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双氧水生产工艺介绍.ppt

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双氧水生产工艺介绍,燕山大学环境与化学工程学院,燕山大学环境与化学工程学院化工专业生产实习 系列讲座,一、双氧水简介,1、双氧水概述 分子式:H2O2,分子量:34.01 中文名称:过氧化氢水溶液 英文名称:hydrogen peroxide 密度: 1.132 g/mL ( 35% , 20℃ ) 溶解度:能与水、乙醇、乙醚以任何比例混合。不溶于苯、石油醚 工业双氧水规格:27.5%、 30%、 35%、50%、70% (质量百分数) 外观:无色透明液体,过氧化氢的立体结构,2、双氧水性质 酸性和强氧化性:二元弱酸,既是一种氧化剂,又是一种还原剂。在酸性介质中,可将碘化钾氧化为碘。但与强氧化剂(如高锰酸钾)作用时,则起还原作用。 不稳定性:双氧水在常温可以发生分解反应生成氧气和水,在加热或者加入催化剂后能加快反应,快速分解,同时放出大量热。双氧水与许多无机化合物或杂质接触后都会迅速分解,放出大量的热量、氧和水蒸汽。大多数金属(如铁、铜、银、铅、汞、锌、钴、镍、铬、锰等)及其氧化物和盐类都是双氧水分解的活性催化剂,尘土、香烟灰、碳粉、铁锈等也能加速分解。2H2O2 2H2O + O2↑,,燃烧爆炸性:过氧化氢在pH为4±0.5时最稳定,在碱性溶液中极易分解 ,过氧化氢本身是不燃的,但它能与可燃物反应并产生足够的热量而引起着火,又由于它分解所放出的氧气能强烈助燃,最终可导致爆炸。 腐蚀性:工业上选用的金属材料可用纯度99.5%以上的铝、不锈钢。使用塑料桶(聚四氟乙烯),槽车(不锈钢)运输。毒害性:对眼睛、黏膜和皮肤的化学灼伤,皮肤直接接触引起的烧伤,使局部皮肤和毛发发白 (过一段时间后可复原),不慎接触,应立即用大量清水清洗。,贮槽留有足够直径的排气口,包装容器的盖上有排气孔。,双氧水是一种绿色化工产品,其生产和使用过程几乎没有污染,故被称为 “清洁” 的化工产品 。 目前,我国双氧水主要消费领域为纺织、化工、造纸和其它行业,其中纺织印染工业对双氧水的需求量约占总需求量的20%,纸浆和造纸工业约占总需求的40%,化学合成工业约占24%,电子等其它领域约占16%。,3、双氧水用途,3、双氧水用途,纺织工业:主要用作纤维的漂白剂,对纤维强度损伤小、 织物不易返黄 。 造纸工业:主要用作纸浆漂白和废纸脱墨处理。 化学工业:双氧水广泛用于制取环氧化合物,有机和无机过氧化合物。 环境治理:对废水进行除毒、去味、脱色。 电子工业:主要作为硅晶片和集成电路元件的清洗。 食品工业:作为加工厂的消毒杀菌剂、包装材料或容器灭菌消毒、食品纤维的脱色剂。 其它用途:医药合成,3%以下的双氧水稀溶液可用作医药上的杀菌剂;化妆品和牙膏配制;草、藤、竹、木制品漂白;火箭、鱼雷化学推进剂;不锈钢表面净化等。,4、双氧水生产方法,(1)无机反应法:无机法是最早用于制备双氧水的方法,即用硫酸或磷酸酸化过氧化钡或其他无机过氧化物来制得双氧水,同时形成不溶于水的钡盐或其它物质。其反应方程式如下:BaO2+H2SO4 → BaSO4+H2O2NaO2+H2SO4+10H2O → Na2SO4·10H2O+H2O2 (2)电解法:该法最早由电解硫酸过程中发现,后来由最先的过硫酸法改进成过硫酸钾法,最后改进到过硫酸铵法,并成为20世纪前半期双氧水的主要生产方法。过硫酸铵法以铂为阳极,石墨为阴极,其化学反应方程式为:2NH4HSO4→ (NH4)2S2O8+H2↑ (NH4)2S2O8+2H2O →2NH4HSO4+H2O2,(3)异丙醇氧化法:该法以异丙醇为原料,过氧化氢或其他过氧化物为引发剂,用空气或氧气进行液相氧化,生成过氧化氢和丙酮。该法的缺点是需要消耗大量的异丙醇,投资大,并且在得到双氧水的同时产生相同物质的量的丙酮。 C3H8O + O2 → C3H6O + H2O2,4、双氧水生产方法,4、双氧水生产方法,(4)蒽醌法:美国杜邦公司于1953年建成投产第一套装置,国内由黎明化工研究院开发成功,在 1971 年由北京氧气厂投产 。其工艺是2-烷基蒽醌与有机溶剂配制成工作溶液,在压力为0.30MPa下,温度55-65℃,钯催化剂存在下,通入氢气进行氢化,再与空气进行氧化,经萃取、再生、精制成为双氧水成品。 (5)氢氧直接合成法,阴极阳极还原法,真空富集法等其他方法。,5、双氧水质量标准: GB1616-2003,二、蒽醌法生产双氧水工艺过程,1、生产方法和机理 :以钯为催化剂,采用蒽醌法生产双氧水生产工艺过程:以四氢2-乙基蒽醌和2-乙基蒽醌为载体,溶剂油、磷酸三辛酯为溶剂配成工作液。工作液经过氢化,氧化,萃取,净化等过程,制得成品双氧水,工作液则在系统中循环使用。,2 、主要生产原材料:2-乙基蒽醌、磷酸三辛酯、溶剂油、活性氧化铝、磷酸、碳酸钾、氢
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