[发明专利]过氧化氢的合成

说明书

发明背景

本发明涉及过氧化氢的制备。具体而言，在酸性溶液中制备过氧化氢，随后从过氧化氢中分离和再循环所述酸。

目前最广泛使用的过氧化氢的工业规模生产方法是使用烷基蒽醌作为工作物质进行氢和氧的间接反应。在第一催化氢化步骤中，溶于含有有机溶剂(例如，二异丁基甲醇和甲基萘)的工作溶液中的烷基蒽醌被转化为烷基蒽氢醌。在分开的自动氧化步骤中，所述被还原的化合物被氧化以使得烷基蒽醌再生和产生过氧化氢。然后采用通过水相提取的后续分离、精制和浓缩操作得到商品级制品。出于经济目的，所述烷基蒽醌工艺要求大规模生产过氧化氢以使后续提取和纯化过氧化氢的成本更合理。

从氢和氧直接生产过氧化氢是一种无需与所述烷基蒽醌工艺有关的高成本分离和纯化操作而生产过氧化氢的途径。然而，与此相关的问题是例如以气相中氢和氧的可燃混合物进行工作和在相对较低的压力下氢和氧在水中的溶解度低。

能够无需与大规模生产相关的复杂工艺或者无需使用要求连续添加需要储存和小心处理的化学品的工艺而生产过氧化氢是方便和节约的。此外，能够小规模经济地生产过氧化氢和根据需要定期生产过氧化氢的较简单工艺可以在否则将会不方便的情况(例如家庭使用，先前需要购买和储存过氧化氢)下使用过氧化氢。

发明概述

本发明提供了一种生产过氧化氢的方法和设备。该生产可以是少量或大量的，但是本发明的目的在于定期生产用于间歇使用的过氧化氢。本发明包括用于从可氧化化合物产生强氧化剂的电解装置。将该氧化剂供入水解装置中，在那里所述氧化剂氧化水以产生包含过氧化氢的中间料流。分离该中间料流和产生包含过氧化氢的产物料流和包含所述可氧化化合物的再循环料流。在一个优选实施方案中，所述可氧化化合物是强酸。

本发明另一方面包括在电解装置中氧化硫酸化合物(sulfatecompound)以产生过硫酸化合物(persulfate)的方法，从而产生过硫酸化合物料流。在水解装置中用水将该过硫酸化合物料流水解，以产生包含过氧化氢和所述硫酸化合物的中间料流。分离该中间料流以产生包含过氧化氢的产物料流和包含所述硫酸化合物的再循环料流。

在一个特定实施方案中，本发明包括一种用于将硫酸氧化以产生包含过硫酸的电解装置排出溶液的电解装置。将该排出溶液供入具有水的水解装置中，和在将水氧化为过氧化氢和将所述过硫酸还原为硫酸的条件下操作。将包含过氧化氢和硫酸的中间料流供入吸附分离单元中。该吸附分离单元将过氧化氢从硫酸中分离出来，和产生待被供入产物储存单元中的包含过氧化氢的产物料流。该吸附分离单元还产生包含硫酸的再循环料流，和将该硫酸返回至所述电解装置中。该方法使得间歇性添加化学品以在电解装置中形成氧化剂的需求最小化。

在另一个实施方案中，除了分离单元外，本发明如上所述。所述水解装置将包含过氧化氢和硫酸的中间溶液供入气提单元中。该气提单元通过使得空气流经所述溶液和产生包含过氧化氢、水蒸气和空气的蒸气而将过氧化氢从所述中间溶液中分离出来。冷凝该蒸气，和将包含过氧化氢的产物料流供入产物储存单元中。该气提单元还产生待返回至所述电解装置中的包含硫酸的再循环料流。

从以下附图和详细描述，本领域技术人员会清楚本发明的其他目的、优点和应用。

附图简述

图1是所述方法的图解；

图2是所述方法的替换实施方案的图解；

图3是于60℃下在水解装置中过氧化氢产率和过硫酸化合物转化率对时间的图表；

图4是于70℃下在水解装置中过氧化氢产率和过硫酸化合物转化率对时间的图表；

图5是在一种测试情况下过氧化氢浓度和pH对流出物量的图表；

图6是在第二种测试情况下过氧化氢浓度和硫酸浓度对流出物量的图表；

图7是在第二种测试情况下过氧化氢和硫酸的对数图，和流出物的pH对流出物量的图表。

发明详述