過氧化氫的生產工藝研究

鄭忠(西北民族大學，甘肅 蘭州 730124)

過氧化氫的生產工藝研究

鄭忠(西北民族大學，甘肅 蘭州 730124)

本論文主要對過氧化氫的基本概念、相關的性質、用途、生產現狀以及主要的生產方法等進行了簡單的概述，接下來，本論文對蒽醌法生產過氧化氫工業生產原理及工藝方法等進行了重點研究，希望本論文的相關研究及分析工作能夠為過氧化氫的生產工藝研究提供一定的參考價值及借鑒意義。

生產工藝；過氧化氫；蒽醌法；生產原理

1 過氧化氫的相關特性及其應用

1.1 物理及化學性質

對于過氧化氫來講，它又被稱為雙氧水，其化學式為：H2O2，分子量大概為34.0146，它的結構式為：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，當不小心使皮膚接觸到過氧化氫會產生燃燒感及疼痛感。另外，過氧化氫也是一種強氧化劑，如果其遇到堿、重金屬等的時候會發生化學反應，并且產生大量的熱量，當與可燃性物質接觸的時候就會發生氧化自然現象。

1.2 過氧化氫的應用

由于過氧化氫的相關性質非?；顫?，因此，其在我國經濟建設中得到了廣泛的應用。它主要應用到化工、紡織、電子、污水處理、醫藥、建筑工業、航空航天業、食品和奶制品用于殺菌消毒等諸多領域，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方法

過氧化氫的主要生產方法包括：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發現的，當時主要是在電解硫酸的過程中發現了該方法，之后，在不斷的實驗及實踐中進行了多次改進。從最初的過硫酸法逐漸改進成過硫酸鉀法，更進一步的，其改進到過硫酸銨法，并且，它成為了上個世紀前半期的過氧化氫的主要生產方法。對于過硫酸銨法來講，它是以石墨作為陰極，鉑作為陽極來進行化學反應的，它的化學方程式為：

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劑，用氧氣等來進行液相氧化，從而生成丙酮和過氧化氫[3]。該種方法存在一定的缺點，如投資大，需要消耗大量的異丙醇等，另外，采用該種方法生產出來的過氧化氫是比較難分離的，也很難提純，因此，在工業等領域對該方法采用的很少。

蒽醌法。在1953年的時候，美國杜邦公司首次采用該種方法來生產過氧化氫，并且，到了1980年左右的時候，該種方法已經成為世界上生產過氧化氫的主要生產方法。由于其生產成本非常低，故其向著自動化、大規模化等方向進行發展。該種方法生產過氧化氫的原理過程為：通過將a-烷基蒽醌溶于有機溶劑當中，這樣就會制成工作液，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，后者再通過氧氣進行氧化，在氫蒽醌轉化為原來的蒽醌的同時，生產過氧化氫，用水萃取工作液當中的過氧化氫，再經過凈化、蒸餾處理，即成為產品，并且，工作液是可以循環使用的，它的化學反應方程式為：

3 過氧化氫的生產原理及生產工藝流程

3.1 化學反應方程式

通過采用蒽醌法來生產過氧化氫，它的化學反應方程式為：

3.1.1 氫化過程的化學反應方程式：

3.1.2 氧化過程的化學反應方程式：

3.2 生產工藝原理

就目前來講，蒽醌法是我國生產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，通入氫氣進行氫化，然后，再到40～44℃下，通過與氧氣進行逆流氧化，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品。

3.3 工藝流程圖

生產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 結語

通過上文分析可以知道，不管是在工業生產中還是在我們的生活當中，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品一樣具有價值性，只有通過依靠科技手段來優化和完善過氧化氫的生產工藝過程，這樣才能夠提高其生產能力以及降低整個生產成本，從而為其創造更多的經濟價值。另外，相關的化學工作者或者專家等人也一直在努力研究更優的過氧化氫的生產工藝流程，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在雙氧水生產裝置中的應用[J].福州市：中國工控網，2010，（01）:9-14.

[2]王玉強等.雙氧水的應用及其工藝進展[J].廣東化工，2014，（06）：14-17.