專利名稱：一種除去過氧化氫中有機(jī)雜質(zhì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
: 本發(fā)明涉及一種蒽醌法制過氧化氫過程中過氧化氫的凈化方法。
背景技術(shù)：
:過氧化氫(雙氧水)是一種多功能多用途的化學(xué)品。在不同的情況下可有氧化作用或還原作用?？捎醚趸瘎?、漂白劑、消毒劑、脫氯劑，可作為火箭燃料、可用于生產(chǎn)有機(jī)或無機(jī)過氧化物、泡沫塑料和其他多孔物質(zhì)等。目前過氧化氫作為強(qiáng)氧化劑已廣泛應(yīng)用于其中包括紙漿/造紙漂白，化學(xué)合成，紡織漂染，廢水處理，金屬加工，微電子生產(chǎn)，食品包裝，醫(yī)療保健和化妝品中等。制備過氧化氫的方法很多，但目前商業(yè)規(guī)模制造過氧化氫的方法主要采用循環(huán)蒽醌工作液自動氧化(AO)法。蒽醌自動氧化制造過氧化氫方法的原理眾所周知，20世紀(jì)30年代US2158525和US2215883就闡述過該方法；Kirk_0thmer化工技術(shù)百科全書，第3版(1981)，第13卷，第15-22頁也介紹了除蒽醌法外，其他制造過氧化氫的方法。Ullmann化工大全，第5版(1991)，第3卷，第447-456頁，也概述了蒽醌AO工藝的生產(chǎn)過氧化氫過程。循環(huán)AO法生產(chǎn)過程是:在催化劑存在下，在一定溫度和壓力下，工作液(烷基蒽醌與混合有機(jī)溶劑按一定比例配成的有機(jī)溶液)中的烷基蒽醌(以下簡稱蒽醌)與氫氣反應(yīng)，生成相應(yīng)的氫蒽醌，此時氫化后的工作液稱為氫化液，氫化液中的氫蒽醌與氣體中的氧反應(yīng)，生成原始的蒽醌和過氧化氫，此時氫化液變成了氧化液，氧化液經(jīng)純水萃取得到過氧化氫水溶液，萃余液經(jīng)處理后循環(huán)返回氫化工序。在萃取過程中有機(jī)相與水兩相混合接觸，過氧化氫水溶液中會夾帶氧化液，同時氧化液中降解物也會進(jìn)入過氧化氫水溶液中。現(xiàn)有的技術(shù)是:從萃取塔出來過氧化氫水溶液，經(jīng)過一填料塔與重芳烴逆 流接觸后，進(jìn)入產(chǎn)品儲罐靜置分層。由于填料塔內(nèi)過氧化氫水溶液分散的液滴顆粒直徑較大(大于2mm)，兩相接觸面積較小。因此除去過氧化氫水溶液中夾帶有機(jī)雜質(zhì)的效果不好，處理后過氧化氫水溶液中有機(jī)物含量為250 500ppm。過氧化氫水溶液中有機(jī)物含量過高一方面會影響產(chǎn)品的色度，嚴(yán)重時使產(chǎn)品呈淺黃色；另一方面將影響其使用效果。盡管相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)沒有規(guī)定，其中的有機(jī)物含量越低越好。美國專利US4759921公開了《一種制備過氧氫的方法》，該方法包括使過氧化氫提取液先與體積比為0.5 5%芳香石油混合物的醌溶劑反應(yīng)混合，然后使用2個串聯(lián)的具有小液體倍增和包括有熱脫漿玻璃纖維絲構(gòu)成的一個或多個過濾層的聚結(jié)器沉降分離。采用此后續(xù)純化的方法，可將產(chǎn)品中碳含量降低100mg/LH202。但該方法不能有效去除直徑極小的不溶解性有機(jī)物的液滴和半水溶性的有機(jī)物。中國無機(jī)鹽工業(yè)協(xié)會過氧化物分會《2010年行業(yè)年會論文集》中的《聚結(jié)分離技術(shù)在蒽醌法制過氧化氫過程中的應(yīng)用》采用了與US4759921相同方法，實(shí)驗(yàn)考查了過氧化氫流量、進(jìn)聚結(jié)器芳烴流量比例對純化效果的影響，結(jié)果表明:處理后過氧化氫中有機(jī)物含量100 150ppm。為了進(jìn)一步降低過氧化氫水溶液中的有機(jī)物含量，現(xiàn)有技術(shù)中采用大孔吸附樹脂吸附的方法，該方法通常要使用甲醇作為樹脂的再生劑。樹脂的使用壽命較短，通常I 2年；再生劑甲醇必須通過精餾后才能重復(fù)使用，因此能耗較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述技術(shù)問題，而提供一種安全可靠，操作簡便，高效且經(jīng)濟(jì)可行的去除過氧化氫水溶液中有機(jī)雜質(zhì)的方法，過氧化氫水溶液中最終有機(jī)物含量遠(yuǎn)低于現(xiàn)有技術(shù)方法。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題可以通過以下技術(shù)方來實(shí)現(xiàn):一種除去過氧化氫中有機(jī)雜質(zhì)的方法，具體包括如下步驟:(I)將含有機(jī)雜質(zhì)的過氧化氫水溶液與溶劑同時進(jìn)入混合裝置內(nèi)進(jìn)行充分混合，用溶劑萃取過氧化氫水溶液中有機(jī)物得到第一過氧化氫水溶液與溶劑混合物；(2)過氧化氫水溶液與溶劑混合物進(jìn)入第一過濾器除去其中是固體微粒得到第二過氧化氫水溶液與溶劑混合物；(3)第二過氧化氫水溶液與溶劑混合物再進(jìn)入聚結(jié)器組，將過氧化氫水溶液與含有機(jī)雜質(zhì)的溶劑分離得到分離出的過氧化氫水溶液；(4)分離出的過氧化氫水溶液再進(jìn)入第二過濾器，脫除其中殘留的微量有機(jī)雜質(zhì)和溶劑得到凈化的過氧化氫水溶液。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述步驟(I)中，混合時間為小于lmin。在本發(fā)明的 一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述步驟(I)中，所述混合設(shè)備選自靜態(tài)混合器、文丘里、攪拌釜、高速剪切混合機(jī)、泵式混合器、射流噴射混合器、撞擊流混合器、超重機(jī)或微結(jié)構(gòu)混合器。優(yōu)選使用靜態(tài)混合器。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述步驟(I)中，所述溶劑的流量與過氧化氫水溶液流量的比值范圍為10 0.01，優(yōu)選比值范圍為I 0.05。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述步驟(I)中，所述溶劑為C8 C11重芳烴。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述步驟(2)中，所述第一過濾器過濾精度為I 10微米，優(yōu)選小于等于5微米。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述步驟(3)中，所述聚結(jié)器組是指由至少2臺串聯(lián)的聚結(jié)器組成。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述步驟(3 )中，所述聚結(jié)器為臥式聚結(jié)器或者立式聚結(jié)器。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述步驟(3 )中，所述聚結(jié)器內(nèi)的聚結(jié)填料材質(zhì)為耐過氧化氫和工作液的材料。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述步驟(3 )中，所述聚結(jié)器內(nèi)的聚結(jié)填料選自鮑爾環(huán)、拉西環(huán)、鞍環(huán)、多孔泡沫材料、圓球、顆粒、折板、弧形板、波紋板、纏繞絲網(wǎng)填料、平鋪絲網(wǎng)填料，多孔泡沫材料填料，亂堆纖維或纖維織物。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述步驟(4 )中，所述第二過濾器為臥式過濾器或者立式過濾器。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述步驟(I)中，所述第二過濾器所使用濾芯含有耐過氧化氫和溶劑的超細(xì)纖維成分，所述超細(xì)纖維直徑為0.01 20微米。優(yōu)先直徑為0.1 5微米。本發(fā)明的第二過濾器使用的超細(xì)纖維過濾材料表面具有親油性。由于超細(xì)纖維具有極大親油性比表面積，能把過氧化氫水溶液中有機(jī)物吸附其表面上，因而能脫除其中微量的有機(jī)雜質(zhì)。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述步驟(I) (4)中，操作溫度為10 60°C，壓力 0.1 1.0MPa0由于采用了如上的技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果如下:1.采用本發(fā)明的方法處理過氧化氫水溶液，可大大降低其中的有機(jī)物含量。2.使用本發(fā)明的工藝處理過氧化氫水溶液，可以大大延長大孔吸附樹脂的使用周期和壽命，節(jié)約樹脂更換的費(fèi)用，減少再生劑甲醇使用頻次，由此降低因甲醇精餾產(chǎn)生的能耗。3.使用本發(fā)明的工藝處理過氧化氫水溶液，還可省去現(xiàn)有工藝中的填料凈化塔，節(jié)約了投資。


圖1為除去過氧化氫中有機(jī)雜質(zhì)的工藝流程示意圖。圖2為除去過氧化氫中有機(jī)雜質(zhì)的對比例工藝流程示意圖。圖中代號說明:1靜態(tài)混合器；2第一過濾器；3聚結(jié)器組；4第二過濾器；5含有機(jī)雜質(zhì)的過氧化氫水溶液；6溶劑；7分離出的含有機(jī)雜質(zhì)的溶劑；8凈化的過氧化氫水溶液；9調(diào)速離心泵。具體實(shí)施方法以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方法來詳細(xì)聲明本發(fā)明，實(shí)例僅為說明本專利的是效果，并不局限于此，還用包括在本發(fā)明所要求的權(quán)利范圍內(nèi)其他任何的公知的改變。實(shí)施例1參見圖1，溫度為30°C流量為5m3/h有機(jī)雜質(zhì)含量為350ppm的過氧化氫水溶液5與流量為3m3/h溶劑偏三甲苯6同時進(jìn)入靜態(tài)混合器I內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)混合?；旌蠒r間為小于lmin，溫度為30°C，壓力為0.3MPa ；然后二者混合物先進(jìn)入過濾精度為5微米第一過濾器2除去其中的固體微粒，過濾溫度為30°C，壓力為小于等于0.3MPa ；過濾后再進(jìn)入聚結(jié)器組3，通過碰撞、聚結(jié)、沉降、分離，分離出的含有機(jī)雜質(zhì)的溶劑7從頂部流出，過氧化氫水溶液從底部流出進(jìn)入第二過濾器4。聚結(jié)器組3由兩臺聚結(jié)器串聯(lián)而成。每臺聚結(jié)器 內(nèi)的聚結(jié)填料材質(zhì)為耐過氧化氫和工作液的材料，如鮑爾環(huán)、拉西環(huán)、鞍環(huán)、多孔泡沫材料、圓球、顆粒、折板、弧形板、波紋板、纏繞絲網(wǎng)填料、平鋪絲網(wǎng)填料，多孔泡沫材料填料，亂堆纖維或纖維織物。每臺聚結(jié)器的操作溫度為為30°C，壓力為小于等于 0.25MPa ；第二過濾器4內(nèi)的濾芯使用直徑為I微米表面親油的超細(xì)纖維制成。第二過濾器4出口的凈化的過氧化氫水溶液11的有機(jī)碳含量為60ppm。第二過濾器4的過濾溫度為30°C，壓力為小于等于0.2MPa。實(shí)施例2參見圖1，溫度為20°C流量為3m3/h有機(jī)雜質(zhì)含量為350ppm的過氧化氫水溶液5與流量為3m3/h溶劑偏三甲苯6同時進(jìn)入靜態(tài)混合器I內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)混合?；旌蠒r間為小于lmin，溫度為20°C，壓力為0.3MPa ；然后二者混合物先進(jìn)入過濾精度為5微米第一過濾器2除去其中的固體微粒，過濾溫度為20°C，壓力為小于等于0.3MPa ；過濾后再進(jìn)入聚結(jié)器組3，通過碰撞、聚結(jié)、沉降、分離，分離出的含有機(jī)雜質(zhì)的溶劑7從頂部流出，過氧化氫水溶液從底部流出進(jìn)入第二過濾器4。聚結(jié)器組3由兩臺聚結(jié)器串聯(lián)而成。每臺聚結(jié)器內(nèi)的聚結(jié)填料材質(zhì)為耐過氧化氫和工作液的材料(如實(shí)施例1)。每臺聚結(jié)器的操作溫度為為20°C，壓力為小于等于0.25MPa ；第二過濾器4內(nèi)的濾芯使用直徑為I微米表面親油的超細(xì)纖維制成。第二過濾器4出口的凈化的過氧化氫水溶液11的有機(jī)碳含量為55ppm。第二過濾器4的過濾溫度為20°C，壓力為小于等于0.2MPa ；實(shí)施例3參見圖1，溫度為25°C流量為lm3/h有機(jī)雜質(zhì)含量為350ppm的過氧化氫水溶液5與流量為5m3/h溶劑均三甲苯6同時進(jìn)入靜態(tài)混合器I內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)混合。混合時間為小于lmin，溫度為25°C，壓力為0.3MPa ；然后二者混合物先進(jìn)入過濾精度為2微米第一過濾器2除去其中的固體微粒，過濾溫度為25°C，壓力為小于等于0.3MPa ；過濾后再進(jìn)入聚結(jié)器組3，通過碰撞、聚結(jié)、沉降、分離，分離出的含有機(jī)雜質(zhì)的溶劑7從頂部流出，過氧化氫水溶液從底部流出進(jìn)入第二過濾器4。聚結(jié)器組3由兩臺聚結(jié)器串聯(lián)而成，每臺聚結(jié)器內(nèi)的聚結(jié)填料材質(zhì)為耐過氧化氫和工作液的材料(如實(shí)施例1)。每臺聚結(jié)器的操作溫度為為25°C，壓力為小于等于0.25MPa ；第二過濾器4內(nèi)的濾芯使用直徑為I微米表面親油的超細(xì)纖維制成。第二過濾器4出口的凈化的過氧化氫水溶液11的有機(jī)碳含量為50ppm。第二過濾器4的過濾溫度為25°C，壓力為小于等于0.2MPa ；對比例1參見圖2，溫度為30°C流量為1.2m3/h有機(jī)雜質(zhì)含量為350ppm的過氧化氫水溶液5與流量為0.036m3/h溶劑偏三甲苯6同時進(jìn)入調(diào)速離心泵9內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)混合。然后進(jìn)入聚結(jié)器組3，通過碰撞、聚結(jié)、沉降、分離，含有機(jī)雜質(zhì)的溶劑7從頂部流出，凈化后過氧化氫水溶液8從底部流出，其有機(jī)碳含量為135ppm。通過上述對比可以看出，本發(fā)明的除去過氧化氫中有機(jī)雜質(zhì)的新方法明顯降低了過氧化氫的有機(jī)碳含量。
權(quán)利要求
1.一種除去過氧化氫中有機(jī)雜質(zhì)的方法，其特征在于，具體包括如下步驟: (1)將含有機(jī)雜質(zhì)的過氧化氫水溶液與溶劑同時進(jìn)入混合裝置內(nèi)進(jìn)行充分混合，用溶劑萃取過氧化氫水溶液中有機(jī)物得到第一過氧化氫水溶液與溶劑混合物； (2)過氧化氫水溶液與溶劑混合物進(jìn)入第一過濾器除去其中是固體微粒得到第二過氧化氫水溶液與溶劑混合物； (3)第二過氧化氫水溶液與溶劑混合物再進(jìn)入聚結(jié)器組，將過氧化氫水溶液與含有機(jī)雜質(zhì)的溶劑分離得到分離出的過氧化氫水溶液； (4)分離出的過氧化氫水溶液再進(jìn)入第二過濾器，脫除其中殘留的微量有機(jī)雜質(zhì)和溶劑得到凈化的過氧化氫水溶液。
2.如權(quán)利要求1所述的除去過氧化氫中有機(jī)雜質(zhì)的方法，其特征在于，所述步驟(I)中，混合時間為小于等于lmin。
3.如權(quán)利要求1所述的除去過氧化氫中有機(jī)雜質(zhì)的方法，其特征在于，所述步驟(I)中，所述混合設(shè)備選自靜態(tài)混合器、文丘里、攪拌釜、高速剪切混合機(jī)、泵式混合器、射流噴射混合器、撞擊流混合器、超重機(jī)或微結(jié)構(gòu)混合器。
4.如權(quán)利要求1所述的除去過氧化氫中有機(jī)雜質(zhì)的方法，其特征在于，所述步驟(I)中，所述混合設(shè)備選自靜態(tài)混合器。
5.如權(quán)利要求1所述的除去過氧化氫中有機(jī)雜質(zhì)的方法，其特征在于，所述步驟(I)中，所述溶劑的流量與過氧化氫水溶液流量的比值范圍為10 0.01。
6.如權(quán)利要求1所述的除去過氧化氫中有機(jī)雜質(zhì)的方法，其特征在于，所述步驟(I)中，所述溶劑的流量與過氧 化氫水溶液流量的比值范圍為I 0.05。
7.如權(quán)利要求1所述的除去過氧化氫中有機(jī)雜質(zhì)的方法，其特征在于，所述步驟(I)中，所述溶劑為C8 C11重芳烴。
8.如權(quán)利要求1所述的除去過氧化氫中有機(jī)雜質(zhì)的方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述第一過濾器過濾精度為I 10微米。
9.如權(quán)利要求1所述的除去過氧化氫中有機(jī)雜質(zhì)的方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述第一過濾器過濾精度小于等于5微米。
10.如權(quán)利要求1所述的除去過氧化氫中有機(jī)雜質(zhì)的方法，其特征在于，所述步驟(3)中，所述聚結(jié)器組是指由至少2臺串聯(lián)的聚結(jié)器組成。
11.如權(quán)利要求10所述的除去過氧化氫中有機(jī)雜質(zhì)的方法，其特征在于，所述步驟(3)中，所述聚結(jié)器為臥式聚結(jié)器或者立式聚結(jié)器。
12.如權(quán)利要求10所述的除去過氧化氫中有機(jī)雜質(zhì)的方法，其特征在于，所述步驟(3)中，所述聚結(jié)器內(nèi)的聚結(jié)填料選自鮑爾環(huán)、拉西環(huán)、鞍環(huán)、多孔泡沫材料、圓球、顆粒、折板、弧形板、波紋板、纏繞絲網(wǎng)填料、平鋪絲網(wǎng)填料，多孔泡沫材料填料，亂堆纖維或纖維織物。
13.如權(quán)利要求1所述的除去過氧化氫中有機(jī)雜質(zhì)的方法，其特征在于，所述步驟(4)中，所述第二過濾器為臥式過濾器或者立式過濾器。
14.如權(quán)利要求1所述的除去過氧化氫中有機(jī)雜質(zhì)的方法，其特征在于，所述步驟(I)中，所述第二過濾器所使用濾芯含有耐過氧化氫和溶劑的超細(xì)纖維成分，所述超細(xì)纖維直徑為0.01 20微米。
15.如權(quán)利要求14所述的除去過氧化氫中有機(jī)雜質(zhì)的方法，其特征在于，所述超細(xì)纖維直徑為0.1 5微米。
16.如權(quán)利要求1所述的除去過氧化氫中有機(jī)雜質(zhì)的方法，其特征在于，所述步驟(I) (4)中，操作溫度為1 0 60°C，壓力0.1 1.0MPa0
全文摘要
本發(fā)明涉及一種蒽醌法制過氧化氫過程中過氧化氫的凈化方法，其步驟是首先含有機(jī)雜質(zhì)的過氧化氫水溶液與溶劑同時進(jìn)入混合裝置內(nèi)，二者充分混合；兩相混合物先進(jìn)入第一過濾器，以除去其中固體微粒；然后進(jìn)入串聯(lián)的聚結(jié)器組，將過氧化氫水溶液與含有有機(jī)雜質(zhì)的溶劑分離；最后，分離出的過氧化氫水溶液進(jìn)入第二過濾器，以除去其中微量有機(jī)物雜質(zhì)。采用本發(fā)明的方法處理過氧化氫水溶液，可大大降低其中的有機(jī)物含量。
文檔編號C01B15/013GK103145102SQ20131007729
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月11日
發(fā)明者崔建華 申請人:上海睿思化工科技有限公司