双氧水用途及生产工艺2017年7月整理

2021年2月22日发(作者：中日医院)
双氧水的应用及工业化生产工艺

一、双氧水主要理化性质

纯的过 氧化氢
（
H
2
O
2
）
是淡蓝色粘稠液体，
其水溶液称为双氧水，
为无色透明液体，
工业规格为
27.5%
、
3 0%
、
35%
、
50%
及
70%
。
35%
浓度的双氧水在
20
℃时密度为
1.132g/ml
。< br>




过氧化氢
（
H
2
O
2
）的沸点为
150.2
℃，
相对分子量为
34.01
，能溶于水、乙醇，乙醚，
不溶于苯和石油醚。

浓度大于
65%
的双氧水与有机物接触易引起爆炸。

PH
是影响双氧水稳定性的一个因素，在酸性时比较稳定，
PH4
±
0.5
时最稳 定，一
般使用
磷酸
作为稳定剂。
PH
大于
8
时即剧 烈分解。





双氧水遇大部分的金属杂质会剧烈分解 ，所以双氧水需使用塑料桶（聚乙烯或聚四
氟乙烯）、纯铝（纯度大于
99.5%
）或 不锈钢槽车运输。且不适合长距离运输。

二、双氧水的应用领域

我国双氧 水的下游应用领域主要是
造纸行业
（用于纸浆漂白和废纸脱墨，
在废纸再
生循 环利用中过氧化氢的氧化漂白作用可使废纸脱去油墨后达到与原始纸浆同样的白
度）
，约占总消 费量的
37%
。此外
印染行业（主要用作纤维的漂白剂，）
约占
19 %
，
化
工合成（主要用于环氧化物或过氧化物的生产）
行业约占
32 %
，
污水处理行业
约占
6%
，
其他领域
占
6%
。

造纸用双氧水的市场主要集中在山东和华中一带。

印染行 业用双氧水的市场大都集中在华东的江苏、浙江一带。受环保等多方面因素
的影响，印染企业关停较多， 印染行业用双氧水比例有所降低。

双氧水在化工合成行业的应用相对分散，
而且大多 数企业有自己配套的双氧水装置，
主要合成产品有环氧大豆油、己内酰胺、环氧丙烷、二氧化硫脲、过碳 酸钠、亚氯酸钠
等。随着丙烯价格的下降，环保要求的提高，双氧水作为丙烯环氧化制环氧丙烷的原料< br>应用，会成为今后双氧水应用增长的主要领域。

过氧化氢能处理有机物，脱去污水中的 淀粉、糖、酚、甲醛，以及硫、氰等污染物，
治理效果十分明显。污水处理是近几年也开始大量应用双氧 水的，主要是因为前期双氧
水整体产能小，价格较高，使用成本高。现产能提升，双氧水略显过剩，价格 走低，污
水处理企业才开始使用，后期将会有大幅增加用量的可能。

超净高纯电子级 双氧水是微电子行业中一种十分重要的高纯试剂，主要用作半导体
硅晶片清洗剂，蚀刻剂和光刻胶去除剂 ，还可用于高级绝缘层制取，电镀液无机杂质去
除，电子行业中铜、铜合金和镓、锗的处理，以及太阳能 硅晶片的蚀刻和清洗。

食品级双氧水可应用于乳品饮料的包装、设备、管道消毒，各类食品加 工过程，以
及医疗、环境卫生等领域。适用于乳品饮料灌装机、包装材料的杀菌消毒。也用于食品
纤维的脱色剂。

双氧水还可用于化妆品（头发漂白、染色）和牙膏配制，电镀液净化除铁， 清洗纯
化设备，燃料电池，种子消毒，农业废料加工，火箭化学推进剂等

食品级和电 子级双氧水浓度一般为
30%
和
35%
，由工业级双氧水精制而成。


三、工业化生产方法





工业化 应用的生产方法主要有
1
、电解法；
2
、异丙醇法；
3
、蒽 醌法；
4
、氢氧直接
合成法；
5
、氧阴极还原法。目前电解法和异丙 醇法已被淘汰，而直接合成法和氧阴极
还原尚有很多技术问题没有解决，
目前世界上双氧水的工 业生产基本全部采用蒽醌法
（该方法
1953
年由杜邦公司开始使用）。该方法以烷基 蒽醌为工作载体。

我国工作载体烷基蒽醌主要采用的是
2-
乙基蒽醌
（
EAQ
）
，
将
EAQ
溶于有机溶剂
（一
般为重芳烃和磷酸三辛脂（
TOP
）按一定比例组成）
中形成工作液，然后在
催化剂（钯
触媒）
的作用下进行氢化和氧化反应，生成过氧化氢（
H
2O
2
），然后将
H
2
O
2
用纯水从
工 作液中萃取出来，
得到
H
2
O
2
含量为
27.5%
的双氧水，
通过浓缩再加工为其他规格的双
氧水。

整个蒽醌法生产 工艺主要分为：
氢化、氧化、萃取、净化和后处理
。为减少双氧水
的分解和保证产品的 稳定度，在氧化和萃取过程中会加入少量磷酸作为稳定剂，每吨双
氧水（
27.5%
计 ）约加入
0.3
公斤磷酸。

主要反应方程式如下：

1
、氢化反应






2-
乙基蒽醌（
EAQ
）

























2-
乙基氢蒽醌（
EHAQ
）







2
、氧化反应











2-
乙基氢蒽醌（
EHAQ
）


















2-
乙基蒽醌（
EAQ
）


从上面方程式可以看 出，
工作载体
EAQ
在反应中没有被真正损耗。
实际反应过程中会产
生副反应（如蒽醌被氢化为四氢化蒽醌，但四氢化蒽醌与蒽醌一样能通过氢化和氧化反
应得到
H
2
O
2
，
实际主要是通过烷基蒽醌和四氢化烷基蒽醌通过氢化再氧化 的过程来获得
H
2
O
2
）。

世界上各公司采用的 溶剂并不完全是磷酸三辛酯和重芳烃的混合液，但还是遵循蒽
醌类溶剂
C9-C11
重 芳烃和氢蒽醌类溶剂高级脂肪醇类或酯类组成的混合溶剂，目前世
界上各大公司使用的溶剂体系如下。< br>
1
）美国
FMC
：重芳烃
+
磷酸三辛酯（体积比为
75
∶
25
），个别新装置采用四丁基脲
（
TBU
）取代磷酸三辛酯（
TOP
）；

2
）索尔维：重芳烃
+< br>醋酸甲基环乙酯（
MCA
）
（体积比约为
1
∶
1），
MCA
优点是对
H
2
O
2
的分配系数高、 粘度低、缺点是氢蒽醌溶解度低、沸点低；

3
）
MGC
：重芳烃< br>+
二异丁基甲醇（
DIBC
），而且
DIBC
密度低（
0.81g/mL
），可防止
工作液密度过高，有利于萃取。

双氧水的生 产因为涉及氢气，有机溶剂及双氧水，具有易燃易爆的特征，需要高度
重视安全生产。