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蒽醌法生产H₂O₂

1936-01-01
  • Hans Joachim Riedl
  • Georg Pfleiderer
利用蒽醌工艺生产过氧化氢的工业设施。.

(图片仅供参考)

蒽醌法是20世纪30年代发展起来的,是目前主要的工业合成方法。 方法 用于制备过氧化氢。该方法包括将蒽醌衍生物氢化为蒽氢醌,然后用空气氧化蒽氢醌,从而再生原始蒽醌并生成过氧化氢。之后用水萃取并浓缩过氧化氢,形成一个连续高效的循环。

The anthraquinone process, also known as the Riedl-Pfleiderer process, is an elegant example of a catalytic cycle. The process begins with a solution of a 2-alkylanthraquinone (e.g., 2-ethylanthraquinone) in a mixture of organic solvents. This solution is hydrogenated using a 催化剂, typically palladium on a solid support. The hydrogenation reduces the quinone groups to hydroquinone groups, forming 2-alkylanthrahydroquinone. This is the reduction step. Following this, the solution is moved to an oxidizer vessel where it is bubbled with compressed air. The oxygen in the air oxidizes the anthrahydroquinone back to the original 2-alkylanthraquinone, and in the process, produces hydrogen peroxide. The overall reaction is [latex]H_2 + O_2 \rightarrow H_2O_2[/latex]. The hydrogen peroxide formed is immiscible with the organic solvent mixture and is extracted using demineralized water. The resulting aqueous solution is typically around 40% H₂O₂ by weight. This solution can then be purified and concentrated by vacuum distillation to produce various commercial grades, up to 70% or even higher for specialized applications. The organic solution containing the regenerated anthraquinone is dried and recycled back to the hydrogenation step, making the process a continuous loop. The only net inputs are hydrogen and oxygen (from air), and the only output is hydrogen peroxide (and water).

烷基和溶剂系统的选择对工艺的效率至关重要,因为它会影响溶解度、反应速率和中间产物的稳定性。可能会发生一些副反应,导致蒽醌降解,这就需要定期补充和净化工作溶液。尽管如此,该工艺仍具有高效性和可扩展性,因此 80 多年来一直是批量生产 H₂O₂ 的标准方法。.

UNESCO Nomenclature: 2208
- 有机化学

类型

化学过程

中断

递增

用法

广泛使用

前体

  • 了解醌/对苯二酚氧化还原化学
  • 工业规模催化加氢技术的开发
  • advances in chemical engineering, particularly liquid-liquid extraction and distillation
  • 发现钯是一种有效的加氢催化剂

应用程序

  • 纸浆和造纸工业过氧化氢的大规模生产
  • 制造环氧丙烷等化学中间体
  • 生产用于电子工业的高纯度过氧化氢
  • 为废水处理设施提供

专利:

  • US2158525A
  • US2215883A

潜在创新理念

  • 用于远程水净化的分散式现场过氧化物发生器
  • 用于蒽醌工艺的微反应器可提高安全性和效率
  • 利用太阳能蒽醌光催化分解水制氢的工艺
  • 将放热氧化步骤产生的废热用于其他工厂工艺的集成系统
  • 能够执行蒽醌循环步骤的基因工程微生物
  • ionic liquid-based solvent systems to reduce 挥发性有机化合物 (VOC) emissions
  • new 催化剂 that are more resistant to poisoning and degradation
  • 利用水电解产生氢气的电化学过程
  • 用于纺织品漂白的闭环系统,可在现场再生过氧化物
  • 利用人工智能进行智能过程控制,实时优化反应条件
相关内容: 蒽醌工艺、工业化学、过氧化氢生产、Riedl-Pfleiderer、催化循环、氢化、氧化、2-乙基蒽醌、钯催化剂、化学工程.

历史背景

蒽醌法生产H₂O₂

1930
1931
1932
1936-01-01
1938
1940
1950
1930
1931
1932
1933
1937
1940
1947
1950

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

第十年 周年纪念日

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