CN1216797C - 一种双氧水生产过程中的有机溶剂体系 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双氧水生产过程中的有机溶剂工作液，包括C9～C10的芳烃、磷酸三辛酯和2-甲基环己基醋酸酯，该混合物优选的重量份数为：C9～C10的芳烃100份，磷酸三辛酯0.5～50份，2-甲基环己基醋酸酯0.5～90份。采用本发明的三组份溶剂体系制备双氧水，具有十分显著的优点：对蒽醌的溶解度高，室温下每升工作液中蒽醌溶解度可提高到30g/L以上，可以较大地提高氢效，减少副反应，从而较大地提高生产能力；对氢化蒽醌的溶解度高，可达10g/L以上；提高氧化能力，在空气的作用下，对氢效为9.93g/L的工作液，氧化时间仅为4分钟左右。

Description

一种双氧水生产过程中的有机溶剂体系
技术领域
本发明涉及一种双氧水的生产方法，具体涉及双氧水生产过程中所采用的工作液中的有机溶剂。
背景技术
双氧水(H2O2)是一种重要的工业原料，在各个领域均有十分广泛的应用。目前，双氧水的生产方法主要采用葸醌衍生物自动氧化法，即以适当的有机溶剂溶解工作物质-----蒽醌烷基衍生物，配成工作液，在催化剂作用下，用氢气将蒽醌烷基衍生物氢化还原，生成氢蒽醌，后者经空气氧化后，得到双氧水，同时氢蒽醌还原为蒽醌衍生物，然后再用水萃取其中的双氧水，经分离得到H2O2的水溶液。
传统的生产双氧水的方法中所采用的蒽醌烷基衍生物为2-乙基蒽醌、戊基蒽醌、特丁基蒽醌。有机溶剂一般为双组分，如FMC采用C9～C10的重芳烃和磷酸三辛酯的混合物作为有机溶剂，Dupont公司工作液体系采用特丁基蒽醌溶解于芳烃和四丁基脲，三菱采用戊基蒽醌溶解于劳烃和甲基环乙酯等，比利时Scl Vay和德国UHDE采用2-乙基蒽醌溶解于芳烃和2-甲基环己基醋酸酯中等。实践证明，采用所说的双组分有机溶剂溶解蒽醌烷基衍生物作为工作液，从技术和经济上均存在某些不足之处：
如FMC公司采用的以重芳烃和磷酸三辛酯的混合物作为有机溶剂，对2-乙基蒽醌的溶解度低，一般为120～130g/g左右，氢化程度最高只能控制在40％～50％，过高会引起较多副反应，使工作液状况恶化，生产能力不易提高，对氢化蒽醌的溶解度也较低，现有的工作液对氢蒽醌的溶解度为8～9g/L左右，不利于提高氢效，影响了氢化生产能力的提高，氧化能力也较差，25mL氢效为7.49g/L的工作体系氧化时间为7分钟(1.5L空气/分钟)，不利于提高氧化生产能力。
三菱公司采用的工作体系成本高，且生产出的H2O2含有有机碳较高。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是公开一种双氧水生产过程中的有机溶剂体系，以克服现有技术存在的生产能力较低的缺陷。
本发明的技术方案：
一种双氧水生产过程中的有机溶剂体系，为一种混合物，包括C9～C10的芳烃、磷酸三辛酯和2-甲基环己基醋酸酯，该混合物优选的重量份数为：
C9～C10的芳烃       100份
磷酸三辛酯            0.5～50份
2-甲基环己基醋酸酯    0.5～90份。
优选的重量份数为：
C9～C10的芳烃       100份
磷酸三辛酯            10～30份
2-甲基环己基醋酸酯    10～50份。
更优选的为：
C9～C10的芳烃       100份
磷酸三辛酯            10～20份
2-甲基环己基醋酸酯    20～40份。
采用上述的有机溶剂配制的工作液，在催化剂的存在下，用氢气将工作液中的蒽醌烷基衍生物氢化还原，生成氢蒽醌，然后在氧化反应器中经空气氧化后，得到双氧水，同时氢蒽醌还原为蒽醌衍生物。
氢化反应温度为55℃～65℃，催化剂承受负荷为7～10L/hr。
所述及的催化剂为本领域常规的催化剂，如Pd-M/Al2O3或Pd-M/SiO2体系，其中，Pd含量为0.05～5wt％，M为辅助金属，包括Na、K、Ni、Mg、Ca、Fe等，M含量为0.05～1wt％。
采用本发明的三组份溶剂体系制备双氧水，具有十分显著的优点：
(1)对蒽醌的溶解度高，室温下每升工作液中蒽醌溶解度可提高到30g/L以上，可以较大地提高氢效，减少副反应，从而较大地提高生产能力；
(2)对氢化蒽醌的溶解度高，可达10g/L以上；
(3)提高氧化能力，在空气的作用下，对氢效为9.93g/L的工作液，氧化时间仅为4分钟左右，而目前国内所采用的溶剂体系，在空气的作用下，对氢效为7.49g/L的工作液，氧化时间为7分钟。
附图说明
图1为试验装置流程图。
具体实施方式
                     实施例1
采用图1的流程对本发明的溶剂体系进行试验和评价。
采用60L C9～C10的芳烃、12.5L磷酸三辛酯和26.5L 2-甲基环己基醋酸酯的混合物配制溶剂体系。室温下，2-乙基蒽醌溶解度为172g/L，催化剂为Pd-M/Al2O3，其中，M为Na，含量为0.3wt％。
参见图1，工作液和氢气送入氢化塔1，对工作液中的2-乙基蒽醌进行氢化，氢化液进入氧化塔2，被进入氧化塔2的空气氧化，生成双氧水水溶液，再进入后续工段。氢化塔1为直径40mm，高度1425mm的固定滴流床反应器，催化剂装填高度为400mm。
氢效为9.93g/L，氢化反应温度为65℃，氧化时间为4分钟。
                     实施例2
采用实施例1的条件，将催化剂改为Pd-M/SiO2体系，M为Na，含量为0.3wt％。氢效为10.03g/L，氢化反应温度为65℃，氧化时间为4分钟。
                     实施例3
采用图1的流程对本发明的溶剂体系进行试验和评价。
采用72.4L C9～C10的芳烃、22.5L磷酸三辛酯和5.1L 2-甲基环己基醋酸酯的混合物配制溶剂体系。室温下，2-乙基蒽醌溶解度为152g/L，催化剂为Pd-M/Al2O3，其中，M为Na，含量为0.3wt％。
参见图1，工作液和氢气送入氢化塔1，对工作液中的2-乙基蒽醌进行氢化，氢化液进入氧化塔2，被进入氧化塔2的空气氧化，生成双氧水水溶液，再进入后续工段。氢化塔1为直径40mm，高度1425mm的固定滴流床反应器，催化剂装填高度为400mm。
氢效为8.86g/L，氢化反应温度为65℃，氧化时间为6分钟。
                     对比例1
采用图1的流程对本发明的溶剂体系进行试验和评价。
采用75L C9～C10的芳烃、25L磷酸三辛酯和5.1L 2-甲基环己基醋酸酯的混合物配制溶剂体系。室温下，2-乙基蒽醌溶解度为120g/L，催化剂为Pd-M/Al2O3，其中，M为Na，含量为0.3wt％。
参见图1，工作液和氢气送入氢化塔1，对工作液中的2-乙基蒽醌进行氢化，氢化液进入氧化塔2，被进入氧化塔2的空气氧化，生成双氧水水溶液，再进入后续工段。氢化塔1为直径40mm，高度1425mm的固定滴流床反应器，催化剂装填高度为400mm。
氢效为7.4g/L，氢化反应温度为65℃，氧化时间为7分钟。

Claims (5)

1.一种双氧水生产过程中的有机溶剂体系，其特征在于，包括C9～C10的芳烃、磷酸三辛酯和2-甲基环己基醋酸酯。
2.根据权利要求1所述的有机溶剂体系，其特征在于，重量份数为：
C9～C10的芳烃       100份
磷酸三辛酯            0.5～50份
2-甲基环己基醋酸酯    0.5～90份。
3.根据权利要求2所述的有机溶剂体系，其特征在于，重量份数为：
C9～C10的芳烃       100份
磷酸三辛酯            10～30份
2-甲基环己基醋酸酯    10～50份。
4.根据权利要求3所述的有机溶剂体系，其特征在于，重量份数为：
C9～C10的芳烃       100份
磷酸三辛酯            10～20份
2-甲基环己基醋酸酯    20～40份。
5.根据权利要求2或3所述的有机溶剂体系，其特征在于，该体系适用于Pd-M/Al2O3或Pd-M/SiO2催化剂，其中，Pd含量为0.05～5wt％，M为Na、K、Ni、Mg、Ca或Fe中的一种，M含量为0.05～1wt％。
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