[发明专利]一种工作液及其制备方法和在蒽醌法生产双氧水中的应用

说明书

本发明提供了一种工作液及其制备方法和在蒽醌法生产双氧水中的应用，所述工作液以体积百分比计包括如下组分：重芳烃55％～85％；磷酸三辛酯5％～20％；2‑甲基环己基醋酸酯5％～25％；2‑辛醇1％～8％。本发明的溶剂体系采用四组分溶剂复配而成，增大了2‑乙基蒽醌和四氢‑2‑乙基蒽醌的溶解度，提高了氢化效率；工作液的密度低于现有溶剂体系，与水的密度差增大，有利于萃取操作，降低了萃余液中双氧水含量，提高了产品中过氧化氢的浓度；同时有效抑制了磷酸三辛酯和2‑甲基环己基醋酸酯的分解和水解，降低了产品中总有机碳含量，在双氧水生产中有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于双氧水生产技术领域，具体涉及一种工作液及其制备方法和在蒽醌法生产双氧水中的应用。

背景技术

双氧水是一种重要的化工产品，由于其在使用过程中具有几乎无污染的特性，故被称为“最清洁”的化工产品。双氧水主要被用于制备消毒剂、漂白剂、脱氧剂、聚合物引发剂和交联剂等产品，在造纸、纺织、医药、化工、环保等行业有着广泛的应用。近年来，随着双氧水在其应用市场领域的不断扩展，使得化工行业对双氧水的需求量日益增加。

目前，双氧水的主要生产方法有蒽醌法、氢氧直接合成法、电极还原法、电解-水解法和异丙醇法。其中，蒽醌法具有技术先进，自动化控制程度高，产品成本和能耗较低，适合大规模生产等优点，因此，蒽醌法是目前世界生产双氧水最主要的方法。

蒽醌法制备双氧水是以烷基蒽醌为载体，将其溶于溶剂组成的工作液体系中，在钯催化剂催化作用下，蒽醌与氢气发生氢化反应生成氢蒽醌，然后氢蒽醌被空气氧化得到过氧化氢，同时氢蒽醌被还原为蒽醌。工作液中的过氧化氢经纯水萃取得到粗双氧水产品，溶解于工作液中的蒽醌循环加氢。

蒽醌法生产双氧水的工艺中，溶剂主要由蒽醌溶剂和氢蒽醌溶剂两部分组成，蒽醌溶剂多采用芳香族的、脂肪族的烃类，或者环烷基烃类以及他们的混合物，比较常用的是C9和C10类芳烃。氢蒽醌溶剂多采用高级脂肪醇、有机酸或无机酸的酯类，比较常用的是磷酸三辛酯(TOP)、2-甲基环己基醋酸酯(2-MCA)、四丁基脲(TBU)和二异丁基甲醇(DIBC)等。

由于蒽醌和氢蒽醌极性的不同，很难选择一种溶剂既能溶解蒽醌，又能溶解氢蒽醌，在实际生产中多采用两种或三种溶剂组成的混合溶剂，溶剂的选择是蒽醌法中最关键的问题之一，两种溶剂不仅要能以不同比例互溶，而且还要能溶解过氧化氢。因此，溶剂选择要考虑以下几方面：对蒽醌及氢蒽醌的溶解度要高；过氧化氢在水与所选溶剂中的分配系数要高；在氢化、氧化反应中稳定，不水解；沸点高、闪点高；与水不互溶或互溶度低；与水的密度差大；廉价易得；对催化剂的活性、选择性无影响；与过氧化氢不反应。

在现有技术的工作液溶剂体系中，大多采用重芳烃和磷酸三辛酯或重芳烃和四丁基脲两种有机溶剂混合配制而成的二组分体系，但二组分溶剂体系的工作液对蒽醌和氢蒽醌的溶解度并不高，一般为120～130g/L左右，影响蒽醌制备过氧化氢过程的氧化效率与氢化效率。

为了提高蒽醌和氢蒽醌的溶解度，近年来不少研究者采用三组分溶剂体系的工作液。有现有技术公开了一种以重芳烃、磷酸三辛酯和2-甲基环已基醋酸酯作为溶剂体系的工艺，该溶剂体系对氢蒽醌的溶解度高，提高了氢化效率，但工作液密度大，不利于萃取。又有现有技术公开了一种以重芳烃、磷酸三辛酯和四丁基脲作为溶剂体系的工艺，该溶剂体系工作液密度适中，对氢蒽醌的溶解度大，溶剂沸点高，但四丁基脲价格昂贵，市场供不应求。还有现有技术公开了一种以重芳烃、磷酸三辛酯和N-苯基N-乙基苯甲酰胺为溶剂体系的工艺，该溶剂体系工作液工作负荷大，降低了蒽醌降解率，但N-苯基N-乙基苯甲酰胺的合成过程复杂，提纯困难，增加了双氧水的生产成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种工作液及其制备方法和在蒽醌法生产双氧水中的应用，所要解决的技术问题是在2-辛醇的存在下能够有效抑制磷酸三辛酯和2-甲基环己基醋酸酯的水解和分解，降低了双氧水产品中的总有机碳含量。