《过氧化氢的生产工艺研究》-毕业论文.doc

PAGE 第一章 绪论 1.1 过氧化氢生产的发展现状和趋势 1.1.1 过氧化氢生产的发展现状 国内外生产现状 过氧化氢(H2O2)俗名双氧水，广泛应用于化工，纺织，军工，电子，医药等方面，用作氧化剂、漂白剂、消毒剂、脱氧剂、并供制火箭燃料，有机或无机过氧化物，泡沫塑料和其他多孔物质等。双氧水的生产，由于需求量的剧增，世界以年10%～15%的速度增长，其主要生产分布情况如表1所示。 1989年世界双氧水生产力分布情况　　万 t/a 地区／国家 产　　　量 （100% H2O2计） 西欧 东欧（未包括前苏联） 北美 拉美 日本 亚洲（中，日除外） 合计 54．4 4 28 3 15．5 4．5 111．5 最大的生产公司有下列几家： 美国——英特洛克斯集团公司的15家工厂，生产能力30万t/a（100% H2O2，下同）； 迪高沙集团公司 　　　　　　　　　　　15万t/a 阿托化学公司/液化空气公司 　　　　　　13万t/a FMC公司（即美国食品化学公司） 　　　12万t/a 杜邦公司　　　　　　　　　　　　　　　9.1 万t/a 日本三菱瓦斯化学品公司　　　　　　　　7万t/a 诺贝尔公司(瑞典)　　　　　　　　　　　 5万t/a 蒙特氟公司(意大利) 　　　　　　　　　　3.5万t/a 我国H2O2的生产始于1957年，到1990年生产能力达3.2万t/a。其中蒽醌法装置34套，总能力2.46万t，电解法装置20套，总能力0.77万t。 双氧水的消费结构，大致为： 造纸 28%~30% 化学品生产 22%~24% 纺织工业 18% 环保 17% 其他 11%~15% 目前世界各国对双氧水的大量和浓度等方面，提出了更高的要求，已开发出H2O2浓度可达70%~85%以上的产品。其中为满足大西北的需要，美国FMC公司已建成了两套总能力为3200 t/a生产者装置，并投入运行。国内目前仍以27.5%H2O2浓度为主，极少数厂家少量生产35%和50%的产品，因此，国内H2O2的生产，不论是产量还是质量，都还是难以满足各行业日益发展的需要。 1.1.2 过氧化氢生产的发展趋势 当前国内双氧水的生产和消费都进入了一个良性循环的发展的阶段，双氧水投资主体将继续朝着多元化方向发展，随着外资、合资、民营资本的大规模入驻，民营资本将逐渐占据主导地位。历经几轮行业内部的结构调整，在华东、华北及华南三大市场，将有几个行业巨头浮出水面，这些企业具有相对完善和一定特色的产品链，并同时占据较大的市场份额，将成为国内区域市场强有力的竞争者。未来几年，双氧水产业将进入一个稳步发展的成熟阶段，产量仍会有一定程度的增长，但增幅较前几年相对减缓。在高速增长期之后，必将经过一个由分散到集中、优胜劣汰的产业整合阶段，最终形成几个企业巨头垄断国内双氧水市场的局面。双氧水产业在经过大规模整合和结构调整之后，生产装置布局、产品结构、消费市场及投资主体等都将发生很大的变化。而当前的首要任务是抓住国际市场机遇，乘机做大做强，使我国尽快进入世界双氧水生产强国之列。双氧水的生产除了广泛使用蒽醌法生产外，还有电解法、空气阴极法、氢氧直接合成法、异丙醇法。氢氧直接合成法目前一直是各大公司研究开发的热点，各大公司专利不断涌现，且各具特点，其目标都是着眼于工业化，但迄今尚未见诸实现，该法看来是较有希望突破技术关键而用于工业生产的方法。此外，一些公司和大学还研究了其他制备双氧水的方法，大多尚处于研究阶段，有的仅证明它是制备双氧水的新途径，要实现工业化，尚需进行大量工作和深入论证。至于目前被广泛采用的蒽醌法，由于其工艺技术已基本上趋于成熟，重大研究成果日益减少，仅在工艺的个别环节上有所改进和创新，尽管如此，对此仍应加以重视。蒽醌法生产双氧水的关键步骤是氢化，触媒又是氢化的核心，其性能的优劣影响着整个生产过程的进行，触媒的种类有镍触媒和钯触媒两种。目前我国大部分生产装置都用镍触媒，国外和我国一部分生产装置采用钯载体触媒，它具有工艺流程短、氢化设备结构简单、装置生产能力大、触媒寿命长、生产安全性好、不易中毒、操作方便等优点，利用该工艺技术已建成十几套生产装置，产量达4.5万t/a，为了提高触媒活性、选择性和使用寿命，正在进行新一代触媒研究，其可使生产能力提高2～3倍，选择性明显提高，现已取得突破性进展，预计不久可实现工业化生产。 蒽醌法所用溶剂的选择是生产过程进行好坏的关键之一，所选用的溶剂必须对蒽醌和氢蒽醌的溶解能力高、分配系数大，与水的相互溶解度小，所配成的工作溶液与水的密度差大，有较高的沸点和闪点，对触媒无毒化作用，有较低的粘度，毒性小且廉价易得，通常选用两种溶剂的混合物才能达到上述目的，目前采用的有