[发明专利]生产高浓化学级过氧化氢溶液浓缩方法

说明书

技术领域：本发明是将蒽醌法生产出来的27.5～35％粗制过氧化氢溶液利用一套改造过的一步降膜蒸发与一次精馏浓缩装置，通过间断前后交替生产其浓度为80～90％高浓化学级产品，即首先生产50～70％化学级产品，再用前一步产品进一步提浓到80～90％高浓化学级产品的一种浓缩方法。 

背景技术：市场上过氧化氢溶液浓度范围为3～98％，主要有27.5％、30％、35％、50％、70％和90％。特别在电子组件的洗净或浸渍、食品无菌包装、化妆与医药、军工、一些特殊化学合成等行业，这些部门所需要的过氧化氢都是高浓、高纯或超高纯的产品。例如：用于医药和化妆品是3～6％高纯过氧化氢溶液；用在锗和硅半导体垫片清洗和印刷电路板(PCB)浸渍是35％高纯过氧化氢溶液；用在食品无菌包装是30％高纯过氧化氢溶液；70％过氧化氢溶液冲稀到35～50％做有机氧化剂，其性能更稳定；90％以上过氧化氢溶液主要用在军事工业和航天上。这些产品有些是用纯度很纯的过氧化氢溶液冲稀而获得的，有些是为了需要而直接生产的；在这些领域内的用量逐年以3％的增长率在增加。说明当今世界由于科学技术的不断进步，需要过氧化氢溶液处理的高尖端产品愈来愈多，对于高纯或超高纯过氧化氢溶液的需求量也不断在增加。因此，过氧化氢的浓缩(提纯)技术在今后的工业发展中显得尤为重要。 

目前世界过氧化氢生产的主流工艺路线仍然是蒽醌法，生产出来的过氧化氢溶液含有微量的无机盐和有机碳以及金属元素等，对于这些杂质必须除去才能提高过氧化氢溶液纯度，以适应过氧化氢溶液更广泛的用途。目前，除去过氧化氢溶液中的杂质方法很多，按其所要求最终产品的浓度和纯度，目前国内大致归纳两类： 

1.生产一般纯度过氧化氢浓缩装置：这类装置产品纯度与浓度居中，其重量浓度为50～70％。装置主要由蒸发与精馏系统组成。目前该工艺路线仍被广泛采用。其流程分为两步升膜蒸发和一次精馏；一步升膜蒸发和一次精馏。两步降膜蒸发和一次精馏；一步降膜蒸发和一次精馏等工艺装置。 

2.生产高浓过氧氢浓缩装置：吸附精馏法，是将粗制过氧化氢溶液先经过树脂等物理化学方法处理后，再经过蒸发与精馏而获得浓度为30～50％较纯产品；一步直接精馏浓缩方法，该工艺是将市场购入重量浓度为50～70％过氧化氢溶液为原料。并向该过氧化氢溶液加入稳定剂和结净氩气或氮气等，再通过热油加热，可一步直接精馏就可生产出浓度≥98％过氧化氢高浓度产品。但产品纯度不高。 

上述两类工艺装置有一个共同特点，都不能向生产超纯电子级过氧化氢低温结晶装置提供原料液。第一类生产装置所生产的产品浓度与纯度均达不到做过氧化氢溶液低温结晶原料液的工艺要求；第二类生产装置，吸附精馏法尽管纯度达到了试剂级标准，其浓度最高到60％，能满足结晶原料液工艺要求，但能耗高；一步直接精馏可将其浓度浓缩到98％，而产品中的杂质含量较高，尽管能作过氧化氢溶液低温结晶原料液，但最终产品纯度达不到超纯电子级标准。 

发明内容：本发明的目的，针对上述这些装置生产的产品不能作为过氧化氢溶液低温结晶原料液。本发明将一步降膜蒸发和一次精馏普通浓缩装置进行了技术改造，利用改造后的装置将其浓度提高到80～90％，生产出来的产品完全可以满足过氧化氢低温结晶原料液的工艺要求。其具体步骤如下： 

改进一次降膜蒸发和一次精馏装置的工艺路线，利用该工艺路线间断地前后交替地提浓过氧化氢产品。即第一步利用该装置生产50～70％过氧化氢产品；当第一步产品生产到一定数量时，再利用该装置并使用前步生产的产品进行第二步生产高浓(80～90％)化学级过氧化氢产品； 

改造降膜蒸发器结构：扩大分离室、开发布膜器、改进蒸汽入口结构、将除雾器由精馏塔内部移至蒸发器分离室内，以适应新产品生产需要； 

将冷凝液收集槽改为饱和蒸汽发生器，将回收的冷凝液部分产生负压蒸汽； 

回收结晶系统母液作为生产高浓过氧化氢原料补充液，以降低原料消耗和成本； 

通过试验尤选生产高浓化学级产品工艺参数，保证生产安全。 

1.改进工艺路线：原一次降膜蒸发和一次精馏工艺装置只生产一种规格产品(50～70％)，现在要求使用同一套装置间断地前后交替地生产出50～70％化学级产品和80～90％高浓化学级产品。所以必须改进原有的工艺路线(详见图1)。一般生产高浓化学级过氧化氢装置其生产规模都很小，可以间断地前后交替地先生产一定数量的50～70％化学级产品，再用该产品稀释到安全浓度后生产80～90％高浓化学级产品。这样节省一次性投资是非常可观。