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工业上是如何生产双氧水的

03月23日 编辑 39baobao.com

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工业制备

[1]电解硫酸氢盐溶液[氧化O(-Ⅱ)]

用K2SO4或(NH4)2SO4加50%H2SO4溶液,电解反应为:

阳极(Pt) 2HSO4-==S2O82-+2H++2e φ°=2.05V

(O2 + 4H+ + 4e == 2H2O φ°(O2+H+/H2O) ==1.229(V))

阴极(石墨或Pb) 2H++2e==H2

总反应 2HSO4-==S2O82-+H2

将电解产物在5KPa下加热水解,可得到H2O2溶液

S2O82-+2H2O==H2O2+2HSO4-

因水比H2O2(常压下bp: H2O2 423K,H2O 373K)更易挥发,经减压蒸馏,可得30-35%的H2O2溶液,也可在电解后的产物中加KHSO4,使K2S2O8析出。

(NH4)2S2O8+2KHSO4==K2S2O8 +2NH4HSO4

再将K2S2O8在酸性溶液中水解

H2SO4

K2S2O8+2H2O==2KHSO4+ H2O2

减压蒸馏即可得浓的H2O2溶液。

[2]乙基蒽醌法 [还原O2]

还原(分子中加入氢)

氧化(分子中去掉氢)

该反应溶剂采用苯,当反应进行到H2O2浓度达5.5g/l时,用水萃取有机相中的H2O2,可得18%的H2O2溶液,再经减压蒸馏可得高浓度H2O2溶液。

方法2与方法1比较具有较经济的优点,缺点是钯催化剂费用大和蒽醌醇经多次降解后成为一种不能循环使用的降解物,故在反应过程中必需不断除去并添加新的蒽醌

双氧水的制备方法是什么

(1)电解法.电解法是20世纪前半期生产双氧水的主要方法,该法是以Pt为阳极,铅或石墨为阴极,将饱和硫酸氢铵溶液电解成过硫酸铵,再用稀硫酸水解得到双氧水.该法能源消耗大,仅限于小规模生产.

(2)氧阴极还原法.用此法生产双氧水是将强碱性电解质于电解槽中,使空气中的氧在阴极还原成过羟基负离子,然后在回收装置中转变为双氧水,其过程是借助钙盐沉淀作用,生成过氧化钙,过滤分解,用CO2分解制得双氧水,同时产生碳酸钙循环使用.该法生产双氧水简单,成本低,无污染,但产品中双氧水浓度低.

(3)醇氧化法.该法是Shell和DuPont公司开发的,美国和前苏联以异丙醇为原料建有工业生产装置,该法所用醇,除了异丙醇外,还有环己醇,1-苯基乙醇等,但多采用异丙醇,同时联产丙酮.该法不使用任何催化剂,用空气自动氧化生成双氧水,但蒸汽费用大,联产丙酮一般也不利.

(4)氢氧直接化合法.该法以水为反应介质,几乎不含有机物,仅含有少量溴化物作为助催化剂,用Pt(如Pt/C)作为催化剂,以氢和氧气(或空气)为原料,在反应温度为0-25℃,压力为2.9-19.3Mpa的条件下,连续反应合成双氧水.此法合成双氧水的全过程不产生任何有机物,基本上没有废物,但产物中对双氧水的选择性低,危险性也大,至今还没有工业化生产的报道,但发展潜力巨大.该法是今后一段时间内世界的研究开发重点.

(5)蒽醌法.该法是以蒽醌类化合物作为氢载体(或工作载体),使氢和氧反应生成双氧水.该法是目前工业生产双氧水的最主要方法,其产量占绝对优势,约占世界双氧水总产量的95%.该法是将蒽醌衍生物(一般为2-烷基蒽醌)溶解在有机溶剂中配成工作液,大多数工艺在工作液中含有适量的四氢蒽醌,然后将工作液在催化剂存在下加氢氢化,生成蒽氢醌;在没有任何催化剂存在下,用空气或氧气进行氧化,生成双氧水和蒽醌(循环使用);最后用纯水萃取,经精制、浓缩得到各种浓度的双氧水;萃取液经再生处理循环使用.此法工业上生产技术已经非常成熟,技术先进,自动化程度高,成本和能耗较低,适合大规模工业化生产双氧水

国内工厂怎么生产双氧水的?是用蒽醌法 DIBC做媒介生产的么

【用途】过氧化氢时基本化工原料之一,用途广泛。主要用作氧化剂、漂白剂、消毒剂和脱氧剂。化学工业中用于制取无机或有机过氧化物及环氧化合物。轻工业中用于棉、毛、麻、纺织品、合成纤维、纸浆、毛皮油脂及革制品等的漂白,也用于半导体的清洗、食品的漂白和防腐,金属电镀液的处理,泡沫橡胶和多孔建筑材料的发泡剂。医药工业中用作杀菌剂。用于污水处理时,对含氰、含亚硝酸盐废水具有解毒作用。高浓度的过氧化氢可作为火箭燃料和氧源。

【生产方法】有电解法和自动氧化法两类。

1、电解法 分为过硫酸铵法、过硫酸钾法和过硫酸法三种。

2、自动氧化法 分为蒽醌法和异丙醇法。

(1)蒽醌法:将烷基蒽醌衍生物溶解于有机溶剂中,在催化剂存在下与氢气作用,生成相应的氢蒽醌,再经氧化,萃取而得产品。

①蒽醌法技术成熟,应用较广泛。异丙醇法发展不多,消耗异丙醇量大。

②蒽醌法因其电耗低,不需贵重金属铂,蒸汽和水的消耗也低,适宜于大规模生产,因而得到广泛采用。

(2)电解法则设备较简单、原料易得、投资较省,只要规模适当,在有电力等条件地区仍可发展。

3、工艺流程:

蒽醌法:

工作液

氢 水

氢化萜松醇

苯 氢 氧 萃 再生

2-乙基蒽醌 化 化 取 净化 过氧化氢

四氢2-乙基蒽醌

空气或氧 苯

以氢化萜松醇和苯(体积比1:1)为溶剂的工作液,含有2-乙基蒽醌(100~110 g/L)和四氢2-乙基蒽醌(70-80 g/L),由定量泵送入装有镍触媒的氢化反应釜中。连续通入氢气,在压力约为0.2~0.3kPa,50~60℃温度下,强烈搅拌进行液相悬浮氢化。氧化液用水进行逆流萃取,得到浓度为27.5~30%(重量)的过氧化氢水溶液,再用苯萃取,净化即得成品。

4、原料消耗定额(27.5%H2O2计)生产一吨产品约消耗:

电解法 蒽醌法

电流效率 84%

水解效率 95%

硫酸(100%) 0.07t

电解电耗量 5400KW·h

总耗电量 5900 KW·h

2-乙基蒽醌 5Kg

氢化萜松醇 5Kg

重芳烃 7Kg

氢气(H290%) 245m3

氧气(O298.5%) 225 m3

硫酸氨(100%) 0.05t

【产品质量标准】GB1616-79

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