堿塔堿洗，然后經(jīng)白土床再生后返回氫化工序，此時(shí)工作液呈堿性，而氧化、萃取工序工作液則呈酸性。全酸性工藝后處理工序中部分工作液先經(jīng)真空脫水器脫水，再經(jīng)白土床再生后返回氫化工序，整個(gè)過程為酸性環(huán)境。工作液體系方面 ，全酸性工作液中蒽醌溶解度較傳統(tǒng)工作液高，有利于提高氫效和氧效。

總體而言，全酸性工藝較傳統(tǒng)工藝蒽醌溶解度高，催化劑活性好、選擇性高，氫化效率、氧化效率高，萃余含量低，生產(chǎn)裝置物耗能耗低且運(yùn)行更加穩(wěn)定、高效、安全。

3結(jié)語

目前，蒽醌法制生產(chǎn)雙氧水的工藝技術(shù)已日趨成熟，但雙氧水的工藝研究卻并沒有止步，我國在雙氧水的生產(chǎn)上還有很大發(fā)展?jié)摿?。許多科研機(jī)構(gòu)正在開發(fā)生產(chǎn)成本較蒽醌法低，并在某些方面優(yōu)于蒽醌法的新方法。如：空氣陰極法、氫氧直接合成法、甲基芐基醇氧化法、異丙醇氧化法、燃料電池法以及水溶液中用一氧化碳生產(chǎn)雙氧水法等，將有助于推動(dòng)我國雙氧水技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

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