[发明专利]一种用于纯化过氧化氢的吸附剂制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种过氧化氢纯化的吸附剂制备方法，将硅铝比大于50的H型BEA、FAU、EMT、MFI、MOR拓扑结构的硅铝沸石分子筛与粘结剂、致孔剂、去离子水形成浓度为25～50wt％的混合浆液，涂覆在多孔规整载体上，经过烘干后再重新涂覆浆液1～4次达到目标负载量，再经过烘干、焙烧处理得到成品吸附剂。本发明应用于过氧化氢溶液纯化工艺，将有机杂质有效除去，使得过氧化氢纯度满足各个级别的需求，具有极好的市场应用潜力。

技术领域

本发明涉及到一种用于纯化过氧化氢的吸附剂制备方法，具体是涉及到分子筛涂覆在多孔规整载体上的吸附剂制备方法，属于无机材料合成领域。

背景技术

过氧化氢(H₂O₂)是一种重要的无机化工产品，可用作漂白剂、消毒剂、氧化剂等。目前国内外过氧化氢的生产几乎全部采用蒽醌法，其主要反应原理是：采用烷基蒽醌(RAQ)氢化，产生的烷基氢蒽醌(HRAQ)再氧化，产生烷基蒽醌及H₂O₂，随后H₂O进行萃取分离，得到工业级过氧化氢溶液。这种溶液中除了含有一定量的无机物杂质和机械杂质之外，还含有重芳烃、磷酸三辛酯和蒽醌及其衍生物等有机物杂质，以总有机碳(TOC)计，通常含量在100ppm以上，常使其外观呈浅黄色并带有特殊气味，导致产品应用受到明显限制。随着高纯过氧化氢需求量的快速增长，对于过氧化氢中杂质含量指标的要求也越来越高，需要使有机碳化物质量浓度从几百ppm降低到100ppm，甚至降低到5ppm以下。

从发展趋势来看，液-液萃取、精馏技术、膜分离技术和吸附技术正在成为研究的热点，这得益于液-液萃取、精馏技术的成熟性和可工业放大性，膜技术的安全性以及树脂吸附可获得高的纯度等特点。但这些净化技术还存在着许多不足之处，亟需解决。液-液萃取、精馏技术、离子交换树脂技术及膜分离技术在净化过氧化氢的过程中都存在一定问题：利用传统的芳烃类溶剂进行液-液萃取净化的方法虽然有效，但欲将TOC含量降至低于100ppm(食品级50％过氧化氢溶液TOC指标)则有很大难度；精馏技术很难去除易挥发性有机碳，离子交换树脂净化则存在树脂被过氧化氢氧化可能发生爆炸的隐患，而膜分离技术中膜的寿命短、净化产品纯度不符合当今纯度要求等问题。

吸附技术的作用效果主要是通过吸附剂本身的筛分与吸附的特点，在吸附剂吸附的过程中溶质会向固体吸附剂的表面发生能量传递，其主要的动力是溶质的疏水特性加之固体表面对溶质具有亲和力从而实现对有机杂质的吸附，比较常用的吸附剂有吸附树脂、活性炭和沸石等。

当工业过氧化氢溶液连续通过大孔吸附树脂吸附床进行吸附处理后，气味消失，得到无色透明液体，吸附床底部流出液TOC可降至低于100ppm，甚至降至20ppm，其净化率已达80％以上。日本三菱瓦斯化学公司，用含有卤素的大孔树脂对质量分数在10wt％～70wt％之间、有机碳浓度在500ppm的过氧化氢溶液进行纯化处理，可以将有机碳的质量浓度降低到5ppm左右。经吸附处理后的过氧化氢产品的综合质量数据表明，用大孔吸附树脂处理尚能不同程度地改善产品的稳定度和不挥发物指标，而对其酸度的影响不明显。

许多研究表明活性炭具有很大的表面积且孔容比较发达，并具有良好的孔隙结构，因此可以有效的吸附水中的低浓度污染物并且可以发挥出其自身独特的优势。比利时索尔维(Solvay)公司已经在上个世纪六十年代就利用活性炭来净化过氧化氢中的有机碳化物。利用这种技术其主要原理是通过使用四氯化碳、过氧化氢溶液作为溶剂，对活性炭浸洗从而降低其活性。尽管利用这种技术可以在降低过氧化氢分解的方面发挥优势，但是因为加入了四氯化碳净化难度也随之增加。

德固赛公司使用了高硅H-型或H型沸石在10℃～30℃的条件下，使得等待净化的过氧化氢溶液利用间歇式或连续式的方式经过环流反应器，通过与已经处理成柱状或者粉末状的沸石混合再经过一定时间的循环处理就可以将其中的有机碳质量分数大幅度降低一般可以达到原来的百分之二十左右，同时利用这种技术不会分解过氧化氢而且可以将沸石回收再生，过程也相对较为方便。