鄭忠(西北民族大學(xué)，甘肅 蘭州 730124)

過氧化氫的生產(chǎn)工藝研究

鄭忠(西北民族大學(xué)，甘肅 蘭州 730124)

本論文主要對過氧化氫的基本概念、相關(guān)的性質(zhì)、用途、生產(chǎn)現(xiàn)狀以及主要的生產(chǎn)方法等進(jìn)行了簡單的概述，接下來，本論文對蒽醌法生產(chǎn)過氧化氫工業(yè)生產(chǎn)原理及工藝方法等進(jìn)行了重點(diǎn)研究，希望本論文的相關(guān)研究及分析工作能夠?yàn)檫^氧化氫的生產(chǎn)工藝研究提供一定的參考價(jià)值及借鑒意義。

生產(chǎn)工藝；過氧化氫；蒽醌法；生產(chǎn)原理

1 過氧化氫的相關(guān)特性及其應(yīng)用

1.1 物理及化學(xué)性質(zhì)

對于過氧化氫來講，它又被稱為雙氧水，其化學(xué)式為：H2O2，分子量大概為34.0146，它的結(jié)構(gòu)式為：H-O-O-H[1]。通常情況下，它的外觀是一種沒有顏色的透明液體，也沒有毒，但是，它對皮膚是具有一定侵蝕作用的，當(dāng)不小心使皮膚接觸到過氧化氫會(huì)產(chǎn)生燃燒感及疼痛感。另外，過氧化氫也是一種強(qiáng)氧化劑，如果其遇到堿、重金屬等的時(shí)候會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并且產(chǎn)生大量的熱量，當(dāng)與可燃性物質(zhì)接觸的時(shí)候就會(huì)發(fā)生氧化自然現(xiàn)象。

1.2 過氧化氫的應(yīng)用

由于過氧化氫的相關(guān)性質(zhì)非?；顫姡虼?，其在我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。它主要應(yīng)用到化工、紡織、電子、污水處理、醫(yī)藥、建筑工業(yè)、航空航天業(yè)、食品和奶制品用于殺菌消毒等諸多領(lǐng)域，另外，它也是非常重要的化工原料。過氧化氫具有多種功能效果，如具有漂白作用、消毒作用、氧化作用等。

2 過氧化氫的主要生產(chǎn)方法

過氧化氫的主要生產(chǎn)方法包括：電解法、蒽醌法、空氣陰極法、以及氫氧直接合成法、異丙醇法等[2]。

電解法。該種方法最早是在1853年由Medinger發(fā)現(xiàn)的，當(dāng)時(shí)主要是在電解硫酸的過程中發(fā)現(xiàn)了該方法，之后，在不斷的實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐中進(jìn)行了多次改進(jìn)。從最初的過硫酸法逐漸改進(jìn)成過硫酸鉀法，更進(jìn)一步的，其改進(jìn)到過硫酸銨法，并且，它成為了上個(gè)世紀(jì)前半期的過氧化氫的主要生產(chǎn)方法。對于過硫酸銨法來講，它是以石墨作為陰極，鉑作為陽極來進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的，它的化學(xué)方程式為：

異丙醇法。該種方法以異丙醇作為原料，并且以過氧化氫作為引發(fā)劑，用氧氣等來進(jìn)行液相氧化，從而生成丙酮和過氧化氫[3]。該種方法存在一定的缺點(diǎn)，如投資大，需要消耗大量的異丙醇等，另外，采用該種方法生產(chǎn)出來的過氧化氫是比較難分離的，也很難提純，因此，在工業(yè)等領(lǐng)域?qū)υ摲椒ú捎玫暮苌佟?/p>

蒽醌法。在1953年的時(shí)候，美國杜邦公司首次采用該種方法來生產(chǎn)過氧化氫，并且，到了1980年左右的時(shí)候，該種方法已經(jīng)成為世界上生產(chǎn)過氧化氫的主要生產(chǎn)方法。由于其生產(chǎn)成本非常低，故其向著自動(dòng)化、大規(guī)模化等方向進(jìn)行發(fā)展。該種方法生產(chǎn)過氧化氫的原理過程為：通過將a-烷基蒽醌溶于有機(jī)溶劑當(dāng)中，這樣就會(huì)制成工作液，然后在催化劑鈀觸煤的作用下，通氫氣之后被還原，使烷基蒽醌變成烷基氫蒽醌，后者再通過氧氣進(jìn)行氧化，在氫蒽醌轉(zhuǎn)化為原來的蒽醌的同時(shí)，生產(chǎn)過氧化氫，用水萃取工作液當(dāng)中的過氧化氫，再經(jīng)過凈化、蒸餾處理，即成為產(chǎn)品，并且，工作液是可以循環(huán)使用的，它的化學(xué)反應(yīng)方程式為：

3 過氧化氫的生產(chǎn)原理及生產(chǎn)工藝流程

3.1 化學(xué)反應(yīng)方程式

通過采用蒽醌法來生產(chǎn)過氧化氫，它的化學(xué)反應(yīng)方程式為：

3.1.1 氫化過程的化學(xué)反應(yīng)方程式：

3.1.2 氧化過程的化學(xué)反應(yīng)方程式：

3.2 生產(chǎn)工藝原理

就目前來講，蒽醌法是我國生產(chǎn)過氧化氫的主要方法。它的工藝原理大致為：把烷基蒽醌與有機(jī)溶劑通過采取一定的方式配制成工作溶液，在溫度為55～65℃的條件下，壓力為0.30MPa的情況之下，并且，在有催化劑存在的條件下，通入氫氣進(jìn)行氫化，然后，再到40～44℃下，通過與氧氣進(jìn)行逆流氧化，最后通過采取萃取、再生、精制與濃縮制來制得過氧化氫水溶液產(chǎn)品。

3.3 工藝流程圖

生產(chǎn)過氧化氫的工藝流程簡圖如下圖3-1所示。

3-1工藝流程簡圖

4 結(jié)語

通過上文分析可以知道，不管是在工業(yè)生產(chǎn)中還是在我們的生活當(dāng)中，對過氧化氫的使用頻率越來越高，并且，它的用途也是非常的廣泛。但是，過氧化氫同其它任何產(chǎn)品一樣具有價(jià)值性，只有通過依靠科技手段來優(yōu)化和完善過氧化氫的生產(chǎn)工藝過程，這樣才能夠提高其生產(chǎn)能力以及降低整個(gè)生產(chǎn)成本，從而為其創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。另外，相關(guān)的化學(xué)工作者或者專家等人也一直在努力研究更優(yōu)的過氧化氫的生產(chǎn)工藝流程，也在不斷努力的研究、探索新型、高效、以及潔凈的蒽醌氫化催化劑。

[1]謝秀芳.DCS在雙氧水生產(chǎn)裝置中的應(yīng)用[J].福州市：中國工控網(wǎng)，2010，（01）:9-14.

[2]王玉強(qiáng)等.雙氧水的應(yīng)用及其工藝進(jìn)展[J].廣東化工，2014，（06）：14-17.