本發(fā)明涉及一種蒽醌法生產(chǎn)雙氧水工作液的溶劑體系及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

雙氧水是一種重要的化工產(chǎn)品，在造紙、化工、食品、環(huán)保等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。從雙氧水出發(fā)可以制備很多有價值的化工產(chǎn)品，如無機過氧酸及其鹽、環(huán)氧化物、有機過氧化物以及有意義的化學(xué)反應(yīng)中間產(chǎn)物。雙氧水作為一種較弱的氧化劑，在有機合成中具有比其他氧化劑高得多的選擇性。雙氧水在紡織業(yè)和造紙業(yè)中用作漂白劑，在化工合成中用作氧化劑，在食品和醫(yī)藥工業(yè)中用作消毒劑和殺菌劑，在環(huán)保方面可用于處理有毒廢水，其中處理最多和最有效的是硫化物、氰化物和酚類化合物。過氧化氫還可用于處理有毒廢氣，如SO₂、NO和H₂S等。也被用于將水體中的有機污染物氧化降解。過氧化氫本身最終反應(yīng)產(chǎn)物是水，不產(chǎn)生二次污染，是一種優(yōu)良的綠色工業(yè)原料和消毒劑。近年來，隨著雙氧水在環(huán)保和其它方面新應(yīng)用的開發(fā)，雙氧水的需求量日益增加。

雙氧水制備方法主要有：電解法、空氣陰極法、蒽醌法、氫氧直接合成法、甲基芐基醇氧化法、異丙醇氧化法、燃料電池法以及水溶液中用一氧化碳生產(chǎn)雙氧水法等。其中，蒽醌法由于其工藝技術(shù)先進、生產(chǎn)規(guī)模大、自動化程度高、成本和能耗低、三廢易于治理等優(yōu)點，相對其它方法具有較大優(yōu)勢。

蒽醌法生產(chǎn)雙氧水工藝中，工作液主要是由工作載體和溶解工作載體的溶劑組成。溶劑的性質(zhì)不僅直接決定裝置的生產(chǎn)能力，而且對氫化、氧化和萃取操作過程的效率，有效蒽醌的降解都有較大影響。因此，對于溶劑的選擇，一般要求其具有對工作載體溶解能力強，化學(xué)穩(wěn)定性好，在水和過氧化氫中的溶解度小，與水分層明顯，粘度小，毒性低等優(yōu)點。在通常情況下，溶劑一般都是由兩種有機溶劑混合配制而成，一種主要作為蒽醌的溶劑，另一種主要作為

氫蒽醌的溶劑。國內(nèi)過氧化氫裝置中蒽醌溶劑主要使用的是C₉重芳烴，其中含三甲苯、甲乙苯、丙苯和茚的異構(gòu)體等；氫蒽醌溶劑多采用高級脂肪醇、有機酸或無機酸的酯類，已工業(yè)化應(yīng)用的有磷酸三辛酯、二異丁基甲醇、醋酸甲基環(huán)己酯等。目前比較常見溶劑體系是重芳烴與磷酸三辛酯。

為了提高蒽醌的溶解度，也有采用三溶劑體系的工作液。CN1552618A公開了一種雙氧水生產(chǎn)過程中的有機溶劑體系，其采用C₉~C₁₀的芳烴、磷酸三辛酯和2-甲基環(huán)己基醋酸酯為工作液體系，提高了蒽醌溶解度，提高了氫化效率。CN101798065A公開了一種用于蒽醌法生產(chǎn)過氧化氫的工作液配方，其中溶劑組成為：重芳烴65%～80%，磷酸三辛酯5%～25%，N-苯基N-乙基苯甲酰胺4.5%～17.8%，工作載體的溶解度大、工作液密度適中，工作負荷大，降低蒽醌降解率。三組分體系雖然提高的蒽醌溶解度，提高了氫化效率，第三組分N-苯基N-乙基苯甲酰胺的合成過程復(fù)雜，并且很難提純，同時增加了雙氧水的生產(chǎn)成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種蒽醌法生產(chǎn)雙氧水工作液的溶劑體系及其應(yīng)用。該溶劑體系組分原料易得，溶劑體系應(yīng)用于工作液中，提高了蒽醌的溶解度，提高了氫化效率，在雙氧水生產(chǎn)過程中有著廣闊的應(yīng)用前景。

本發(fā)明的蒽醌法生產(chǎn)雙氧水工作液的溶劑體系，溶劑體系中各組分的體積百分比為：重芳烴65%～80%，優(yōu)選70%～75%，磷酸三辛酯10%~30%，優(yōu)選10%~20%，2-苯乙醇5%～20%，優(yōu)選5%～15%，乙醚0.5%-5%，優(yōu)選1%-2%。

本發(fā)明工作液中，所述的重芳烴是蒽醌法生產(chǎn)雙氧水中常用的C₉~C₁₀重芳烴溶劑，密度為0.860-0.885g/cm³。

本發(fā)明工作液中，所述的磷酸三辛酯為透明油狀液體，密度為0.921~0.927 g/cm³。

本發(fā)明同時提供一種由上述溶劑體系制備的工作液，工作液載體為本領(lǐng)域常用的烷基蒽醌，工作液配制方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知，其中2-乙基蒽醌在工作液中的溶解度為120～180克/升，工作液的氫效為8～11克/升。

本發(fā)明蒽醌法生產(chǎn)雙氧水的工作液采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的工作液制備方法配制。

采用上述的工作液，在催化劑的存在下，用氫氣將工作液中的蒽醌烷基衍生物氫化還原，生成氫蒽醌，然后在氧化反應(yīng)器中經(jīng)空氣氧化后，得到雙氧水，同時氫蒽醌還原為蒽醌衍生物。

本發(fā)明工作液應(yīng)用于蒽醌法生產(chǎn)雙氧水過程中，氫化過程工藝條件為：氫化溫度為30～80℃，氫化壓力為0.2～0.5MPa，空速為1～30h^-1，氫液比為1：1～300：1。氧化過程工藝條件為：氧化溫度為30～70℃，氧化壓力為0.05～0.5MPa。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下特點：2-苯乙醇作為溶劑，與重芳烴和磷酸三辛酯混合溶解蒽醌烷基衍生物，提高了蒽醌在工作液中的溶解度，可以較大的提高氫效，從而提高生產(chǎn)能力。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例來進一步說明本發(fā)明的作用和效果，但并不局限于以下實施例。

本發(fā)明是采用10mL固定床微型反應(yīng)器進行氫化反應(yīng)，氫化之后將所得樣品采用空氣50℃進行氧化1小時，再用分液漏斗萃取四次，檢測其中雙氧水的含量。雙氧水含量檢測采用高錳酸鉀滴定法。催化劑采用常規(guī)制備的Pd/Al₂O₃催化劑。催化劑粒徑0.4mm-0.5mm，孔容0.6cm³/g-0.7cm³/g，比表面積150m²/g-180m²/g，Pd含量為0.25%-0.35%。

實施例1

以重芳烴：磷酸三辛酯：2-苯乙醇：乙醚＝70：20：9：1（體積比）為工作液介質(zhì)，2-乙基蒽醌溶解度為170克/升。氫化溫度為50℃，氫化壓力為0.25MPa，空速為5h^-1，氫液比為12：1。氧化溫度為50℃，氧化壓力為0.20MPa。氫效為10.24克/升

實施例2

以重芳烴：磷酸三辛酯：2-苯乙醇＝75：19：5：1（體積比）為工作液介質(zhì)，2-乙基蒽醌溶解度為150克/升。氫化溫度為55℃，氫化壓力為0.30MPa，空速為5h^-1，氫液比為10：1。氧化溫度為55℃，氧化壓力為0.20MPa。氫效為8.78克/升。

比較例1

以重芳烴：磷酸三辛酯＝75：25（體積比）為工作液介質(zhì)，2-乙基蒽醌溶解度為129克/升。氫化溫度為55℃，氫化壓力為0.25 MPa，空速為5h^-1，氫液比為12：1。氧化溫度為50℃，氧化壓力為0.20MPa。氫效為7.20克/升。

比較例2

以重芳烴：磷酸三辛酯＝50：50（體積比）為工作液介質(zhì)，2-乙基蒽醌溶解度為98克/升。氫化溫度為55℃，氫化壓力為0.25 MPa，空速為10h^-1，氫液比為15：1。氧化溫度為50℃，氧化壓力為0.15 MPa。氫效為5.10克/升。

比較例3

按照CN1552618A中實施例3配制工作液，2-乙基蒽醌溶解度為154克/升。氫化溫度為55℃，氫化壓力為0.25 MPa，空速為5h^-1，氫液比為12：1。氧化溫度為50℃，氧化壓力為0.20 MPa。氫效為8.32克/升。