本發(fā)明涉及純化工業(yè)過(guò)氧化氫溶液的方法。

背景技術(shù)：

蒽醌法是目前工業(yè)過(guò)氧化氫溶液主要生產(chǎn)技術(shù)。由于該技術(shù)生產(chǎn)過(guò)程中需加入穩(wěn)定劑、萃取劑等，并依靠金屬管道、設(shè)備進(jìn)行輸送和貯存，使生產(chǎn)的工業(yè)過(guò)氧化氫溶液含有較多的有機(jī)物、無(wú)機(jī)物和顆粒物等雜質(zhì)。有機(jī)雜質(zhì)(以總有機(jī)碳計(jì))含量在100～500ppm，其主要包括芳烴、烷基蒽醌、酯、醇、酚、酮類化合物等；無(wú)機(jī)雜質(zhì)含量130～500ppm，其主要包括金屬陽(yáng)離子及其絡(luò)合物、無(wú)機(jī)酸根陰離子等。食品、有機(jī)合成等領(lǐng)域?qū)^(guò)氧化氫溶液的雜質(zhì)含量都有嚴(yán)格的要求，其中有機(jī)碳含量≤80ppm、不揮發(fā)物≤60ppm、磷酸鹽≤50ppm、金屬離子≤10ppm。因此，工業(yè)過(guò)氧化氫溶液需要經(jīng)過(guò)純化處理，以達(dá)到符合實(shí)際應(yīng)用的質(zhì)量要求。

為了去除工業(yè)過(guò)氧化氫溶液中的雜質(zhì)，本領(lǐng)域技術(shù)人員相繼開(kāi)發(fā)了許多純化方法。目前，使用較為廣泛的純化技術(shù)是吸附樹(shù)脂和離子交換樹(shù)脂相組合的方法，其中，陰離子交換樹(shù)脂主要用來(lái)去除磷酸根等雜質(zhì)。由于過(guò)氧化氫溶液具有強(qiáng)氧化性和弱酸性，其會(huì)破壞陰離子交換樹(shù)脂的骨架結(jié)構(gòu)，使其失去離子交換能力，同時(shí)可能產(chǎn)生有機(jī)過(guò)氧化物或環(huán)氧化物，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)饎×冶?，所以陰離子交換樹(shù)脂的應(yīng)用條件比較苛刻，其操作溫度通?？刂圃?～10℃，若操作溫度超出此范圍，使用陰離子交換樹(shù)脂存在安全隱患，同時(shí)過(guò)氧化氫存在分解的危險(xiǎn)，隨著溫度上升，過(guò)氧化氫分解會(huì)加劇，甚至?xí)鸨ā?/p>

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種純化工業(yè)過(guò)氧化氫溶液的方法。該方法工藝條件溫和，易于實(shí)施；不使用陰離子交換樹(shù)脂，消除其產(chǎn)生有機(jī)過(guò)氧化物或環(huán)氧化物和與過(guò)氧化氫接觸發(fā)生分解的危險(xiǎn)，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)化大規(guī)模生產(chǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：采用工業(yè)過(guò)氧化氫溶液為原料，通過(guò)一級(jí)過(guò)濾器過(guò)濾去除75μm以上大顆粒雜質(zhì)，過(guò)濾后的物料通過(guò)吸附樹(shù)脂柱去除有機(jī)物雜質(zhì)；然后通過(guò)至少一組串聯(lián)的氧化鋁柱和陽(yáng)離子交換樹(shù)脂柱去除離子雜質(zhì)，最后物料進(jìn)入二級(jí)過(guò)濾器去除小顆粒雜質(zhì)，從而制得純化過(guò)氧化氫溶液產(chǎn)品。該產(chǎn)品品質(zhì)符合食品、有機(jī)合成等領(lǐng)域需求。

上述去除有機(jī)物雜質(zhì)的吸附樹(shù)脂柱可以采用單一吸附樹(shù)脂柱或串聯(lián)的兩種吸附樹(shù)脂柱。吸附樹(shù)脂為非極性樹(shù)脂，或?yàn)榇?lián)的非極性和弱極性兩種吸附樹(shù)脂。

工業(yè)過(guò)氧化氫溶液的濃度一般為27.5％～50.0wt％。氧化鋁柱操作溫度在5～40℃。氧化鋁中Al₂O₃≥90wt％，其粒徑為1～4mm，比表面積≥100m²/g，孔容0.6～1.1cm³/g。氧化鋁使用前需采用無(wú)機(jī)堿、無(wú)機(jī)酸、純水進(jìn)行預(yù)處理或再生。無(wú)機(jī)堿為堿金屬氫氧化物水溶液，如氫氧化鈉、氫氧化鉀水溶液等，無(wú)機(jī)酸為硫酸、硝酸水溶液等。堿金屬氫氧化物和無(wú)機(jī)酸水溶液的濃度均為0.1％～10wt％，使用量2～8BV，處理速率1～8BV/h。

該方法設(shè)備簡(jiǎn)單、工藝條件溫和、安全性高、產(chǎn)品穩(wěn)定度好、可實(shí)現(xiàn)連續(xù)化大規(guī)模生產(chǎn)。

本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：解決了過(guò)氧化氫與陰離子交換樹(shù)脂接觸易分解、操作條件苛刻和工藝安全性差等技術(shù)難題。同時(shí)有效去除過(guò)氧化氫溶液中有機(jī)物、陰陽(yáng)離子和顆粒雜質(zhì)，所制得精制過(guò)氧化氫溶液為無(wú)色透明液體、產(chǎn)品穩(wěn)定性好，產(chǎn)品質(zhì)量符合食品、有機(jī)合成等領(lǐng)域的質(zhì)量要求。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。

非極性吸附樹(shù)脂、弱極性吸附樹(shù)脂、氧化鋁、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的型號(hào)及廠家分別為L(zhǎng)SA-5/LSA-5BG(西安電力樹(shù)脂廠)、AB-8(南開(kāi)大學(xué)化工廠)、AO-18(黎明化工研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司)、LSA-101A(西安電力樹(shù)脂廠)。吸附柱直徑為φ133mm，交換柱直徑為φ100mm，裝填高徑比6.5，且陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為氫型。

純化工藝：將原料工業(yè)過(guò)氧化氫溶液，通過(guò)泵提供動(dòng)力進(jìn)入一級(jí)過(guò)濾器除去大顆粒雜質(zhì)，經(jīng)流量計(jì)控制流量后依次進(jìn)入單一或串聯(lián)的兩種吸附樹(shù)脂柱，去除料液中有機(jī)物雜質(zhì)，料液依次進(jìn)入串聯(lián)的氧化鋁柱和陽(yáng)離子交換樹(shù)脂柱，去除離子雜質(zhì)，最后料液進(jìn)入二級(jí)過(guò)濾器去除小顆粒雜質(zhì)。

實(shí)施例1

在本實(shí)施例中，氧化鋁預(yù)處理工藝如下：首先采用4倍床層體積、濃度為0.5wt％的氫氧化鈉水溶液、以2.5BV/h流速處理氧化鋁，然后同樣體積、濃度為10wt％的硝酸以相同流速處理氧化鋁，最后用純水洗滌氧化鋁至接近中性。

工業(yè)過(guò)氧化氫溶液濃度為35.8wt％。氧化鋁指標(biāo)為：Al₂O₃含量為97.35wt％、粒度為2.24mm、比表面積為135m²/g、孔容0.93cm³/g。

純化工藝如上所述，采用兩級(jí)過(guò)濾器去除顆粒雜質(zhì)，通過(guò)吸附樹(shù)脂柱去除有機(jī)物雜質(zhì)，通過(guò)氧化鋁柱和陽(yáng)離子交換樹(shù)脂柱去除離子雜質(zhì)。氧化鋁柱操作溫度為30℃，過(guò)氧化氫溶液每小時(shí)生產(chǎn)量為氧化鋁體積的5倍，且其產(chǎn)量可根據(jù)原料和產(chǎn)品需求品質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)。過(guò)氧化氫溶液的穩(wěn)定度由純化前的90.9％提高到98.2％，磷酸鹽、鉛和砷等含量未檢出，錫≤100ppb、鐵≤15ppb，符合食品、消毒劑領(lǐng)域?qū)^(guò)氧化氫溶液的雜質(zhì)含量要求。

實(shí)施例2

本實(shí)施例中氧化鋁為再生后的氧化鋁，其再生工藝如下：首先采用2倍床層體積、濃度為2wt％的氫氧化鉀水溶液、以4BV/h流速處理氧化鋁，然后采用1.25倍床層體積、濃度為0.5wt％的硫酸溶液、以6BV/h流速處理氧化鋁，最后用純水洗滌氧化鋁球至接近中性。氧化鋁的工作吸附量再生恢復(fù)率可以達(dá)到氧化鋁的92％以上。

氧化鋁柱操作溫度為25℃，其他同實(shí)施例1。純化后產(chǎn)品指標(biāo)為：濃度35.6wt.％、穩(wěn)定度98.4％、酸度0.016％、不揮發(fā)物0.0046％、磷酸鹽0.0005％、總有機(jī)碳0.0030％、錫63ppb、鐵10ppb、鉛和砷指標(biāo)未檢出。其符合食品、消毒劑領(lǐng)域?qū)^(guò)氧化氫溶液的雜質(zhì)含量要求。

實(shí)施例3

在本實(shí)施例中，氧化鋁預(yù)處理工藝如下：首先采用8倍床層體積、10wt.％氫氧化鈉水溶液、以8BV/h流速處理氧化鋁，然后同樣體積、2.5wt.％硫酸以相同流速處理氧化鋁，最后用純水洗滌氧化鋁至接近中性。

以50％工業(yè)級(jí)過(guò)氧化氫溶液為原料，氧化鋁柱的操作溫度10℃，過(guò)氧化氫溶液每小時(shí)生產(chǎn)量為氧化鋁體積的5倍。其他同實(shí)施例1。

氧化鋁和陽(yáng)離子交換樹(shù)脂去除磷酸鹽和陽(yáng)離子雜質(zhì)效果顯著，純化產(chǎn)品符合有機(jī)合成領(lǐng)域?qū)^(guò)氧化氫溶液的雜質(zhì)含量要求。

實(shí)施例4

在本實(shí)施例中，氧化鋁預(yù)處理工藝如下：首先采用6倍床層體積、4wt.％氫氧化鉀水溶液、以2.0BV/h流速處理氧化鋁，然后同樣體積、2wt.％硝酸、以相同流速處理氧化鋁，最后用純水洗滌氧化鋁至接近中性。

以28.4wt.％工業(yè)過(guò)氧化氫溶液為原料，氧化鋁指標(biāo)為：Al₂O₃≥95.4wt.％、粒度為1.6mm、比表面積為150m²/g、孔容0.85mL/g。氧化鋁柱的操作溫度40℃，過(guò)氧化氫溶液每小時(shí)生產(chǎn)量為氧化鋁體積的6倍，且其產(chǎn)量可根據(jù)原料和產(chǎn)品需求品質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)。其他同實(shí)施例1。所得產(chǎn)品過(guò)氧化氫溶液的穩(wěn)定度得到改善，其品質(zhì)符合食品、消毒劑領(lǐng)域?qū)^(guò)氧化氫溶液的雜質(zhì)含量要求。