双氧水生产工作液组分跟踪分析及其降解控制研究

【摘要】：过氧化氢作为一种绿色化学品,国内外的需求量迅速增长。国内双氧水总生产能力已超过220 万吨/年,绝大多数厂家采用蒽醌法生产。蒽醌法生产双氧水工艺包括工作液的配制、氢化、氧化、萃取、净化和浓缩工序过程。蒽醌在循环进行氢化、氧化过程中,蒽醌将逐渐变成四氢蒽醌,同时发生一些副反应产生降解物。虽然降解物的生成非常缓慢,但它们一旦生成,便失去了制备过氧化氢的能力,导致工作液中有效蒽醌(烷基蒽醌和四氢烷基蒽醌的总和)的降低,同时还会引起工作液物性质的改变,如密度增加、粘度增大、工作液中水分含量升高,影响工艺过程正常进行,导致过氧化氢产品质量下降,以往对蒽醌工作液中主成份2-EAQ 和H4EAQ 含量的分析主要采用气相色谱法,但气相色谱法操作条件不稳定,对沸点相近的同系物分离不彻底,加上蒽醌类物质的沸点大多高于300℃,又系热敏性物质,容易在色谱柱上残留,造成色谱峰纯度低,因而不合适用气相色谱进行分析。文章分析了现有分析方法的不足,探索了高效液相色谱分析方法,对分析原理、实验步骤和方法、实验数据处理、实验误差等进行了分析,对实验结果进行了讨论,根据生产和科研需要,建立了高效液相色谱分析双氧水工作液主组分的分析方法。利用甲醇/水作流动相,C8填充柱,将工作液中2-EAQ 和H4EAQ 彻底分离,经紫外可见分光光度检测器检测,内标法定量,并对2-EAQ 和H4EAQ 的定量分析方法作了精密度和准确度的检验;多数降解物在工作液中含量很低,本身性质不稳定,容易异构化和聚合,有的可与蒽醌发生氢原子转移反应,准确测试是个难点,本项目利用液相色谱仪可定性、定量EANOH、EAN 两种降解物,液相色谱图还可提供工作液的其它降解物的若干信息。 本项目还剖析了蒽醌法在生产过氧化氢过程中,蒽醌、四氢蒽醌及溶解工作载体的溶剂被氢化或氧化过程中发生的反应的降解机理,对新旧工作液组分变化情况利用气相色谱分离、液相色谱的分离、色质联用对多种主要降解物的定性定量分析等工作;利用反应工程模型分析了反应条件等因素对蒽醌降解反应的影响