过氧化氢的生产工艺研究

郑忠(西北民族大学，甘肃 兰州 730124)

过氧化氢的生产工艺研究

郑忠(西北民族大学，甘肃 兰州 730124)

本论文主要对过氧化氢的基本概念、相关的性质、用途、生产现状以及主要的生产方法等进行了简单的概述，接下来，本论文对蒽醌法生产过氧化氢工业生产原理及工艺方法等进行了重点研究，希望本论文的相关研究及分析工作能够为过氧化氢的生产工艺研究提供一定的参考价值及借鉴意义。

生产工艺；过氧化氢；蒽醌法；生产原理

1 过氧化氢的相关特性及其应用

1.1 物理及化学性质

对于过氧化氢来讲，它又被称为双氧水，其化学式为：H2O2，分子量大概为34.0146，它的结构式为：H-O-O-H[1]。通常情况下，它的外观是一种没有颜色的透明液体，也没有毒，但是，它对皮肤是具有一定侵蚀作用的，当不小心使皮肤接触到过氧化氢会产生燃烧感及疼痛感。另外，过氧化氢也是一种强氧化剂，如果其遇到碱、重金属等的时候会发生化学反应，并且产生大量的热量，当与可燃性物质接触的时候就会发生氧化自然现象。

1.2 过氧化氢的应用

由于过氧化氢的相关性质非常活泼，因此，其在我国经济建设中得到了广泛的应用。它主要应用到化工、纺织、电子、污水处理、医药、建筑工业、航空航天业、食品和奶制品用于杀菌消毒等诸多领域，另外，它也是非常重要的化工原料。过氧化氢具有多种功能效果，如具有漂白作用、消毒作用、氧化作用等。

2 过氧化氢的主要生产方法

过氧化氢的主要生产方法包括：电解法、蒽醌法、空气阴极法、以及氢氧直接合成法、异丙醇法等[2]。

电解法。该种方法最早是在1853年由Medinger发现的，当时主要是在电解硫酸的过程中发现了该方法，之后，在不断的实验及实践中进行了多次改进。从最初的过硫酸法逐渐改进成过硫酸钾法，更进一步的，其改进到过硫酸铵法，并且，它成为了上个世纪前半期的过氧化氢的主要生产方法。对于过硫酸铵法来讲，它是以石墨作为阴极，铂作为阳极来进行化学反应的，它的化学方程式为：

异丙醇法。该种方法以异丙醇作为原料，并且以过氧化氢作为引发剂，用氧气等来进行液相氧化，从而生成丙酮和过氧化氢[3]。该种方法存在一定的缺点，如投资大，需要消耗大量的异丙醇等，另外，采用该种方法生产出来的过氧化氢是比较难分离的，也很难提纯，因此，在工业等领域对该方法采用的很少。

蒽醌法。在1953年的时候，美国杜邦公司首次采用该种方法来生产过氧化氢，并且，到了1980年左右的时候，该种方法已经成为世界上生产过氧化氢的主要生产方法。由于其生产成本非常低，故其向着自动化、大规模化等方向进行发展。该种方法生产过氧化氢的原理过程为：通过将a-烷基蒽醌溶于有机溶剂当中，这样就会制成工作液，然后在催化剂钯触煤的作用下，通氢气之后被还原，使烷基蒽醌变成烷基氢蒽醌，后者再通过氧气进行氧化，在氢蒽醌转化为原来的蒽醌的同时，生产过氧化氢，用水萃取工作液当中的过氧化氢，再经过净化、蒸馏处理，即成为产品，并且，工作液是可以循环使用的，它的化学反应方程式为：

3 过氧化氢的生产原理及生产工艺流程

3.1 化学反应方程式

通过采用蒽醌法来生产过氧化氢，它的化学反应方程式为：

3.1.1 氢化过程的化学反应方程式：

3.1.2 氧化过程的化学反应方程式：

3.2 生产工艺原理

就目前来讲，蒽醌法是我国生产过氧化氢的主要方法。它的工艺原理大致为：把烷基蒽醌与有机溶剂通过采取一定的方式配制成工作溶液，在温度为55～65℃的条件下，压力为0.30MPa的情况之下，并且，在有催化剂存在的条件下，通入氢气进行氢化，然后，再到40～44℃下，通过与氧气进行逆流氧化，最后通过采取萃取、再生、精制与浓缩制来制得过氧化氢水溶液产品。

3.3 工艺流程图

生产过氧化氢的工艺流程简图如下图3-1所示。

3-1工艺流程简图

4 结语

通过上文分析可以知道，不管是在工业生产中还是在我们的生活当中，对过氧化氢的使用频率越来越高，并且，它的用途也是非常的广泛。但是，过氧化氢同其它任何产品一样具有价值性，只有通过依靠科技手段来优化和完善过氧化氢的生产工艺过程，这样才能够提高其生产能力以及降低整个生产成本，从而为其创造更多的经济价值。另外，相关的化学工作者或者专家等人也一直在努力研究更优的过氧化氢的生产工艺流程，也在不断努力的研究、探索新型、高效、以及洁净的蒽醌氢化催化剂。

[1]谢秀芳.DCS在双氧水生产装置中的应用[J].福州市：中国工控网，2010，（01）:9-14.

[2]王玉强等.双氧水的应用及其工艺进展[J].广东化工，2014，（06）：14-17.