一种四丁基脲在过氧化氢生产中的应用 背景技术
本发明涉及一种四丁基脲在过氧化氢生产中的应用。
【技术领域】
蒽醌法生产过氧化氢是将工作载体一烷基蒽醌及其相应的四氢衍生物，溶解于溶剂体系形成工作液，溶剂一般为二元，其中一种作为烷基蒽醌及其相应的四氢衍生物的溶剂，另一种作为烷基蒽醌及其相应的四氢衍生物氢化后所生成的相应的蒽氢醌的溶剂。工作液在催化剂存在下加氢，烷基蒽醌及其相应的四氢衍生物生成相应的蒽氢醌，后者经空气(或纯氧)氧化生成过氧化氢，同时蒽氢醌回复为蒽醌，再用纯水将工作液中过氧化氢萃取出来，即得到过氧化氢水溶液。萃取掉过氧化氢之后的工作液重新送回加氢，循环使用。
目前，蒽醌法生产过氧化氢的蒽醌/溶剂体系(工作液)大多采用2-乙基蒽醌(2-EAQ)和2-乙基四氢蒽醌(2-THEAQ)/重芳烃(Ar)+磷酸三辛酯(TOP)。其中重芳烃作为2-乙基蒽醌和2-乙基四氢蒽醌溶剂，磷酸三辛酯作为2-乙基蒽醌和2-乙基四氢蒽醌氢化后所生成相应的蒽氢醌的溶剂。用磷酸三辛酯作为蒽氢醌的溶剂存在的技术问题是：1、该溶剂体系蒽醌溶解度不高，特别是蒽氢醌溶解能力不强，制约单位数量工作液及单位反应器体积的过氧化氢产量，造成生产成本偏高；2、过氧化氢在水与工作液之间没有足够高的分配系数，难以获得高浓度产品，同时萃余液中过氧化氢含量偏高，增加产品损失；3、该溶剂体系所生产的过氧化氢，产品有机碳含量偏高，对产品进一步浓缩及产品用途产生不良影响；4、生产过程中磷酸三辛酯溶解造成工业废水有机磷含量超标。
【发明内容】
本发明的目的是要提供一种四丁基脲在过氧化氢生产中的应用，用四丁基脲代替现有的磷酸三辛酯，与重芳烃组成新型的溶剂体系。
本发明的目地是通过如下方式实现的：采用2-乙基蒽醌和2-乙基四氢蒽醌作为工作载体，其中重芳烃作为蒽醌溶剂，四丁基脲(TBU)作为蒽醌氢化后所生成的蒽氢醌的溶剂。四丁基脲与重芳烃按1∶1(体积)～1∶5(体积)的比例溶解工作载体配成工作液，其中蒽醌浓度为120～300g/L，工作液在加氢催化剂存在下，在固定床或悬浮床反应器内加氢，使2-乙基蒽醌和2-乙基四氢蒽醌生成相应的2-乙基蒽氢醌和2-乙基四氢蒽氢醌，氢化后产生的蒽氢醌浓度为50～150g/L。后者经空气(或纯氧)氧化生成过氧化氢，同时2-乙基蒽氢醌和2-乙基四氢蒽氢醌回复为2-乙基蒽醌和2-乙基四氢蒽醌，再用纯水将工作液中过氧化氢萃取出来，即得到过氧化氢水溶液。萃取过氧化氢之后的工作液经碱塔脱水、活性氧化铝床再生后循环使用。
本发明的技术方案特点是：1、四丁基脲作为蒽氢醌溶剂，工作液中不含有有机磷成分；2、工作液中工作载体浓度高，工作液密度小；3、蒽氢醌溶剂在工作液中的比例低，溶剂消耗少。
本发明提供的一种四丁基脲在过氧化氢生产中的应用，解决了原来的磷酸三辛酯与重芳烃形成的溶剂体系的技术问题。本发明的技术效果：1、溶剂体系溶解蒽醌、蒽氢醌能力强，因此过氧化氢生产时可以允许更高的蒽醌浓度和更高的蒽氢醌浓度，单位数量工作液和单位体积反应器的过氧化氢生产能力大幅度增加，可降低生产成本；2、溶剂体系蒽醌氢化反应速度快、在四丁基脲在水中溶解度低、抗氧化性能好，溶剂损失小；3、溶剂体系萃取时的分配系数增大，工作液与水相分层迅速，有利于提高装置的生产能力，提高过氧化氢浓度，降低生产能耗；4、溶剂体系生产过氧化氢，产品质量进一步得到提高，有机碳含量明显降低；5、工业废水不会含有有机磷，符合国家环保法规要求。
【具体实施方式】
实施例1 在一固定床加氢反应器中进行，反应管的主体尺寸为：Φ30×H350，在反应管内下部装有多孔板，起催化剂支承和气体分布作用，多孔板下部和反应管上部之间有液体循环管；反应管内的温度由反应管外夹套内的循环恒温水控制。四丁基脲与重芳烃溶解2-乙基蒽醌和2-乙基四氢蒽醌制成工作液，工作液中各组分的含量为四丁基脲∶芳烃∶2-乙基蒽醌∶2-乙基四氢蒽醌＝22％∶64％∶6.5％∶7.5％(重量)。向反应管内依次定量加入玻璃珠、催化剂、玻璃珠和所配制工作液，催化剂的装填量为20g，工作液量200ml，启动恒温水浴循环，由夹套恒温水控制反应器温度，待达到60℃温度后，开始向反应器底部通入H2进行氢化并计时，H2流量控制在0.3L/min，常压下反应至蒽氢醌开始析出时，累计进氢90min，最后从三通阀放出工作液，迅速取样分析工作液中蒽氢醌含量为92g/L，过氧化氢产率为13.1g/L。
实施例2 磷酸三辛酯与重芳烃溶解2-乙基蒽醌和2-乙基四氢蒽醌制成工作液，工作液中各组分的含量为磷酸三辛酯∶芳烃∶2-乙基蒽醌∶2-乙基四氢蒽醌＝24％∶63％∶5.5％∶6.5％(重量)。按上例同样反应条件，蒽氢醌开始析出时累计进氢110min，工作液中蒽氢醌含量为82.6g/L，过氧化氢产率为11.8g/L。