一种工作液及其制备方法和在蒽醌法生产双氧水中的应用技术

本发明专利技术提供了一种工作液及其制备方法和在蒽醌法生产双氧水中的应用，所述工作液以体积百分比计包括如下组分：重芳烃55％～85％；磷酸三辛酯5％～20％；2

A working solution and its preparation method and its application in the production of hydrogen peroxide by anthraquinone method

【技术实现步骤摘要】
一种工作液及其制备方法和在蒽醌法生产双氧水中的应用


[0001]本专利技术属于双氧水生产
，具体涉及一种工作液及其制备方法和在蒽醌法生产双氧水中的应用。

技术介绍

[0002]双氧水是一种重要的化工产品，由于其在使用过程中具有几乎无污染的特性，故被称为“最清洁”的化工产品。双氧水主要被用于制备消毒剂、漂白剂、脱氧剂、聚合物引发剂和交联剂等产品，在造纸、纺织、医药、化工、环保等行业有着广泛的应用。近年来，随着双氧水在其应用市场领域的不断扩展，使得化工行业对双氧水的需求量日益增加。
[0003]目前，双氧水的主要生产方法有蒽醌法、氢氧直接合成法、电极还原法、电解
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水解法和异丙醇法。其中，蒽醌法具有技术先进，自动化控制程度高，产品成本和能耗较低，适合大规模生产等优点，因此，蒽醌法是目前世界生产双氧水最主要的方法。
[0004]蒽醌法制备双氧水是以烷基蒽醌为载体，将其溶于溶剂组成的工作液体系中，在钯催化剂催化作用下，蒽醌与氢气发生氢化反应生成氢蒽醌，然后氢蒽醌被空气氧化得到过氧化氢，同时氢蒽醌被还原为蒽醌。工作液中的过氧化氢经纯水萃取得到粗双氧水产品，溶解于工作液中的蒽醌循环加氢。
[0005]蒽醌法生产双氧水的工艺中，溶剂主要由蒽醌溶剂和氢蒽醌溶剂两部分组成，蒽醌溶剂多采用芳香族的、脂肪族的烃类，或者环烷基烃类以及他们的混合物，比较常用的是C9和C10类芳烃。氢蒽醌溶剂多采用高级脂肪醇、有机酸或无机酸的酯类，比较常用的是磷酸三辛酯(TOP)、2
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甲基环己基醋酸酯(2
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MCA)、四丁基脲(TBU)和二异丁基甲醇(DIBC)等。
[0006]由于蒽醌和氢蒽醌极性的不同，很难选择一种溶剂既能溶解蒽醌，又能溶解氢蒽醌，在实际生产中多采用两种或三种溶剂组成的混合溶剂，溶剂的选择是蒽醌法中最关键的问题之一，两种溶剂不仅要能以不同比例互溶，而且还要能溶解过氧化氢。因此，溶剂选择要考虑以下几方面：对蒽醌及氢蒽醌的溶解度要高；过氧化氢在水与所选溶剂中的分配系数要高；在氢化、氧化反应中稳定，不水解；沸点高、闪点高；与水不互溶或互溶度低；与水的密度差大；廉价易得；对催化剂的活性、选择性无影响；与过氧化氢不反应。
[0007]在现有技术的工作液溶剂体系中，大多采用重芳烃和磷酸三辛酯或重芳烃和四丁基脲两种有机溶剂混合配制而成的二组分体系，但二组分溶剂体系的工作液对蒽醌和氢蒽醌的溶解度并不高，一般为120～130g/L左右，影响蒽醌制备过氧化氢过程的氧化效率与氢化效率。
[0008]为了提高蒽醌和氢蒽醌的溶解度，近年来不少研究者采用三组分溶剂体系的工作液。有现有技术公开了一种以重芳烃、磷酸三辛酯和2
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甲基环已基醋酸酯作为溶剂体系的工艺，该溶剂体系对氢蒽醌的溶解度高，提高了氢化效率，但工作液密度大，不利于萃取。又有现有技术公开了一种以重芳烃、磷酸三辛酯和四丁基脲作为溶剂体系的工艺，该溶剂体系工作液密度适中，对氢蒽醌的溶解度大，溶剂沸点高，但四丁基脲价格昂贵，市场供不应求。还有现有技术公开了一种以重芳烃、磷酸三辛酯和N
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苯基N
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乙基苯甲酰胺为溶剂体系
的工艺，该溶剂体系工作液工作负荷大，降低了蒽醌降解率，但N
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苯基N
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乙基苯甲酰胺的合成过程复杂，提纯困难，增加了双氧水的生产成本。

技术实现思路

[0009]有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种工作液及其制备方法和在蒽醌法生产双氧水中的应用，所要解决的技术问题是在2
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辛醇的存在下能够有效抑制磷酸三辛酯和2
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甲基环己基醋酸酯的水解和分解，降低了双氧水产品中的总有机碳含量。
[0010]为了达成上述的目的，本专利技术提供了一种工作液，以体积百分比计包括如下组分：重芳烃55％～85％；磷酸三辛酯5％～20％；2
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甲基环己基醋酸酯5％～25％；2
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辛醇1％～8％。
[0011]进一步地，其中所述工作液还含有160～185g/L的蒽醌。该范围是根据系统生产负荷和生产状况来调整和选择的。
[0012]重芳烃是溶解蒽醌的溶剂，磷酸三辛酯和2
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甲基环己基醋酸酯是溶解氢蒽醌的溶剂，2
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辛醇是降低双氧水产品中TOC的，四种溶剂之间不发生反应。2
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甲基环己基醋酸酯为酯类，容易水解，导致双氧水中总有机碳含量的增加，2
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辛醇属于醇类物质，醇类的羟基可以抑制酯类物质的水解，2
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辛醇的加入抑制了2
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甲基环己基醋酸酯的水解。由于2
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辛醇是合成磷酸三辛酯的原料(辛醇和氧氯化磷作用制取)，所以2
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辛醇的加入可以抑制磷酸三辛酯的分解。
[0013]蒽醌法制过氧化氢是以蒽醌为载体溶于溶剂中组成工作液体系，在钯催化剂催化作用下蒽醌与氢气反应生成氢蒽醌，然后氢蒽醌被空气氧化生成过氧化氢和蒽醌，工作液中的过氧化氢经纯水萃取得到双氧水产品，溶解于工作液中的蒽醌循环加氢。理论上，蒽醌在整个过程中不参与反应，仅起到载体的作用。
[0014]进一步地，其中所述工作液以体积百分比计包括如下组分：重芳烃65％～80％；磷酸三辛酯10％～15％；2
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甲基环己基醋酸酯6％～18％；2
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辛醇2％～5％。通过配制不同比例的工作液体系进行实验，分析实验结果得到优选范围。优选后的效果是工作液的密度低于现有溶剂体系，与水的密度差增大，有利于萃取操作，降低了萃余液中双氧水含量，提高了产品中过氧化氢的浓度；同时有效抑制了磷酸三辛酯和2
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甲基环己基醋酸酯的分解和水解，降低了产品中总有机碳含量。
[0015]进一步地，其中所述重芳烃为C10重芳烃；所述C10重芳烃选自连四甲苯、偏四甲苯、均四甲苯、甲基丙基苯、丁基苯、二乙苯、甲基茚和萘中的至少两种，密度为0.87
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0.9g/cm3。
[0016]芳烃有挥发性，挥发的芳烃气有闪爆风险，传统工艺选用的重芳烃为C9重芳烃或者C9和C10重芳烃的混合物，而C9重芳烃闪点为42℃，C10重芳烃闪点为62℃，芳烃闪点越低，安全性越差，从安全角度考虑，本申请选用C10重芳烃。
[0017]进一步地，其中所述2
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辛醇的密度为0.822g/cm3，闪点为88℃，沸点为178
‑
179℃，其结构式为：
[0018][0019]进一步地，其中所述工作液的氢效为7.3～10.6g/L。
[0020]为了达成上述的目的，本专利技术还提供了一种工作液的制备方法，包括以下步骤：
[0021]S1将配方量的重芳烃、磷酸三辛酯、2
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甲基环己基醋酸酯及2
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辛醇混合均匀，得到混合溶剂；
[0022本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工作液，其特征在于，以体积百分比计包括如下组分：重芳烃55％～85％；磷酸三辛酯5％～20％；2
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甲基环己基醋酸酯5％～25％；2
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辛醇1％～8％。2.如权利要求1所述的工作液，其特征在于，所述工作液还含有160～185g/L的烷基蒽醌。3.如权利要求1所述的工作液，其特征在于，所述工作液以体积百分比计包括如下组分：重芳烃65％～80％；磷酸三辛酯10％～15％；2
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甲基环己基醋酸酯6％～18％；2
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辛醇2％～5％。4.如权利要求1所述的工作液，其特征在于，所述重芳烃为C10重芳烃；所述C10重芳烃选自连四甲苯、偏四甲苯、均四甲苯、甲基丙基苯、丁基苯、二乙苯、甲基茚和萘中的至少两种，密度为0.87
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0.9g/cm3。5.如权利要求1所述的工作液，其特征在于，所述2
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辛醇的密度为0.822g/cm3，闪点为88℃，沸点为178
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179℃，其结构式为：；所述工作液的氢效为7.3～10.6g/L。6.一种权利要求1
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5任一项所述的工作液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1将配方量的重芳烃、磷酸三辛酯、2
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甲基环己基醋酸酯及2
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辛醇混合均匀，得到混合溶剂；S2之后在该混合溶剂中加入蒽醌并加热使其溶解，再加入纯水进行水洗；S3随后加入双氧水进行双氧水水洗；S4最后加入纯水继续水洗至双氧水含量＜0.1g/L，即得所述工作液。7.如权利要求6所述的工作液的制备方法，其特征在于，步骤S2中，其中所述蒽醌与工作液的比例为(160～185)g：1L；所述水与工作液的体积比为1：(15
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【专利技术属性】
技术研发人员：常怀春，宋望一，薛玲，康永清，
申请(专利权)人：山东华鲁恒升化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：