蒽醌法制備過氧化氫用再生劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種蒽醌法制備過氧化氫用的再生劑及其制備方法，原料為氧化鋁粉和田菁粉，其制備方法包括以下步驟：將氧化鋁粉末與田菁粉混合后，加入稀硝酸溶液，混合均勻，制成條狀；在室溫下陰干后，于600~900k溫度下焙燒3~5h得到條狀載體；將氫氧化鈉溶液浸漬在條狀載體上，干燥后，即得。本發(fā)明的再生劑具有優(yōu)良的性能，各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到或超過了原有活性再生劑，制備工藝簡(jiǎn)單科學(xué)合理，可滿足工業(yè)要求。
【專利說明】蒽醌法制備過氧化氫用再生劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及過氧化氫工業(yè)再生劑的生產(chǎn)技術(shù)，尤其涉及一種蒽醌法制備過氧化氫用再生劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]過氧化氫，其水溶液俗稱雙氧水，是一種強(qiáng)氧化劑，可應(yīng)用于漂白劑、發(fā)色劑、無機(jī)或有機(jī)過氧化物的原料、氧化劑、殺菌劑、消毒劑、防腐劑、電鍍液、火箭動(dòng)力燃料等領(lǐng)域。制備過氧化氫的工業(yè)生產(chǎn)方法主要是蒽醌法，其工藝為烷基蒽醌與有機(jī)溶劑配制成工作溶液，在壓力為0.30 MPa，溫度328 — 338K、有催化劑存在的條件下，通入氫氣將烷基蒽醌氫化為烷基氫蒽醌，再在313 — 317K下與空氣(或氧氣)進(jìn)行逆流氧化為相應(yīng)的烷基蒽醌，生成過氧化氫，經(jīng)萃取、再生、精制與濃縮制得質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%-30%的過氧化氫水溶液產(chǎn)品。
[0003]烷基蒽醌在上述氫化和氧化進(jìn)程中會(huì)生成一些副產(chǎn)物，這些失去生產(chǎn)能力的副產(chǎn)物統(tǒng)稱為降解物。降解物的存在不但會(huì)降低烷基蒽醌的濃度，而且還會(huì)影響過氧化氫產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)效率，嚴(yán)重阻礙了生產(chǎn)的正常運(yùn)行。目前工業(yè)上一般使用大量的固體活性氧化鋁球進(jìn)行再生，但由于降解物和溶劑組分聚合物的結(jié)晶沉淀，導(dǎo)致該再生劑的再生效率及穩(wěn)定性較差，使用壽命短很短，一般只有50天左右。一個(gè)5萬t的過氧化氫企業(yè)每年需消耗活性氧化鋁球200(T2500 t，這給生產(chǎn)企業(yè)造成巨大的財(cái)政負(fù)擔(dān)和產(chǎn)品安全隱患，而且廢棄的氧化鋁球中吸附了大量的重芳烴及蒽酚酮等降解物，會(huì)對(duì)環(huán)境造成極大的污染。因此如何回收利用工廠廢棄的氧化鋁球具有十分重要的意義。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)一般只是對(duì)工廠失活的氧化鋁球進(jìn)行清洗，增加堿量后焙燒，但以此方法回收利用的氧化鋁再生劑活性降低、粉塵及磨耗率增多。中國(guó)專利CN 101376100A提出活性氧化鋁再生處理方法:將過氧化氫生產(chǎn)中工作液再生床中卸出的失效氧化鋁與燃燒惰性的氧化鋁一起從上部進(jìn)入塔式`反應(yīng)器，依靠重力向下移動(dòng)，含氧氣體從塔式反應(yīng)器的下部分進(jìn)入反應(yīng)器，向上運(yùn)動(dòng)，反應(yīng)后的再生氧化鋁與燃燒惰性的氧化鋁，從反應(yīng)器的底部出料裝置排除，反應(yīng)后的尾氣排放口排出反應(yīng)器；反應(yīng)溫度為633~1073K，固體物料在反應(yīng)器中的停留時(shí)間為3~15小時(shí)。但該方法操作工藝條件比較難控制。
[0005]并且，雖然現(xiàn)有技術(shù)中氧化鋁球再生劑的應(yīng)用已經(jīng)非常普及，不過尋找一種綜合性能更高的再生劑，也是非常具有現(xiàn)實(shí)意義的事情。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了一種蒽醌法制備過氧化氫用再生劑及其制備方法，該再生劑具有優(yōu)良的性能，其性能超出原氧化鋁再生劑，可有效利用到過氧化氫的生產(chǎn)工業(yè)中，其制備方法工藝簡(jiǎn)單，能夠不斷的反復(fù)再生，降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)更為環(huán)保。
[0007]本發(fā)明所述的蒽醌法制備過氧化氫用再生劑，是由以下重量份的原料制備而成的:氧化鋁粉70-100，田菁粉f 30。
[0008]優(yōu)選地，所述的蒽醌法制備過氧化氫用再生劑，是由以下重量份的原料制備而成的:氧化鋁粉70-100，田菁粉5~30。
[0009]所述的氧化鋁粉可以為過氧化氫制備過程中失活的氧化鋁球研磨而制成的粉末。
[0010]所述的氧化鋁球研磨而成的粉末目數(shù)的范圍是50-2000目。
[0011]所述的由失活氧化鋁球研磨制備氧化鋁粉的過程還包括:將失活的氧化鋁球研磨成粉末，然后去除吸附在氧化鋁粉末上的蒽醌工作液，于350-400Κ干燥3~5h后，即得。
[0012]所述的去除吸附在氧化鋁粉末上的蒽醌工作液步驟包括以下步驟:
將氧化鋁粉末充分浸泡在體積百分比為5~100%的乙醇溶液中0.5h以上，然后將乙醇溶液加熱至300-350 K，攪拌2 h以上，濾取氧化鋁粉末，即得。
[0013]所述的蒽醌法制備過氧化氫用再生劑，其制備方法包括以下步驟:
A、將氧化鋁粉末與田菁粉混合后，加入相當(dāng)于氧化鋁粉末與田菁粉混合物總重量的1-10%的硝酸溶液、冰醋酸或檸檬酸水溶液，硝酸溶液、冰醋酸或檸檬酸水溶液的體積百分比濃度為廣65%，混合均勻，制成條狀；
B、在室溫下陰干后，于600-900K溫度下焙燒3~5 h得到條狀載體； C、將相當(dāng)于條狀載體總重量1飛0%的氫氧化鈉固體溶解于水中制備濃度為0.1-5mol/L的氫氧化鈉溶液，將條狀載體浸潰在該氫氧化鈉溶液中，取出，干燥后，即得。
[0014]所述的步驟C中，干燥是指在350~450 K溫度下干燥2_6h。
[0015]所述的將條狀載體經(jīng)該氫氧化鈉溶液浸潰，只要使得條狀載體浸上氫氧化鈉溶液即可。
[0016]所述的氧化鋁粉是由過氧化氫制備中失活的氧化鋁球制備得到的，其制備方法包括以下步驟:
將失活的氧化鋁球研磨成粉末，然后去除吸附在氧化鋁粉末上的蒽醌工作液，于350~400Κ干燥3~5h后，即得。
[0017]所述的去除吸附在氧化鋁粉末上的蒽醌工作液的過程包括以下步驟:
將氧化鋁粉末充分浸泡在體積百分比為5~100%的乙醇溶液中0.5h以上，然后將乙醇溶液加熱至300-350 K，攪拌2 h以上，濾取氧化鋁粉末，即得。
[0018]經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，本發(fā)明所提供的蒽醌法制備過氧化氫用再生劑各項(xiàng)物理性能與現(xiàn)階段工業(yè)上使用的活性氧化鋁球相差不大，在抗壓碎強(qiáng)度、吸水率、磨耗率及粉塵等物理性能上優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的活性氧化鋁球。
[0019]本發(fā)明的再生劑具有優(yōu)良的理化性能，各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到或超過了原有活性再生劑，能在蒽醌工作液中長(zhǎng)時(shí)間保持孔道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，抗壓碎強(qiáng)度變化較低，有利于提高再生劑活性及降低再生劑的磨耗率，可滿足工業(yè)要求，有效地降低了生產(chǎn)成本；且該制備方法合理科學(xué)，生產(chǎn)條件易于控制，工藝步驟簡(jiǎn)易，適于大規(guī)模生產(chǎn)，并且該方法能夠反復(fù)的用來再生活性再生劑，大為降低了成本，減輕了環(huán)保壓力，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1實(shí)施例6的再生劑抗壓碎強(qiáng)度變化圖；
圖2實(shí)施例6的再生劑再生活性圖。
【具體實(shí)施方式】[0021]實(shí)施例1
氧化鋁粉950 g田菁粉50 g
(1)去氧化鋁粉末與田菁粉混合后，加入50g的體積百分比濃度為10%的硝酸水溶液，混合均勻，制成條狀；
(2)在室溫下陰干后，于600K溫度下焙燒3h得到條狀載體；
(3)將條狀載體浸潰在IL的0.8mol/L氫氧化鈉溶液中I分鐘，取出，在350K下干燥3h后，即得。
[0022]實(shí)施例2
氧化鋁粉800g田菁粉200g
(1)取氧化鋁粉末與田菁粉混合后，加入100g的體積百分比濃度為20%的硝酸水溶液，混合均勻，制成條狀；
(2)在室溫下陰干后，于700K溫度下焙燒3.5h得到條狀載體；
(3)將800ml的2 mol/L氫氧化鈉溶液浸潰在條狀載體上，370 K下干燥3.5h后，即得。
[0023]實(shí)施例3
氧化鋁粉900g田菁粉IOOg
(1)取氧化鋁粉末與田菁粉混合后，加入80g的體積百分比濃度為40%的冰醋酸水溶液，混合均勻，制成條狀；
(2)在室溫下陰干后，于780K溫度下焙燒4h得到條狀載體；
(3)將條狀載體浸潰在600ml的3 mol/L氫氧化鈉溶液中10秒，取出，在380K下干燥4h后，即得。
[0024]實(shí)施例4
氧化鋁粉850g田菁粉250g
(1)將氧化鋁球研磨成粉末，然后去除吸附在氧化鋁粉末上的蒽醌工作液:將氧化鋁粉末充分浸泡在體積百分比為70%的乙醇溶液中0.6h，然后將乙醇溶液加熱至340K，攪拌3h，濾取氧化鋁粉末；
(2)于390K干燥5h，即得干燥粉末；
(3)將氧化鋁粉末與田菁粉混合后，加入110g的體積百分比濃度為65%的硝酸水溶液，混合均勻，制成條狀；
(4)在室溫下陰干后，于850K溫度下焙燒5h得到條狀載體；
(5)將條狀載體浸潰在700ml的4mol/L氫氧化鈉溶液中5分鐘，取出，在390K下干燥5h后，即得。
[0025]實(shí)施例5
氧化鋁粉IOOOg田菁粉300g
(1)將氧化鋁球研磨成粉末，然后去除吸附在氧化鋁粉末上的蒽醌工作液:將氧化鋁粉末充分浸泡在體積百分比為5%的乙醇溶液中l(wèi)h，然后將乙醇溶液加熱至313K，攪拌3h，濾取氧化鋁粉末；
(2)于373K干燥4h，即得干燥粉末；
(3)將氧化鋁粉末與田菁粉混合后，加入13g的體積百分比濃度為65%的檸檬酸水溶液，混合均勻，制成條狀；
(4)在室溫下陰干后，于773K溫度下焙燒3h得到條狀載體；
(5)將條狀載體浸潰在1.2 L的1.8 mol/L氫氧化鈉溶液中3分鐘，取出，在393K下干燥3h后，即得。
[0026]實(shí)施例6
氧化鋁粉700g田菁粉IOg
(1)將氧化鋁球研磨成粉末，然后去除吸附在氧化鋁粉末上的蒽醌工作液:將氧化鋁粉末充分浸泡在體積百分比為15%的乙醇溶液中4h，然后將乙醇溶液加熱至341K，攪拌4h，濾取氧化鋁粉末；
(2)于379K干燥4h，即得干燥粉末；
(3)將氧化鋁粉末與田菁粉混合后，加入14g的體積百分比濃度為17%的檸檬酸水溶液，混合均勻，制成條狀；
(4)在室溫下陰干后，于900K溫度下焙燒3h得到條狀載體；
(5)將條狀載體浸潰在2L的I mol/L氫氧化鈉溶液中40秒，取出，在393K下干燥3h后，即得。
[0027]實(shí)施例7
氧化鋁粉IOOOg田菁粉200g
(1)將氧化鋁球研磨成粉末，然后去除吸附在氧化鋁粉末上的蒽醌工作液:將氧化鋁粉末充分浸泡在體積百分比為30%的乙醇溶液中浸泡5h，然后將乙醇溶液加熱至320K，攪拌3h，濾取氧化鋁粉末；
(2)于360K干燥4h，即得干燥粉末；
(3)將氧化鋁粉末與田菁粉混合后，加入60g的體積百分比濃度為15%的冰醋酸水溶液，混合均勻，制成條狀；
(4)在室溫下陰干后，于730K溫度下焙燒3h得到條狀載體；
(5)將條狀載體浸潰在IL的I mol/L氫氧化鈉溶液中10分鐘，取出，在393K下干燥3h后，即得。
[0028]實(shí)施例8
氧化鋁粉800g田菁粉80g
(1)將氧化鋁球研磨成粉末，然后去除吸附在氧化鋁粉末上的蒽醌工作液:將氧化鋁粉末充分浸泡在體積百分比為55%的乙醇溶液中2h，然后將乙醇溶液加熱至325K，攪拌3h，濾取氧化鋁粉末；
(2)于420K干燥4h，即得干燥粉末；
(3)將氧化鋁粉末與田菁粉混合后，加入80g的體積百分比濃度為25%的硝酸溶液，混合均勻，制成條狀；
(4)在室溫下陰干后，于820K溫度下焙燒3h得到條狀載體；
(5)將條狀載體浸潰在500ml的I mol/L氫氧化鈉溶液中20分鐘，取出，在393K下干燥3h后，即得。
[0029]實(shí)施例9
實(shí)施例1-8中的氧化鋁粉末均可以用失活的氧化鋁球研磨成粉末后處理制成，也可以直接采用氧化鋁粉末制成。
[0030]實(shí)施例10
將實(shí)施例5所得到的再生劑與活性氧化鋁球進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)分析，具體過程如下:
I實(shí)驗(yàn)過程
1.1實(shí)驗(yàn)原料
氫氧化鈉:分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)有限公司；硝酸:分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)有限公司；田菁粉:工業(yè)品，河南省高絲寶商貿(mào)公司；蒽醌工作液:工業(yè)品，降解物濃度約20 g/L，廣西柳州化學(xué)工業(yè)集團(tuán)有限公司；活性氧化鋁球，工業(yè)品，廣西柳州化學(xué)工業(yè)集團(tuán)有限公司；實(shí)施例5制備的再生劑，自制。
[0031]1.2再生劑孔道結(jié)構(gòu)變化分析及活性評(píng)價(jià)過程
再生劑孔道結(jié)構(gòu)變化分析實(shí)驗(yàn)是在一個(gè)夾層玻璃塔中進(jìn)行，塔內(nèi)徑為30 _，通過恒溫水浴使塔內(nèi)保持313 K恒定溫度，加入20 g再生劑與100 ml蒽醌工作液混合后，從塔底持續(xù)通入氮?dú)?，在不同反?yīng)時(shí)間各取2 g再生劑由美國(guó)Micromeritics公司TriStar II 3020型比表面-孔徑分布測(cè)定儀測(cè)定，樣品的孔道數(shù)據(jù)通過BJH法計(jì)算得到。
[0032]再生劑活性評(píng)價(jià)過程中的裝置和外部條件與孔道結(jié)構(gòu)變化分析實(shí)驗(yàn)相同，加入20 g再生劑與100 ml蒽醌工作液混合后不同反應(yīng)時(shí)間取I ml工作液用Thermo FisherScientific公司的超高效液相色譜分析蒽醌工作液成分變化。
[0033]2結(jié)果與討論
2.1再生劑物理性能檢測(cè)
再生劑的物理性能檢測(cè)包括晶型、外觀、堆密度、抗壓碎強(qiáng)度、吸水率、磨耗率、粉塵、堿`量等指標(biāo)的檢測(cè)，具體檢測(cè)結(jié)果如表1所示:
表1再生劑的物理性能檢測(cè)
【權(quán)利要求】
1.一種蒽醌法制備過氧化氫用再生劑，其特征在于是由以下重量份的原料制備而成的:氧化鋁粉70-100，田菁粉f 30。
2.如權(quán)利要求1所述的蒽醌法制備過氧化氫用再生劑，其特征在于是由以下重量份的原料制備而成的:氧化鋁粉70-100，田菁粉5~30。
3.如權(quán)利要求1所述的蒽醌法制備過氧化氫用再生劑，其特征在于:所述的氧化鋁粉為過氧化氫制備過程中失活的氧化鋁球研磨而制成的粉末。
4.如權(quán)利要求3所述的蒽醌法制備過氧化氫用再生劑，其特征在于:所述的氧化鋁球研磨而成的粉末目數(shù)的范圍是50-2000目。
5.如權(quán)利要求3所述的蒽醌法制備過氧化氫用再生劑，其特征在于: 所述的由失活氧化鋁球研磨制備氧化鋁粉的過程還包括:將失活的氧化鋁球研磨成粉末，然后去除吸附在氧化鋁粉末上的蒽醌工作液，于350-400Κ干燥3~5h后，即得。
6.如權(quán)利要求5所述的蒽醌法制備過氧化氫用再生劑，其特征在于，所述的去除吸附在氧化鋁粉末上的蒽醌工作液步驟包括以下步驟: 將氧化鋁粉末充分浸泡在體積百分比為5~100%的乙醇溶液中0.5h以上，然后將乙醇溶液加熱至300-350 K，攪拌2 h以上，濾取氧化鋁粉末，即得。
7.如權(quán)利要求1所述的蒽醌法制備過氧化氫用再生劑，其特征在于，其制備方法包括以下步驟: A、將氧化鋁粉末與田菁粉混合后，加入相當(dāng)于氧化鋁粉末與田菁粉混合物總重量的1-10%的硝酸溶液、冰醋酸或檸檬酸水溶液，硝酸溶液、冰醋酸或檸檬酸水溶液的體積百分比濃度為廣65%，混合均勻，制成條狀； B、在室溫下陰干后，于600-900K溫度下焙燒3~5 h得到條狀載體； C、將相當(dāng)于條狀載體總重量1飛0%的氫氧化鈉固體溶解于水中制備濃度為0.1-5mol/L的氫氧化鈉溶液，將條狀載體浸潰在該氫氧化鈉溶液中，取出，干燥后，即得。
8.如權(quán)利要求7所述的蒽醌法制備過氧化氫用再生劑，其特征在于: 所述的步驟C中，干燥是指在350~450 K溫度下干燥2-6h。
9.如權(quán)利要求7所述的蒽醌法制備過氧化氫用再生劑，所述的氧化鋁粉是由過氧化氫制備中失活的氧化鋁球制備得到的，其特征在于制備方法包括以下步驟: 將失活的氧化鋁球研磨成粉末，然后去除吸附在氧化鋁粉末上的蒽醌工作液，于350~400Κ干燥3~5h后，即得。
10.如權(quán)利要求9所述的蒽醌法制備過氧化氫用再生劑，其特征在于，所述的去除吸附在氧化鋁粉末上的蒽醌工作液的過程包括以下步驟: 將氧化鋁粉末充分浸泡在體積百分比為5~100%的乙醇溶液中0.5h以上，然后將乙醇溶液加熱至300-350 K，攪拌2 h以上，濾取氧化鋁粉末，即得。
【文檔編號(hào)】C01B15/023GK103877957SQ201410089107
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月12日
【發(fā)明者】郭子添, 阮恒, 黃世勇, 黃青則, 黃媚, 黃秋萍 申請(qǐng)人:廣西壯族自治區(qū)化工研究院