[发明专利]单溶剂工作液体系和蒽醌法过氧化氢的生产方法

说明书

一种单溶剂工作液体系，用于蒽醌法过氧化氢生产，其特征在于该工作液体系由溶剂和工作载体组成，所述的溶剂为四丁基脲且不含重芳烃，所述的工作载体包括2‑叔戊基蒽醌、四氢‑2‑叔戊基蒽醌、2‑仲戊基蒽醌、四氢‑2‑仲戊基蒽醌中的一种或多种蒽醌。

技术领域

本发明涉及蒽醌法生产过氧化氢的工作液体系和过氧化氢的生产方法。

背景技术

蒽醌法生产过氧化氢是将烷基蒽醌作为载体溶解在重芳烃和酯类或高级醇的混合溶剂中组成工作液，工作液经过氢化、氧化和萃取等过程得到过氧化氢的过程。在多年的生产实践中，人们逐渐认识到工作液的性质对生产工艺操作、产品的产量和质量、节能降耗等影响均很大。目前蒽醌法生产过氧化氢使用的烷基蒽醌主要是2-乙基蒽醌(EAQ)，EAQ溶解在极性和非极性溶剂的混合溶剂中配制成工作液。在混合溶剂中，非极性溶剂为重芳烃(AR，C₉～C₁₂的芳烃)用以溶解蒽醌，极性溶剂为磷酸三辛酯(TOP)用于溶解加氢后生成的氢蒽醌。通常采用以下两种方法提高过氧化氢的生产效率：一种方法是选择溶解度大的烷基蒽醌以及选择溶解蒽醌能力强的有机溶剂，另一种方法是提高非极性溶剂在工作液中的比例，增大蒽醌的溶解量。

溶剂的性质不仅直接决定着装置的生产能力，而且对催化、氧化、萃取等操作的效率、有效蒽醌的降解都有明显的影响，因此溶剂的选择是蒽醌法的技术关键之一。最初生产过氧化氢使用苯和氢化萜松醇(HT)混合溶剂，20世纪70年代重芳烃开始代替苯作为蒽醌溶剂，20世纪80年代则成功使用TOP代替HT作为氢蒽醌溶剂。20世纪末的溶剂系统多为新型含氮极性溶剂和通用的非极性溶剂的混合溶剂。

CN109911859B公开了一种蒽醌法制备双氧水的工作液，其溶剂体系包括有体积比为78：23：8的AR、TOP、邻甲基环己基醋酸酯(2-MCA)，其中以2-MCA代替部分TOP，能有效提高蒽醌在工作液溶剂体系内的溶解度，从而提高氧化效率与氢化效率。CN101798065A公开了一种用于蒽醌法生产双氧水的工作液配方，其中溶剂组成为：AR 65％～80％、TOP 5％～25％、N-苯基N-乙基苯甲酰胺4.5％～17.8％，工作载体为烷基蒽醌和烷基四氢蒽醌混合物，工作液中烷基蒽醌与烷基氢蒽醌的总含量为130～200g/L。CN112142012A公开了一种蒽醌法生产过氧化氢的工作液体系，包括溶剂和烷基蒽醌，溶剂体积百分组成为：1,2,4-三甲苯或1,3,5-三甲苯为65％～80％、TOP为0～35％、四丁基脲(TBU)为0～30％、二异丁基甲醇(DIBC)0～30％，烷基蒽醌为2-乙基蒽醌、2-叔戊基蒽醌或两者组成的混合物，烷基蒽醌在工作液中的总含量优选为100～280g/L。

现有蒽醌法生产过氧化氢技术中，存在工作液中溶剂组成复杂，不能适应在反应过程中工作载体反应前后性质的变化需求，特别是溶剂中的重芳烃存在极易生成有毒物质和增加副反应的问题；而且，重芳烃中的三甲苯属于易燃物质，当物料经过的储罐或塔等设备为常压时，有可能由于密封失效、吸入空气而导致气相燃爆危险。

发明内容

本发明的发明人在探索蒽醌法过氧化氢生产方法中的工作液体系时，意外发现，当以某种特定的烷基蒽醌为工作液载体时，可以采用不含重芳烃的单溶剂的工作液体系，不仅可以克服现有技术使用重芳烃所带来的问题，而且工作液氢化效率指标可满足过氧化氢生产要求。

因此，本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供了一种弃用重芳烃的单溶剂工作液体系并提供使用该工作液体系进行过氧化氢的生产方法。

为了实现本发明的目的，本发明的第一方面提供了一种单溶剂工作液体系，用于蒽醌法过氧化氢生产，其特征在于该工作液体系由溶剂和工作载体组成，所述的溶剂为四丁基脲且不含重芳烃，所述的工作载体包括2-叔戊基蒽醌、四氢-2-叔戊基蒽醌、2-仲戊基蒽醌、四氢-2-仲戊基蒽醌中的一种或多种蒽醌。

本发明的单溶剂工作液体系中，优选的，所述的工作载体由2-叔戊基蒽醌、四氢-2-叔戊基蒽醌、2-仲戊基蒽醌、四氢-2-仲戊基蒽醌中的一种或多种蒽醌组成。