雙氧水生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展

王大軍

摘要：隨著化工領(lǐng)域的發(fā)展以及綠色化學(xué)的貫徹和落實(shí)，雙氧水作為一種綠色環(huán)保的化學(xué)品得到了廣泛的應(yīng)用，但由于各方面因素的影響，致使其在應(yīng)用過(guò)程中仍存在一定的不足之處，所以，本文就雙氧水生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展等進(jìn)行了相關(guān)闡述。

關(guān)鍵詞：雙氧水? 生產(chǎn)技術(shù)? 應(yīng)用

引言

過(guò)氧化氫又被稱(chēng)為雙氧水，主要是通過(guò)發(fā)揮其氧化性來(lái)進(jìn)行消毒、火箭燃料、漂白等等，但是由于化學(xué)性質(zhì)的不穩(wěn)定性以及其較強(qiáng)的氧化性、腐蝕性，導(dǎo)致在應(yīng)用以及生產(chǎn)過(guò)程中極易出現(xiàn)突發(fā)性危害以及事故等。

1雙氧水生產(chǎn)技術(shù)分析

1.1雙氧水生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)介

制備雙氧水的生產(chǎn)工藝主要包括硫酸鹽電解法、氫氧合成法、異丙醇氧化法以及蒽醌法等。其中，硫酸鹽電解法顧名思義就是通過(guò)電解硫酸氫鹽或者硫酸鹽的方式來(lái)制備過(guò)氧化氫，并且在此過(guò)程中硫酸鹽或者硫酸氫鹽可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用，為此，此工藝在上世紀(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。與此同時(shí)，因?yàn)榇松a(chǎn)工藝中并沒(méi)有使用有機(jī)物，所以制備的雙氧水中幾乎也不含有機(jī)物，產(chǎn)品的質(zhì)量以及生產(chǎn)效率較高，所以在上世紀(jì)前半期國(guó)內(nèi)主要采用此方式進(jìn)行雙氧水的制備，而隨著社會(huì)的發(fā)展，再加上此技術(shù)需要耗費(fèi)大量的電能，為此，如今此技術(shù)已經(jīng)基本被淘汰;異丙醇法則是將過(guò)氧化氫或者其他過(guò)氧化物作為原材料，然后在通過(guò)加入空氣或者氧氣氧化而制備雙氧水，此工藝的缺點(diǎn)就是需要消耗大量的異丙醇且反應(yīng)條件較為嚴(yán)格，生產(chǎn)成本也較高，所以此方式并沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用;氫氧合成法作為環(huán)保的工藝之一，其主要是通過(guò)氫氣以及氧氣在高壓和催化劑的共同作用下直接制備雙氧水，此方式雖然生產(chǎn)成本較低，但是由于氧氣和氫氣的爆炸范圍較為寬泛，所以具有很大的安全隱患且操作難度較大，所以國(guó)內(nèi)幾乎不會(huì)采用此方式來(lái)制備雙氧水;蒽醌法則主要是依托于基蒽醌，然后通過(guò)將對(duì)蒽醌具有高濃度的有機(jī)溶液作為工作液，最后通過(guò)對(duì)工作液進(jìn)行氫化、氧化、萃取凈化、脫水等多重工藝之后方可獲得雙氧水，而且經(jīng)過(guò)白土再生后可以繼續(xù)循環(huán)使用，所以此工藝得到了廣泛的應(yīng)用。

1.2蒽醌法生產(chǎn)雙氧水的工藝技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展分析

就目前雙氧水制備工藝而言，蒽醌法具有明顯的優(yōu)勢(shì)，其工藝流程為：工作液通過(guò)鈀基催化劑的作用下可以和氫氣加成而生成相應(yīng)的含有氫蒽醌的氫化液，此時(shí)在氧氣的作用下氫化液生成含有烷基蒽醌和雙氧水的氧化液，再將氧化液進(jìn)行萃取就可以獲得粗稀雙氧水，最后，在將粗稀雙氧水經(jīng)過(guò)脫水和白土床等工序之后就可以獲取雙氧水。而隨著社會(huì)的發(fā)展以及科技的進(jìn)步，鎳為催化劑的氫化反應(yīng)釜逐漸優(yōu)化為鈀為催化劑的固定床，無(wú)論是安全性還是生產(chǎn)能力等方面均得到了明顯的提升。

蒽醌法的工藝流程主要包括傳統(tǒng)固定床、新型固定床、流化床以及漿態(tài)床工藝。其中，傳統(tǒng)固定床工藝是目前應(yīng)用最為廣泛的制備工藝，在2013年之前裝置主要是依托于2-乙基蒽醌，但是由于萃余液再生過(guò)程中需要使用強(qiáng)堿，而此時(shí)如果不能對(duì)強(qiáng)堿隨工作液進(jìn)行回收則勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。而且據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，該工藝的雙氧水濃度均低于35%，所以目前新建裝置中并不會(huì)采用工藝;隨著社會(huì)的發(fā)展以及科技的進(jìn)步，如今國(guó)內(nèi)新建的制備雙氧水工藝主要采用的就是新型固定床工藝，其工作液通過(guò)對(duì)多元混合溶劑的優(yōu)化，催化劑逐漸更換為活性更高的新型鈀觸媒，此工藝由于是將烷基蒽醌作為載體，然后在通過(guò)對(duì)工作液的氫化、氧化以及萃取凈化等工藝來(lái)制備雙氧水以及萃余液，為此，其并沒(méi)有傳統(tǒng)的堿萃脫水工序而極大的提升了系統(tǒng)的安全性，此工藝制備的雙氧水濃度可以達(dá)到30—35%;流化床工藝則由于其生產(chǎn)濃度以及產(chǎn)量高而被廣泛的應(yīng)用在大規(guī)模的生產(chǎn)裝置以及HPPO法制備環(huán)氧丙烷裝置中的相關(guān)配套裝置，其主要依托于以烷基蒽醌，工作液主要是以重芳烴，磷酸三辛酯以及四丁基脲為主，工作液再經(jīng)過(guò)后續(xù)的氧化，萃取等工藝制備雙氧水，該工藝所制備的雙氧水濃度可以達(dá)到40%及以上;而對(duì)于漿態(tài)床工藝而言，國(guó)內(nèi)與國(guó)外技術(shù)仍存在一定的差距，所以國(guó)內(nèi)對(duì)于該制備工藝仍處于開(kāi)發(fā)研究階段。

2雙氧水生產(chǎn)節(jié)能減排技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1廢氣回收

在制備雙氧水的過(guò)程中勢(shì)必會(huì)排放一定的氣體，該氣體主要指的是在生產(chǎn)過(guò)程中氧化尾氣以及氫化尾氣，其中氫化尾氣主要指的是富含有機(jī)物的氫氣，其是非連續(xù)產(chǎn)生的;而氧化尾氣則主要指的是含芳烴類(lèi)有機(jī)物在未經(jīng)過(guò)相關(guān)處理進(jìn)行排放的廢氣，其是連續(xù)的而且會(huì)對(duì)環(huán)境造成較大的污染，并且由于廢氣中含有較多的芳烴類(lèi)有機(jī)物也會(huì)增加生產(chǎn)成本。為此，在對(duì)雙氧水廢氣進(jìn)行科學(xué)處理不僅可以降低對(duì)環(huán)境的污染，而且還會(huì)提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。目前對(duì)于氧化尾氣處理方式最為常用的就是活性炭纖維吸收裝置，因?yàn)?，目前針?duì)氧化尾氣的較好處置措施是利用活性炭纖維吸收裝置，并適當(dāng)改造設(shè)備，可大大提高氧化尾氣回收率?；钚蕴坷w維不僅具有容量大、使用效率較高的特點(diǎn)而且吸附范圍也較為廣泛，為此，通過(guò)對(duì)該裝置的適當(dāng)優(yōu)化就可以實(shí)現(xiàn)高效率對(duì)尾氣的處理。

2.2廢渣處理

在制備雙氧水過(guò)程中廢渣主要是由于廢催化劑而產(chǎn)生的，為此，其需要每三年或者五年進(jìn)行催化劑的更換。廢催化劑則需要經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)的廠家進(jìn)行回收在提取，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)催化劑的再制造，而其他廢渣如氧化鋁等則可以通過(guò)蒸汽吹掃來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)大部分工作液的回收，然后在通過(guò)將裝袋的卸除而回收給相關(guān)廠商作為鋁生產(chǎn)的原料或者化工填料等。

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