一种双氧水工作液溶剂体系制造技术

本发明专利技术公开了一种双氧水工作液溶剂体系，该溶剂体系包括如下组分：芳烃、酰亚胺衍生物A和二异丁基甲醇，以体积份数计，芳烃为30~95份，优选60~85份，酰亚胺衍生物A为2~30份，二异丁基甲醇为2~20份。该溶剂体系对2

【技术实现步骤摘要】
一种双氧水工作液溶剂体系


[0001]本专利技术属于化工合成领域，具体地涉及一种蒽醌法生产双氧水工艺中的工作液溶剂体系。

技术介绍

[0002]目前，全球超过99%的双氧水产品均由蒽醌法工艺生产，该工艺以2
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烷基蒽醌为工作液载体，对蒽醌工作液循环、交替进行催化加氢、自动氧化反应，再经萃取、精制、浓缩后可获得不同浓度的双氧水产品。工作液作为蒽醌法工艺的“血液”，对每个生产单元的生产效率具有决定性影响。工作液理化性质完全满足工业要求的前提下，工业一般以单位体积工作液经单程转化生成的H2O2质量（即每升工作液可制得H2O2克数）作为生产能力评价的重要指标。
[0003]由于蒽醌及其加氢产物的分子极性差异较大，单一溶剂难于全面满足工作液的上述要求，工作液溶剂体系一般由非极性的蒽醌溶剂与极性的氢蒽醌溶剂复配而成。目前工作液溶剂体系对蒽醌、氢蒽醌溶解度较低，导致蒽醌转化率低，氢化效率较低，进一步导致装置中工作液循环量大，操作弹性小；工作液密度、粘度较大，导致萃取分离效果较差，严重限制了双氧水的产品质量，导致双氧水产品质量等级低，蒽醌消耗高，无法满足高纯双氧水产品的需求。
[0004]CN1583546A公开了芳烃+磷酸三辛酯+四丁基脲三元溶剂体系，相比芳烃+磷酸三辛酯传统二元工作液，氢蒽醌溶解度提高10%左右，随之工作液氢化效率略有提高，工作液具有适宜的密度、粘度等理化指标，但该体系与水互溶性较高。CN1552618A公开了芳烃+磷酸三辛酯+醋酸甲基环己酯三元溶剂体系，相比芳烃+磷酸三辛酯传统二元工作液，该体系对2
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乙基蒽醌溶解度可提高30g/L，工作液氢化效率可提高至9~10g/L，但该工作液密度、粘度较大。EP0287421公开了芳烃+N
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苯基N
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乙基苯甲酰胺（BEA）二元溶剂体系，对蒽醌、氢蒽醌溶解度虽有明显提高，但该工作液密度较高、水溶性大，导致萃取分离效果较差，双氧水产品中残炭较高，应用效果不佳，无法满足大规模工业应用的要求。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种双氧水工作液溶剂体系。该工作液体系具有较低的密度、粘度等理化性质，对蒽醌及其氢蒽醌均有良好的溶解能力，可显著提高双氧水装置的运行效率，降低资产投入和生产运行成本，具有良好的工业应用前景。
[0006]本专利技术的双氧水工作液溶剂体系，包括如下组分：芳烃、酰亚胺衍生物A和二异丁基甲醇（DIBC）；其中酰亚胺衍生物A的结构式为：，其中R1、R2、R3分别为1~8个碳原子的呋喃、芳烃取代基、苄基或烷烃取代基中的一种，所述的呋喃、芳烃取代基、苄基或烷烃取代基上还含有烷基、烷氧基、酯基中的一种或多种官能团；以体积份数计，
芳烃为30~95份，优选60~80份，二异丁基甲醇为2~20份，优选5~15份，酰亚胺衍生物A为5~30份，优选5~15份。
[0007]本专利技术中，所述的芳烃一般为C9~C
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芳烃；酰亚胺衍生物A分子中R1~ R3优选为C2~C6的正/异构烷基取代基团，可根据工作液不同的理化性质需求对不同位置取代基团的碳原子数进行分配调整，但总碳原子数不得高于20。
[0008]本专利技术同时提供一种包含上述溶剂体系的双氧水工作液，该工作液的工作载体为蒽醌及其衍生物中的一种或多种，优选为2
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烷基蒽醌，进一步优选为2
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乙基蒽醌或2
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丁基蒽醌或2
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戊基蒽醌。
[0009]本专利技术同时还提供一种蒽醌法生产双氧水氢化工艺，所述的氢化步骤采用包含酰亚胺衍生物A和芳烃的工作液溶剂体系。氢化步骤的工艺条件为：氢化温度30～80℃，压力0.1～0.7MPa，加氢反应器形式可为流化床、浆态床或固定床。
[0010]所述的氢化过程可采用蒽醌法
熟知的加氢催化剂，所述的加氢活性组分一般为Pd，载体一般为氧化铝或硅胶，催化剂中也可加入助剂组分，如Mo、Na、K、Ni、Mg、Au、Ca、Fe等元素中的一种或多种，以加氢催化剂组分重量计，加氢活性组分含量为0.05%~5%，助剂含量为0.05%~3%。
[0011]本专利技术提供的双氧水工作液在蒽醌法工艺应用过程中，氧化步骤可采用空气或纯氧或其他常规氧化剂，优选为空气。氧化步骤的工艺条件一般为：氧化温度为25～70℃，压力0.1～0.5MPa。
[0012]与工业现有双氧水工作液相比，本专利技术提供的新型工作液具备如下特点：（1）对蒽醌、氢蒽醌溶解性能好，常温、常压条件下该工作液对2
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烷基蒽醌的溶解度可达180g/L以上，蒽醌法工况条件下对2
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烷基氢蒽醌的溶解度可达99.8g/L以上，可大幅度提高工作液中有效蒽醌浓度，提高蒽醌的加氢转化率；（2）氢化效率高，蒽醌降解率，工业常规蒽醌加氢催化剂条件下工作液的氢化效率即可达13g/L以上；（3）工作液理化性质适宜蒽醌法工艺，工作液与水互溶度低，密度粘度小，可满足双氧水工业化生产要求。
具体实施方式
[0013]以下结合具体优选的实施例对本专利技术作进一步的描述，但并不因此而限制本专利技术的保护范围。
[0014]本专利技术按如下过程评价不同工作液体系对蒽醌、氢蒽醌的溶解度、双氧水产品中残碳指标：（1）蒽醌溶解度分析：采用“固
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液溶解平衡法”对蒽醌溶解度进行测定。在25℃恒温条件下，将2
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烷基蒽醌逐渐溶解于200 ml工作液中，待蒽醌达到固
−
液两相平衡不再溶解后，工作液静置2小时，完全分层后取1mL上层澄清液溶解于乙腈，稀释200倍后经高效液相色谱分析测定工作液中蒽醌浓度。高效液相色谱测试条件为：Agilent HPLC 1260, 4.6
×
250mm
×
5um Eclipse PAH反向色谱柱, 流动相为乙腈/水=80/20,紫外检测器, 检测波长255nm，流动相流速1mL/min，进样量1mL，色谱柱温度308.15 K。溶解度测定过程中，温度精度为
ꢀ±
0.03℃，高效液相分析误差为0.1mg，三次平行实验数据的平均值为该条件下所测蒽醌溶解度实验值。
[0015]（2）氢蒽醌溶解度分析：氢蒽醌溶解度由临界加氢实验获得，工作液在透明可视化
的固定床反应器内进行加氢反应，由激光检测器观察固定床层内的工作液的流动情况，工作液达到临界结晶析出状态时，停止加氢反应。取1mL氢化液以高效液相色谱分析氢化液组成，同时取5mL氢化液经空气或氧气完全氧化，以高锰酸钾（KMnO4）滴定法分析氧化液中双氧水的质量浓度，经高效液相色谱分析工作液中无蒽醌降解物条件下，以氢化效率值计算氢蒽醌在不同溶剂体系中的溶解度。
[0016]（3）双氧水中残碳分析：以去离子水对氧化液中的双氧水进行萃取，静置24小时以上，待萃取相与萃余相完全分层后，一次性抽取50mL萃取液，以TOC残碳仪分析萃取液本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双氧水工作液溶剂体系，其特征在于包括如下组分：芳烃、酰亚胺衍生物A和二异丁基甲醇；其中酰亚胺衍生物A的结构式为：，其中R1、R2、R3分别为1~8个碳原子的呋喃、芳烃取代基、苄基或烷烃取代基中的一种，所述的呋喃、芳烃取代基、苄基或烷烃取代基上还含有烷基、烷氧基、酯基中的一种或多种官能团；以体积份数计，芳烃为30~95份，优选60~80份，二异丁基甲醇为2~20份，优选5~15份，酰亚胺衍生物A为5~30份，优选5~15份。2.根据权利要求1所述的双氧水工作液溶剂体系，其特征在于：所述的呋喃、芳烃取代基、苄基或烷烃取代基上还含有烷基、烷氧基、酯基中的一种或多种官能团。3.本根据权利要求1所述的双氧水工作液溶剂体系，其特征在于：所述的芳烃为C9~C
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芳烃；酰亚胺衍生物A分子中R1~ R3各选自为C2~C6的正/异构烷基取代基团。4.一种双氧水工作液，其特征在于：包括权利要求1~3任一所述的工作溶剂体系和工作载体，所述的工作载体为蒽醌及其衍生物中的一种或多种，优选为2
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烷基蒽醌。5.一种蒽醌法生产双氧水氢化工艺，其特征在于：所述的氢化步骤采用包含酰亚胺衍生物A和芳烃的工作液溶剂体系；氢化步骤的工艺条件为：氢化温度25～80℃，压力0.1～0.7MPa。6.根据权利要求1~3任一所述的蒽醌法生产双氧水工作液溶剂体系，其特征在于：酰亚胺衍生物A的合成方法，包括如下步骤：（1）将羧酸A和羧酸B溶于有机溶剂中，在催化剂A、脱水剂A和高温条件下，进行分子间脱水反应，反应结束后分离出脱水剂A，然后进行萃取分离，得到无机萃取液和含有酸酐C的有机萃余液；（2）催化剂B和脱水剂B的作用下，将步骤（1）得到的含有酸酐C的有机萃余液与氨源，先低温反应一段时间，然后高温反应一段时间，反应结束后，分离出无机相，得到含有酰亚胺D的有机溶液；（3）向含酰亚胺D的有机溶液添加适量的卤代烃，在弱碱或强碱性条件下进行亲核取代反应，反应结束后洗涤、萃取得到有机萃取相，减压蒸馏去除溶剂，经干燥，得到酰亚胺衍生物产品。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：酰亚胺衍生物A的合成方法中，其特征在于：步骤（1）所述的羧酸A（R1...

【专利技术属性】
技术研发人员：白红鑫，方向晨，刘全杰，贾立明，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：