过氧化氢.doc

1、 过氧化氢摘要 在不同的情况下可有氧化作用或还原作用。可用氧化剂、漂白剂、消毒剂、脱氯剂，并供火箭燃料、有机或无机过氧化物、泡沫塑料和其他多孔物质等。 医用双氧水(3%左右或更低)是很好的消毒剂 。工业用是 35%左右用于漂白，作强氧化剂，脱氯剂，燃料等。军用级 99%，主要推广应用于航天姿控发动机及载人飞船上，还可以应用于军事卫星、运载火箭和反弹道导弹。关键字 过氧化氢 工艺流程 正文 物理性质英 文 名 称 ： Hydrogen peroxide 分 子 结 构 ： O 原 子 以 sp3 杂 化 轨 道 成 键 、 分 子 为 共 价 极 性 分 子 。 H-O-O 键 角 96 度 5

2、2 分 外 观 与 性 状 ： 水 溶 液 为 无 色 透 明 液 体 ， 有 微 弱 的 特 殊 气 味 。 纯 过 氧 化氢 是 淡 蓝 色 的 油 状 液 体 。 主 要 成 分 ： 工 业 级 分 为 27.5%、 35%两 种 。 试 剂 级 常 分 为 30%、 40%两 种 。 分 子 量 ： 34.02 熔 点 ( )： -0.89 (无 水 ) 沸 点 ( )： 152.1 (无 水 ) 折 射 率 ： 1.4067（ 25 ） 相 对 密 度 (水 =1)： 1.46(无 水 ) 饱 和 蒸 气 压 (kPa)： 0.13(15.3 ) 溶 解 性 ： 能 与 水 、 乙

3、醇 或 乙 醚 以 任 何 比 例 混 合 。 不 溶 于 苯 、 石 油 醚 。结 构 ： H-O-O-H 既 有 极 性 共 价 键 又 有 非 极 性 共 价 键化学性质酸 碱H2O2 是 二 元 弱 酸 ， 具 有 酸 性 。 氧 化 性具 有 较 强 的 氧 化 性 H2O2+ 2KI + 2HCl = 2KCl + I2+ 2H2O 2Fe2+ + H2O2+ 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O H2O2+ H2S = S + 2H2O H2O2+ SO2= H2SO4 注 ： 在 酸 性 条 件 下 H2O2 的 还 原 产 物 为 H2O， 在 中 性 或 碱 性 条 件 其

4、 还 原产 物 为 氢 氧 化 物 。 还 原 性2KMnO4+ 5H2O2+ 3H2SO4= 2MnSO4+ K2SO4 + 5O2 + 8H2O 2KMnO4+ 3H2O2= 2MnO2+ 2KOH + 3O2 + 2H2O H2O2+ Cl2= 2HCl + O2 注 ： H2O2 的 氧 化 产 物 为 O2 不 稳 定 性过 氧 化 氢 在 常 温 可 以 发 生 分 解 反 应 生 成 氧 气 和 水 （ 缓 慢 分 解 ） ， 在 加 热或 者 加 入 催 化 剂 后 能 加 快 反 应 ， 催 化 剂 有 二 氧 化 锰 、 硫 酸 铜 、 碘 化 氢 、 二氧 化 铅 、 三

5、 氯 化 铁 ， 及 生 物 体 内 的 过 氧 化 氢 酶 等 2H2O2=MnO2= 2H2O + O2 2H2O2 = = 2H2O + O2 4、 H2O2 的 保 存 方 法 实 验 室 里 常 把 H2O2 装 在 棕 色 瓶 内 避 光 并 放 在 阴凉 处 。 5、 H2O2 的 用 途 作 消 毒 、 杀 菌 剂 ， 作 漂 白 剂 、 脱 氯 剂 ， 纯 H2O2 还 可作 火 箭 燃 烧 的 氧 化 剂 等 。 电 解 反 应电 解 过 氧 化 氢 会 生 成 臭 氧 和 水 ， 同 时 水 又 生 成 氢 气 和 氧 气 。 分 步 反 应 化 学 方 程 式 ： 一

6、、 3H2O2=电 解 = 3H2O + O3 二 、 2H2O =电 解 = 2H2 + O2 总 反 应 化 学 方 程 式 为 ： 6H2O2=电 解 =6H2 + 2O3 + 3O2 注 ： 首 次 生 成 的 臭 氧 颜 色 为 橙 黄 。 分 解 反 应1.取 5ml5%的 过 氧 化 氢 溶 液 于 试 管 中 ， 将 带 火 星 的 木 条 伸 入 试 管 中 ， 木条 没 有 复 燃 。 2.取 5ml5%的 过 氧 化 氢 溶 液 于 试 管 中 ， 加 热 ， 再 将 带 火 星 的 木 条 伸 入 试管 中 ， 木 条 难 以 复 燃 。 注 意 ： 此 时 不 是 试

7、 管 内 有 大 量 水 蒸 汽 ， 而 是 氧 气 浓 度 低 3.取 5ml5%的 过 氧 化 氢 溶 液 于 试 管 中 ， 加 入 少 量 二 氧 化 锰 ， 再 将 带 火 星的 木 条 伸 入 试 管 中 ， 木 条 复 燃 。 二 氧 化 锰 做 催 化 剂 （ 起 催 化 作 用 ， 加 快 化学 反 应 速 率 ， 且 反 应 前 后 其 质 量 与 化 学 性 质 均 不 发 生 改 变 ） ， 和 过 氧 化 氢 反应 生 成 氧 气 和 水 。 4.化 学 方 程 式 ： 2H2O2=MnO2= 2H2O + O2 催 化 原 理双 氧 水 的 分 解 是 个 自 身

8、氧 化 还 原 的 反 应 ， 也 叫 歧 化 反 应 。 酸 性 溶 液 中 的 标 准 电 极 电 势 对 比 ： O2+2H+ +2e- =H2O2 0.695V H2O2+2H+ +2e -=2H2O 1.776 V 可 以 看 出 过 氧 化 氢 具 有 很 强 的 还 原 性 ， 同 时 具 有 很 强 的 氧 化 性 ， 歧 化 反应 的 电 极 电 势 高 达 1.0V 以 上 ， 歧 化 反 应 理 应 相 当 剧 烈 ， 但 是 由 于 过 氧 键 有一 定 的 稳 定 性 造 成 实 际 上 双 氧 水 的 歧 化 反 应 并 没 有 那 么 强 烈 ， 所 以 需 要

9、加 入催 化 剂 。 【 催 化 剂 的 中 心 元 素 都 是 变 价 的 ， 而 且 要 求 此 元 素 氧 化 态 能 够 氧 化 双 氧水 ， 但 是 还 原 态 的 能 够 被 双 氧 水 氧 化 。 】 二 氧 化 锰 作 催 化 剂 时 候 ， 目 前 最 被 认 可 的 反 应 原 理 是 ： H2O2+MnO2=H2MnO4 ( H0) H2MnO4+H2O2= MnO2+2H2O+ O2 该 催 化 过 氧 化 氢 分 解 原 理 是 H2O2 先 做 氧 化 剂 ， 再 做 还 原 剂 。 也 可 以 是 先 做 还 原 剂 再 做 氧 化 剂 。 比 如 铁 离 子 催

10、 化 作 用 ： H2O2+2Fe3+=2Fe2+2H+O2 H2O2+2Fe2+2H+=2Fe3+2H2O 但 是 铁 离 子 的 氧 化 性 太 弱 ， 所 以 该 反 应 第 一 步 进 行 很 慢 ， 造 成 铁 离 子 的催 化 效 果 比 二 氧 化 锰 差 很 远 。 制 取 氧 气可 把 过 氧 化 氢 装 入 试 管 中 ， 加 入 催 化 剂 （ 二 氧 化 锰 、 沸 石 ） ， 插 上 单 孔橡 皮 塞 和 导 管 ， 用 排 水 法 制 取 氧 气 。 化 学 方 程 式 为 2H2O2=（ 催 化 剂 ）2H2O+O2。 这 个 实 验 十 分 常 用 。 工 艺

11、流 程来自循环工作液泵的工作液，通过自控仪表控制一定流量进入工作液预热器，预热到一定温度后与来自循环氢化液泵的部分氢化液，以及来自氢纯工段过滤器过滤和氢、氮气预热器预热后的氢气一起进入静态混合器，气、液充分混合后进入氢化塔上部。氢化塔上部，。氢化塔有三节组成，每一节顶部均设有气液分离器，以使进入塔内的气体和液体分布均匀。工作液中的 EAQ 和 H4EAQ 在触媒的催化作用下与 H2 发生反应，生成相应的 HEAQ 和 H4HEAQ。根据氢化效率的要求及触媒活性，氢化反应可使用三节触媒中任意一节（单独）或两节（串联）。例如当使用两节时，工作液与氢气的混合物，先进入上节顶部，并流而下通过塔内触媒层

12、，由塔底流出，再经塔外连通管进入中节顶部，再从塔底流出，进入氢化液分离器。1 A- Y5 m1 R( + I0 , n) h$ Z从氢化塔出来的工作液（称氢化液）和未反应的氢气（称尾气），连续进入氢化液气液分离器，尾气由分离器顶部排出，经再生蒸气冷凝器冷凝其中所含溶剂后，进入冷凝液计量槽，溶剂流于其中，尾气再经尾气流量计控制流量后经阻火器放空。自氢化液气液分离器底部出来的氢化液，借助自控仪表控制一定液位后，进入氢化液过滤器，滤除其中可能夹带的少量触媒及其载体粉末和氧化铝粉，由氢化液过滤器出来的氢化液分 10%进入氢化液白土床，床内装有活性氧化铝，用来再生氢化液中的降解作，然后和 90%的氢化液

13、一起进入氢化液贮槽，在此，溶解于氢化液中的少量氢气被解析出来经氢化液尾气冷凝器和阻火器放空。 氢化液气液分离器中的氢化液，可借助循环氢化液泵部份循环回氢化塔中，以控制塔内温度均匀，氢化效率的稳定和操作安全。来自磷酸计量槽磷酸和硝酸铵的混合水溶液与来氢化液贮槽的氢化液一起进入氢化液泵，磷酸与氢化液在泵内被混合，通过自控仪表以一定的流量进入氢化液冷却器，冷却到一定的温度后进入氧化塔上节底部，同时来自动力站的压缩空气经过空气过滤器过滤后进入氧化塔，与氢化液一起并流向上。在塔呐，氢化液中的部份 HEAQ 的 H4HEAQ 与空气中氧发生反应，生成过氧化氢。氧化塔是一个由两节塔组成的空塔，每节塔底部都通

14、入新鲜空气，并散器分散。向每节塔内通入的空气量，是根据氧化效率和尾气中剩余氧含量（一般为 6%左右）而加以控制。从氧化塔上节顶部出来的被部分氧化的氢化液与剩余空气（称尾气）一起进入氧化液气液分离器 A 分离气体，被部分氧化了的氢化液（氧化液）从分离器底部流出进入氧化液冷却器，冷却到一定温度后进入氧化塔下节底部，与进来另一股经过滤的新鲜空气一起并流向上，在塔内一部分 HEAQ 和 H4HEAQ被氧化，使得氢化液中的 HEAQ 和 H4HEAQ 95%以上被氧化生成过氧化氢。几乎被完全氧化了的氧化液与剩余空气（称尾气）一起从氧化塔一节顶部进入氧化液气液分离器 B 分除气体后进入氧化液贮槽。他离器内

15、必须保持一定的液位， 以防空气进入氧化液贮槽。从 1#、2#分离器出来的气体汇合到一起进入氧化尾气冷却器，冷却后的尾气进入氧化尾气冷干机组，尾气中的大部分溶剂被冷干成液体，少量未冷干的溶剂随同尾气一起通过自动控制进入活性炭吸附系统，进行吸附后放空或直接加阻火器放空。被氧化尾气冷却气和冷干机组冷却下来的溶剂。进入芳烃中间受槽，分离部分水份后，溶剂或去氢化液贮槽或去废芳烃高位槽。回收再利用。在生产过程中来自酸碱中和的水份和空气中夹带的水份以及少量过氧化氢分解时产生的水份积存在氧化塔上、下塔底部，这部分氧化残液稳定性低，H2O2 含量高、极易分解，因此必须定期将其排放至氧化残液分离器中，时行双氧水与

16、工作液的分离。分离后的双氧水排至污水处理，排放同时加水稀释，或直接用塑料桶收集。分离的工作液进入配制釜回收利用。作 用 与 用 途化 学 工 业 用 作 生 产 过 硼 酸 钠 、 过 碳 酸 钠 、 过 氧 乙 酸 、 亚 氯 酸 钠 、 过 氧化 硫 脲 等 的 原 料 ， 酒 石 酸 、 维 生 素 等 的 氧 化 剂 。 医 药 工 业 用 作 杀 菌 剂 、 消 毒剂 ， 以 及 生 产 福 美 双 杀 虫 剂 和 40l 抗 菌 剂 的 氧 化 剂 。 印 染 工 业 用 作 棉 织 物的 漂 白 剂 ， 还 原 染 料 染 色 后 的 发 色 剂 。 用 于 生 产 金 属 盐

17、类 或 其 他 化 合 物 时除 去 铁 及 其 他 重 金 属 。 也 用 于 电 镀 液 ， 可 除 去 无 机 杂 质 ， 提 高 镀 件 质 量 。还 用 于 羊 毛 、 生 丝 、 皮 毛 、 羽 毛 、 象 牙 、 猪 鬃 、 纸 浆 、 脂 肪 等 的 漂 白 。 高浓 度 的 过 氧 化 氢 可 用 作 火 箭 动 力 燃 料 。 5 使 用 注 意 事 项健 康 危 害侵 入 途 径 ： 吸 入 、 食 入 。 健 康 危 害 ： 吸 入 该 品 蒸 气 或 雾 对 呼 吸 道 有 强 烈 刺 激 性 。 眼 直 接 接 触 液 体可 致 不 可 逆 损 伤 甚 至 失 明

18、。 口 服 中 毒 出 现 腹 痛 、 胸 口 痛 、 呼 吸 困 难 、 呕 吐 、一 时 性 运 动 和 感 觉 障 碍 、 体 温 升 高 等 。 个 别 病 例 出 现 视 力 障 碍 、 癫 痫 样 痉 挛 、轻 瘫 。 6 毒 理 学 资 料急 性 毒 性 ： LD504060mg/kg(大 鼠 经 皮 )； LC502000mg/m3， 4 小 时 (大 鼠吸 入 ) 致 突 变 性 ： 微 生 物 致 突 变 :鼠 伤 寒 沙 门 氏 菌 10 L/皿 ;大 肠 杆 菌 5ppm。姊 妹 染 色 单 体 交 换 :仓 鼠 肺 353 mol/L。 致 癌 性 ： IARC 致

19、癌 性 评 论 :动 物 可 疑 阳 性 。 危 险 特 性 ： 爆 炸 性 强 氧 化 剂 。 过 氧 化 氢 自 身 不 燃 ， 但 能 与 可 燃 物 反 应 放出 大 量 热 量 和 气 氛 而 引 起 着 火 爆 炸 。 过 氧 化 氢 在 pH 值 为 3.5 4.5 时 最 稳定 ， 在 碱 性 溶 液 中 极 易 分 解 ， 在 遇 强 光 ， 特 别 是 短 波 射 线 照 射 时 也 能 发 生 分解 。 当 加 热 到 100 以 上 时 ， 开 始 急 剧 分 解 。 它 与 许 多 有 机 物 如 糖 、 淀 粉 、醇 类 、 石 油 产 品 等 形 成 爆 炸 性

20、混 合 物 ， 在 撞 击 、 受 热 或 电 火 花 作 用 下 能 发生 爆 炸 。 过 氧 化 氢 与 许 多 无 机 化 合 物 或 杂 质 接 触 后 会 迅 速 分 解 而 导 致 爆 炸 ，放 出 大 量 的 热 量 、 氧 和 水 蒸 气 。 大 多 数 重 金 属 (如 锨 、 铜 、 银 、 铅 、 汞 、 锌 、钴 、 镍 、 铬 、 锰 等 )及 其 氧 化 物 和 盐 类 都 是 活 性 催 化 剂 ， 尘 土 、 香 烟 灰 、 碳粉 、 铁 锈 等 也 能 加 速 分 解 。 浓 度 超 过 74%的 过 氧 化 氢 ， 在 具 有 适 当 的 点 火 源或 温

21、度 的 密 闭 容 器 中 ， 会 产 生 气 相 爆 炸 。 燃 烧 (分 解 )产 物 ： 氧 气 、 水 。 6 泄 漏 应 急 处 理迅 速 撤 离 泄 漏 污 染 人 员 至 安 全 区 ， 并 进 行 隔 离 ， 严 格 限 制 出 入 。 建 议 应急 处 理 人 员 戴 自 给 正 压 式 呼 吸 器 ， 穿 防 酸 碱 工 作 服 。 尽 可 能 切 断 泄 漏 源 ， 防止 进 入 下 水 道 、 排 洪 沟 等 限 制 性 空 间 。 小 量 泄 漏 :用 砂 土 、 蛭 石 或 其 它 惰 性材 料 吸 收 。 也 可 以 用 大 量 水 冲 洗 ， 洗 水 稀 释 后

22、 放 入 废 水 系 统 。 大 量 泄 漏 :构 筑 围 堤 或 挖 坑 收 容 ;喷 雾 状 水 冷 却 和 稀 释 蒸 汽 、 保 护 现 场 人 员 、 把 泄 漏 物稀 释 成 不 燃 物 。 用 泵 转 移 至 槽 车 或 专 用 收 集 器 内 ， 回 收 或 到 家 至 废 物 处 理 场所 处 置 。 废 弃 物 处 置 方 法 :废 液 经 水 稀 释 后 发 生 分 解 ， 放 出 氧 气 ， 待 充 分 分 解 后 ，把 废 液 冲 入 下 水 道 。 6 防 护 措 施呼 吸 系 统 防 护 ： 可 能 接 触 其 蒸 气 时 ， 应 该 佩 戴 自 吸 过 滤 式

23、防 毒 面 具 (全面 罩 )。 眼 睛 防 护 :呼 吸 系 统 防 护 中 已 作 防 护 。 身 体 防 护 :穿 聚 乙 烯 防 毒 服 。 手 防 护 ： 戴 氯 丁 橡 胶 手 套 。 其 它 ： 工 作 现 场 严 禁 吸 烟 。 工 作 毕 ， 淋 浴 更 衣 。 注 意 个 人 清 洁 卫 生 。6 急 救 措 施皮 肤 接 触 ： 脱 去 被 污 染 的 衣 着 ， 用 大 量 流 动 清 水 冲 洗 。 眼 睛 接 触 ： 立 即 提 起 眼 睑 ， 用 大 量 流 动 清 水 或 生 理 盐 水 彻 底 冲 洗 至 少15 分 钟 。 就 医 。 吸 入 ： 迅 速 脱

24、 离 现 场 至 空 气 新 鲜 处 。 保 持 呼 吸 道 通 畅 。 如 呼 吸 困 难 ， 给输 氧 。 如 呼 吸 停 止 ， 立 即 进 行 人 工 呼 吸 。 就 医 。 食 入 ： 饮 足 量 温 水 ， 催 吐 ， 就 医 。 灭 火 方 法 ： 消 防 人 员 必 须 穿 戴 全 身 防 火 防 毒 服 。 尽 可 能 将 容 器 从 火 场移 至 空 旷 处 。 喷 水 冷 却 火 场 容 器 ， 直 至 灭 火 结 束 。 处 在 火 场 中 的 容 器 若 已 变色 或 从 安 全 泄 压 装 置 中 产 生 声 音 ， 必 须 马 上 撤 离 。 灭 火 剂 :水 、

25、 雾 状 水 、 干粉 、 砂 土 。 6 碱 性 过 氧 化 氢 制 法生 产 碱 性 过 氧 化 氢 用 含 醌 空 气 电 极 ， 其 特 征 在 于 每 对 电 极 由 阳 极 板 、 塑料 网 、 阳 离 子 隔 膜 和 含 醌 空 气 阴 极 组 成 ， 在 电 极 工 作 区 的 上 、 下 端 设 有 进 入流 体 的 分 配 室 和 排 出 流 体 的 收 集 室 ， 在 流 体 进 口 处 设 有 节 流 孔 ， 多 组 元 电 极采 用 有 限 制 的 偶 极 串 联 接 法 ， 加 长 阳 极 循 环 碱 水 进 、 出 口 用 的 塑 料 软 管 后 再接 至 集 液

26、 总 管 ， 多 组 元 电 极 组 由 单 元 极 板 组 装 。 7 用 磷 酸 将 过 氧 化 钠 水 溶 液 中 和 法该 制 法 涉 及 无 机 化 合 物 制 备 领 域 ， 特 别 涉 及 从 申 请 号 为 871 03988 专利 申 请 中 所 得 阴 极 产 物 的 过 氧 化 钠 水 溶 液 制 备 过 氧 化 氢 的 方 法 。 用 磷 酸 或磷 酸 二 氢 钠 将 过 氧 化 钠 水 溶 液 中 和 至 pH9 0 9 7， 使 生 成 Na2HPO4 和H2O2， 将 所 说 的 Na2HPO4 和 H2O2 水 溶 液 冷 却 到 +5 5 ， 使 绝 大 部

27、分Na2HPO4 以 Na2HPO4 10H2O 水 合 物 形 式 析 出 ， 再 在 离 心 分 离 器 中 将 含 有Na2HPO4 10H2O 水 合 物 和 过 氧 化 氧 水 溶 液 混 合 物 进 行 分 离 ， 分 离 出 该 水合 物 ， 随 后 再 对 含 有 少 量 Na2HPO4 的 过 氧 化 氢 水 溶 液 进 行 蒸 发 和 分 馏 ，得 到 约 30%H2O2 产 品 。 权 利 要 求 ： 制 备 过 氧 化 氢 的 方 法 ， 其 特 征 在 于 ， 用 下 列 步 骤 从 过 氧 化 钠 水 溶 液 制备 ： （ 1） 用 磷 酸 或 磷 酸 二 氢 钠

28、NaH2PO4 将 过 氧 化 钠 水 溶 液 中 和 至9 0 9 7， 使 生 成 Na2HPO4 和 H2O2 的 水 溶 液 。 （ 2） 使 所 说 的 Na2HPO4 和 H2O2 水 溶 液 冷 却 到 +5 5 ， 从 而 使 绝 大 部 分 Na2HPO4 以 Na2HPO410H2O 水 合 物 形 式 析 出 。 （ 3） 在 离 心 分 离 器 中 对 含 有 Na2HPO410H2O 水 合 物 和 过 氧 化 氢 水 溶液 混 合 物 进 行 分 离 ， 从 而 使 Na2HPO4 10H2O 结 晶 从 含 少 量 Na2HPO4 的 过氧 化 氢 水 溶 液 中

29、 分 离 出 来 。 （ 4） 将 所 说 的 含 少 量 Na2HPO4 的 过 氧 化 氢 水 溶 液 在 蒸 发 器 中 蒸 发 ，得 到 含 H2O2 和 H2O 的 蒸 汽 ， 而 含 过 氧 化 氢 的 Na2HPO4 浓 盐 溶 液 从 底 部 流 出并 返 回 中 和 槽 。 （ 5） 将 所 说 的 含 H2O2 和 H2O 的 蒸 汽 在 分 馏 塔 中 进 行 减 压 分 馏 ， 得 到约 30%H2O2 产 品 。 7 电 解 硫 酸 法用 电 解 60%的 硫 酸 ， 得 到 过 二 硫 酸 ， 再 经 水 解 可 得 浓 度 为 95%的 双 氧 水 。7 2-乙 基 蒽 醌 法现 在 工 业 规 模 化 生 产 主 要 方 法 是 2-乙 基 蒽 醌 （ EAQ)法 。 2-乙 基 蒽 醌 在一 定 温 度 压 力 在 催 化 剂 作 用 下 和 氢 气 反 应 生 成 2-乙 基 氢 蒽 醌 ， 2-乙 基 氢 蒽醌 在 一 定 温 度 压 力 下 与 氧 发 生 氧 化 还 原 反 应 ， 2-乙 基 氢 蒽 醌 还 原 生 成 2-乙基 蒽 醌 和 过 氧 化 氢 。 7