探讨我国双氧水的生产方法、应用及发展建议论文_袁杰1,顾芯通2,杨凡凡3,魏双4

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摘要:作为现代“最清洁”的化学品,双氧水(过氧化氢)在各行各业都起到巨大的作用,可作为漂剂、氧化剂和环氧化剂、消毒剂、杀菌剂等等。过氧化氢有很强的氧化性,且具弱酸性。过氧化氢可溶于乙醇、乙醚,不溶于苯。对有机物有很强的氧化作用,一般作为氧化剂使用。本文将对我国双氧水的生产方法、应用特点进行分析,并提出一些关于双氧水的未来发展建议。

关键词:双氧水;生产方法;应用;发展

双氧水作为一种清洁化工产品,广泛应用于医药、军工、化学品合成、纺织、造纸、环保等领域。双氧水可以划分为医用、军用、工业用三种。目前工业用双氧水的生产方法有三种:电解法、异丙醇法和蒽醌法。在现有的三种生产方法中,蒽醌法由于原料简单、取材方便,同时具有低耗能、自动化程度高的特点,逐渐受到人们的关注,在双氧水的生产中得到了普遍的发展与应用。

1我国双氧水的生产方法

1.1异丙醇法

异丙醇法,这种方法对氧化温度和压力都有比较严格的要求,一般氧化温度在90度到140度之间,压力在15―20MPa,同时需要加入稳定剂来抑制过氧化氯的分解。 这种方法可以不要需要任何催化剂,将异丙醇进行空气氧化,产生过氧化氢和丙酮。

1.2氧阴极还原法

氧阴极还原法,其原理是在含强碱性电解液的电槽中使氧在阴极还原成羟基离子HO2后者在回收装置中装变成过氧化氢水溶液。这种方法在1882年就被发明,20世纪70年代得到改进。

1.3电解法

电解法又可以分为过硫酸法、过硫酸钾法和过硫酸铵法。这种方法在1853年被发明后,直到20世纪前半段,都是双氧水生产的主要方法。过硫酸法的生产装置和操作方法都很简单,就是将硫酸电解成过硫酸,然后再将其水解得到过氧化氢。过硫酸钾法是将硫酸氢铵电解成过硫酸铵,再与硫酸氢钾反应得到过硫酸钾,然后再进行水解,得到过氧化氢和硫酸氢钾。过硫酸铵法是以铅或石墨为阴极,以铂为阳极,将硫酸氢铵电解成过硫陔铵后水解得到过氧化氢。

1.4蒽醌法

蒽醌法双氧水生产工艺包含的工序有氢化工序、氧化工序、萃取净化和后处理工序及其他相关的辅助工序,在所有工序中,对后处理工序的要求较高,是双氧水生产过程中的一个关键工序。蒽醌法是以2-乙基蒽醌为载体,以芳烃和磷酸三辛酯为溶剂,调配成为工作液。蒽醌法在工作液中受到相应温度和压力的作用,会与氢气产生氢化反应得出氢化液。氢蒽醌在氢化液中与氧气在一定的条件下会发生氧化反应,之后会会为原来的状态,同时产生双氧水;其中氢化液氧化后的液体状态被称为氧化也,在经过相应工序的处理,萃取塔与纯水逆流萃取,得到双氧水;再经过净化处理,进入成品包装工序。工作液在就经过萃取后,成为萃余液,在后处理工序中经过碳酸钾干燥脱水,分解双氧水和沉降分离碱,最后在白土床内的活性氧化铝吸附除碱和再生降解物后得到工作液,下一步依然对其进行循环利用。 目前,蒽醌法制生产双氧水的工艺技术已日趋成熟,但双氧水的工艺研究却并没有止步,我国在双氧水的生产上还有很大发展潜力。

1.5氢氧直接化合法

这种方法是采用几乎不含有机溶剂的水作为反应介质,利用特定物质为催化剂,在一定温度和压力下得到过氧化氢。

2我国双氧水的应用

2.1电子行业双氧水用量稳定增长

电子信息时代的到来使电子行业得到了空前的发展。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而作为高纯度双氧水消耗的主力军,电子行业对高纯度双氧水的需求量在较长一段时期内将稳定增长。

2.2造纸行业双氧水的消耗量不断攀升

随着造纸行业的发展,双氧水在该领域的应用量将不断攀升。造纸行业传统的漂白工艺对环境污染十分严重,在国家大力提倡环保的时代背景下,传统漂白工艺已基本被淘汰。利用双氧水进行漂白成为现在造纸业的基本漂白工艺。

2.3双氧水的传统消费行业用量增长速度变慢

近几年由于纺织业的结构调整和市场的不景气,使双氧水在纺织业的消费增长速度不断放缓。 如纺织业,在过去较长的一段时间内,随着社会经济的发展,人们对纺织品的需求量不断增大,纺织业得到了空前的发展,对双氧水的市场需求量也不断增大。

2.4环保行业潜力巨大

现阶段,双氧水在环保领域的应用主要是工业废水的处理。可以说双氧水在环保领域的应用处于起步阶段。由于受成本制约,环保领域用量并不是很大。但是在一些发达国家,双氧水在环保领域的应用已是普遍化。随着我国经济的发展和双氧水制造成本的不断降低,双氧水在该领域的用量将有巨大的上升潜力。

工业级双氧水在其他领域同样有着巨大的市场潜力,例如在建材行业可以作为轻质泡沫材料的发泡剂;在机械行业可以作为管道净化剂和清洗剂;在电镀行业合一利用双氧水去除无机杂质等等。虽然目前双氧水在这些行业里的用量还很少,但是随着工业的不断发展,今后双氧水在这些行业的利用率将不断扩大。

3我国双氧水的发展建议

我国双氧水生产始于50年代末,至70年代初仍采用电解法小规模装置生产。70年代后期国内出现了几套蒽醌法生产双氧水的装置,大多采用电解水制氢为原料,用兰尼镍悬浮床催化氢化工艺,用纯氧氧化工艺,以苯和氢化萜松醇为溶剂、2一乙基葱醒为工质配制工作液。80年代中期至末期,由于市场迅猛增长及蒽醌法生产工艺的长足进步,我国的双氧水生产获得飞速发展。最初双氧水仅用于医药和军工,后逐步应用于化学品合成、纺织、造纸、环保、食品、医药、冶金和农业等广泛领域,产品规格已多样化,市场需求日益扩大。 现阶段我国的双氧水生产技术已经相当成熟,拥有国内有多家科研机构作为技术后盾。但是中国企业要积极地走出去。目前我国已经有一些企业已经走出了国门。但仅仅只是少数企业。对于企业来说,只有走出去,才能更好地学习和吸收先进技术,才能使自己在激烈的市场竞争中立于不败之地。

现阶段,我国双氧水生产厂家基本上都集中在东部沿海地区。中西部地区双氧水制造厂家较少,这就造成了双氧水生产东强西弱的局面。而在东部沿海地区,双氧水生产又呈现出南快北慢的显现。仅东南沿海一代的双氧水生产装置能力就占全国总量的一半以上。因此,能否统筹规划,合理布点成为制约今后我国双氧水生产发展一个重要因素。适当加大中西部地区和北方地区生产厂家,形成与地方经济相配套的格局。

大力调整产品规格结构,提高产品质量 。我国双氧水生产能力虽然在逐年提高。但是高浓度双氧水的年进口量同样在逐年上升。特别是浓度在80%以上的双氧水,更是主要依靠进口。如何提升国产双氧水的产品规格和质量,成为了双氧水行业必须尽快解决的问题。特别是电子级、食品级等高规格、高质量的双氧水生产。只有尽快调整规格结构,提高产品质量,双氧水行业才能更好地发展。

4结语

双氧水是我们日常生活中较为常见的一种化学物质,其为一种无色透明的液体氢氧化剂,无色无味,在实际生活生产中用途较为广泛,比如食品消毒、祛除异味、伤口消毒、化工生产等。随着我国精细化化工程度的不断加深,双氧水作为一种环保的工业原料,应用范围将会越来越广泛。

参考文献

[1]李旻.双氧水绿色合成工艺的进展研究[J].当代化工.2013(06).

[2]洪焱根,冯彬,马俊,娄风雷.蒽醌法过氧化氢萃取塔板效率计算及改进研究[J].化学推进剂与高分子材料.2013(03).

[3]王家见,张弘.蒽醌法生产双氧水工艺安全分析与防控措施[J].安全、健康和环境,2012,11:14-16.

论文作者:袁杰1,顾芯通2,杨凡凡3,魏双4

论文发表刊物:《基层建设》2017年第34期

论文发表时间:2018/4/4

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