在自动氧化过氧化氢生产中回收水性过氧化氢制造技术

在具有小截面尺寸的长通道的装置中，用水性介质通过液－液萃取从含Ｈ↓［２］Ｏ↓［２］的有机溶液中回收自动氧化方法中产生的过氧化氢，所述通道有利于从有机溶液中有效萃取水性过氧化氢。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在自动氧化工艺中回收过氧化氢的改进方法。更具体 地，本专利技术涉及一种在11202蒽醌自动氧化工艺中对含11202的工作溶液 (work solution)中的过氧化氢进行水性液-液萃取的有效方法。
技术介绍
过氧化氢(H202)是具有多种用途的通用日化产品。过氧化氢的应用利用了其强氧化性，包括纸浆/纸漂白、废水处理、化学合成、织物漂白、金 属加工、微电子制造、食品包装、健康护理和化妆品用途。美国的过氧化 氢年产量为17亿磅，其大致约占世界年总生产量(59亿磅)的30%。过氧化氢的全球市场需求预计每年稳定增加约3%。可使用多种化学方法以工业规模制造过氧化氢。这些化学方法最重要 的特征是在"工作化合物(working compound)"或"工作反应物(working reactant)"或"反应性化合物"(通常被携带在含溶剂的"工作溶液"中)的自 动氧化(AO)中由氢和氧生产过氧化氢。过氧化氢的工业AO制造工艺在循 环和非循环方法中都使用了工作化合物。在生产过氧化氢的循环AO方法中，首先将工作溶液中的工作化合物 氢化，该步骤通常在钯或镍之类的催化剂存在下用氢气进行。然后在自动 氧化反应中，使用空气或氧气或富含氧气的空气对氢化的工作溶液进行氧 化步骤，形成过氧化氢。所得的过氧化氢仍然溶解在自动氧化的有机溶液 中，并且以较稀的浓度存在，例如至少约0.3重量％的11202。6目前绝大部分大规模过氧化氢生产方法都基于蒽醌AO过程，其中， 通过循环还原，以及随后的蒽醌衍生物的自动氧化来形成过氧化氢。制备过氧化氢的蒽醌自动氧化方法是众所周知的，例如，Riedl和Pfleiderer在 美国专利第2,158,525号和第2,215,883号中进行了揭示。对生产过氧化 氢的蒽醌AO方法的综述见述于Kirk-Othmer的《化学技术百科全书》 (五"cyc/o/ e(i/a o/C/zem/ca/ rec/mo/ogy)(第3版，第13巻，威尔禾U出版社 (Wiley)出版，纽约，2001年，第6-15页)和Ullmann的《工业化学百科全 书》(五wcyc/opeWa 。/7m/组"'a/ C7zew/欲力(第5版,1991年,A13巻，第 443-467页)。除了蒽醌，可用于循环自动氧化生产过氧化氢的其它工作化合物的例 子包括偶氮苯和吩嗪；例如参见美国专利第2,035,101号，美国专利第 2,862,794号，以及Kirk-Othmer的《化学技术百科全书》(第13巻，威尔 利出版社出版，纽约，2001981，第6页)。在工业AO过氧化氢方法中，蒽醌衍生物(即工作化合物)通常是烷基 蒽醌和/或烷基四氢蒽醌，它们用作含溶剂的工作溶液中的工作化合物。蒽 醌衍生物溶解在基于有机溶剂的惰性溶剂体系中。这种工作化合物和有机 溶剂的混合物称为工作溶液，它是AO方法的循环流体。通常，基于它们 溶解蒽醌和蒽氢醌的能力选择所述有机溶剂组分，但是其它重要的溶剂标 准是低蒸汽压、较高的闪点、低水溶性和有利的水萃取性能。非循环AO过氧化氢方法通常包括工作化合物自动氧化形成过氧化氢， 但没有初始的氢化还原步骤，就象异丙醇或其它伯醇或仲醇自动氧化成醛 或酮。含蒽醌的工作溶液的氢化(还原)按下述过程进行在钯或镍催化剂存 在下，该工作溶液与含氢气体在大规模反应器中于较高的温度(例如约 40-80'C)下接触，形成蒽氢醌。 一旦氢化反应达到所需的完成程度，从所 述氢化反应器中移走氢化的工作溶液，然后进行氧化步骤。含蒽氢醌的工作溶液的氧化在氧化反应器中进行，具体是与含氧气体 (通常是空气)接触，通常在约30-7(TC范围内的温度下进行。氧化步骤将蒽 氢醌重新转化为蒽醌，同时形成通常保持溶解在有机工作溶液中的H202。工作溶液中过氧化氢的浓度通常约为0.5重量％ &02至约2重量％11202。 常规AO方法的剩余步骤是物理单元操作，涉及从有机工作溶液中回 收过氧化氢产物，然后浓縮和纯化水性过氧化氢产物，使11202减少的 (H202-depleted)工作溶液再循环，从而加以再利用。在氧化步骤中，工作溶液中产生的11202通常在萃取步骤中从工作溶液 中分离出来，该萃取步骤通常用水进行。已经萃取出11202的工作溶液返 回到所述还原(氢化)步骤中。因此，以连续回路(即循环操作)进行氢化-氧 化-萃取循环。在工业实践中使用多阶段萃取装置进行萃取步骤，离开萃取 步骤的11202通常包含至少20重量。％的11202，并且通常进一步纯化和浓縮。 工业AO方法通常利用大型多阶段萃取塔进行萃取步骤，其中水性萃 取介质(通常是水)分多个阶段与含H202的工作溶液逆流接触。工作溶液的 密度通常比用于萃取过氧化氢的水的密度低，所以工作溶液从塔底引入， 而水从塔顶引入。最常用的塔是筛盘或筛板塔，但是也有文献描述使用喷 淋塔和填充塔(例如，具有马鞍形填料或环形填料)从工作溶液中液-液萃取 过氧化氢。筛盘萃取塔的优点是高产量和良好的塔盘效率；而且，该塔还没有移 动部件，对于维护而言是经济的。但是，这种萃取塔需要巨大的资金投入， 因为大规模AO工艺所需的萃取塔可能至少有90英尺高，直径至少为10 英尺，具有数十个筛板(阶段)。另外，筛盘塔和其它类似的萃取塔通常在 各筛盘(筛板)中都只能实现理论平衡(从工作溶液到水相的过氧化氢分布 平衡)的约20-50%，该因素是这些塔中使用大量盘或板(即阶段)的原因。本专利技术的主要目的是提供一种在萃取装置中从含过氧化氢的有机溶液 中液-液萃取水性过氧化氢的改进方法，该萃取装置在萃取传质方面比常规 筛盘塔具有更高的效率，而且有可能比这些塔更节省成本。在过氧化氢的自动氧化生产中，本专利技术通过液-液萃取实现这些和其它 目的，所述液-液萃取在具有小尺寸长通道的萃取装置中进行，该装置能促 进过氧化氢从有机相(工作溶液)向水性萃取液的萃取传质。
技术实现思路
8依据本专利技术，自动氧化方法中生产的过氧化氢通过包括以下步骤的方 法回收使自动氧化工艺中产生的含11202的有机溶液与水性萃取介质在具 有长通道的装置中接触，所述通道的至少一个截面尺寸在约5微米至约5 毫米的范围内，从而促进过氧化氢从有机溶液到水性介质的液-液萃取；然 后将含萃取的过氧化氢的水性介质与11202减少的有机溶液分离，得到含 11202的水溶液。本专利技术的优选实施方式包括在一系列阶段中连接的两个或多个通道装 置，其中含11202的水性介质与有机溶液的分离在各阶段中进行，阶段之间 的水性介质和有机溶液的总体相对流动方向为逆流方向。本专利技术的另一个优选实施方式是蒽醌自动氧化工艺中产生的过氧化氢 的回收方法，该方法包括使自动氧化工艺中产生的含11202的有机工作溶 液与水性萃取介质在具有长通道的微通道萃取装置中接触，所述通道的至少一个截面尺寸在约5微米至约5毫米的范围内，从而促进过氧化氢从有 机工作溶液到水性介质的液-液萃取；然后将含萃取的过氧化氢的水性介质 与&02减少的有机工作溶液分离，得到含H202的水溶液。本专利技术的另一个优选实施方式是蒽醌自动氧化工艺中产生的过氧化氢的回收，该方法包括使自动氧化工艺中产生的含11202的有机工作溶液与水性萃取介质在具有长通道的板本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对自动氧化工艺中生产的过氧化氢进行回收的方法，该方法包括：使自动氧化工艺中产生的含Ｈ↓［２］Ｏ↓［２］的有机溶液与水性萃取介质在具有长通道的装置中接触，所述通道的至少一个截面尺寸在约５微米至约５毫米的范围内，从而促进过氧化氢从有机溶液到水性介质的液－液萃取；然后将含萃取的过氧化氢的水性介质与Ｈ↓［２］Ｏ↓［２］减少的有机溶液分离，得到含Ｈ↓［２］Ｏ↓［２］的水溶液。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：X周，K哈马克，DS塞斯，
申请(专利权)人：FMC有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]