专利名称：过氧化氢的制法的制作方法
技术领域：
本发明涉及无机化合物制备领域，特别涉及从申请号为87103988专利申请中所得产物碱性过氧化氢水溶液来制备过氧化氢的方法。
在现有技术中，利用氧阴极反应所得过氧化钠水溶液(碱性过氧化氢溶液)制备过氧化氢时，一般用碱土金属的氢氧化物或碱土金属盐处理过氧化钠水溶液，使其产生碱土金属过氧化物的沉淀，然后用酸处理，悬浮于水中的碱土金属过氧化物就形成过氧化氢。B、Kastening博士在1973年7月20～27日于第二十五届国际电化学学会会议上所作的报告“氧气通过阴极还原反应生产过氧化氢”、和美国专利说明书4067787就是向过氧化钠水溶液中加入消石灰或氯化钙，从而使过氧离子和碱分开，然后用二氧化碳酸化，使形成碳酸钙和过氧化氢，所得碳酸钙经煅烧后得到氧化钙和二化碳还可重复利用。这个方法的主要缺点是操作过于繁复，难以投入工业实用，特别是所用消石灰或氯化钙必须是纯品，因为如果不是纯品而是工业品的话，当生成的过氧化氢遇到消石灰或氯化钙中的杂质时就会被激烈分解。
本发明的目的在于，用中和反应来综合利用过氧化钠水溶液中的碱，即将需用中和法生产的盐类和过氧化氢的生产组合在一起，以便在生成盐的同时得到过氧化氢。
本发明是以下列思路和方式实现上述目的的如果要利用过氧化钠水溶液中的碱，用中和方法是最适宜的，而且利用中和法同时生产盐和过氧化氢在经济上也是合算的;物质的溶解度是在一定温度和压力下该物质在一定溶剂中溶解的最高量，当温度下降时，一般其溶解度也降低，从而使该物质从该溶剂中结晶出来，因此，利用中和加冷却的操作可使某些物质中和产物的溶解度降低并绝大部分从其溶剂中分离出来，所以对于在冷却温度下在水中溶解度很小的中和产物的选择就是非常重要的了;此外，该中和产物水溶液最好是中性，至少是微酸性或微碱性，以便减少酸对设备的腐蚀问题和避免过氧化氢由于强碱性所引起的加热不稳定问题，所以对于中和产物水溶液PH值的选择也同样是重要的，因此适宜的中和产物应能同时满足以上的要求。由于磷酸盐工业用途广特别是钠的磷酸盐，有可能是本发明适宜的中和产物。钠的简单磷酸盐有例如二酸式盐(NaH2PO4)、一酸式盐(Na2HPO4)和磷酸盐(Na3HPO4)。其中NaH2PO4在低温时溶解度大，不利于中和产物在低温时和过氧化氢的分离;而Na3HPO4水溶液则是强碱性溶液，这样的强碱性使在加热时的过氧化氢呈极不稳定状态;Na2HPO4水溶液在冷却时例如在0℃左右，Na2HPO4的溶解度变得很小，约为1.67%，在冷却时它能绝大部分被结晶析出，而且Na2HPO4水溶液是微碱性，因此Na2HPO4被选作本发明过氧化钠水溶液的中和产物。在过氧化钠水溶液中加入酸或酸式盐即加入磷酸或钠的二酸式盐即可得到作为本发明中和产物的Na2HPO4，然后对Na2HPO4和H2O2的混合水溶液进行冷却，分离，蒸发和分馏即可得到Na2HPO4·10H2O和H2O2。至此，本发明的目的就完全达到了。
以下用附
图1的流程示意图详细说明本发明方法由申请号为87103988专利申请中空气阴极出来的碱性过氧化氢溶液的组成是含NaOH约70克/升、H2O2约30克/升的水溶液，在中和槽内对该过氧化钠水溶液用85%的工业磷酸或磷酸二氢钠的水溶液进行中和反应，当中和至PH9.0～9.7时，形成Na2HPO4和H2O2的混合水溶液，其反应式如下
或这时，还有由蒸发器返回的含过氧化氢的Na2HPO4浓盐进入中和槽内，使H2O2浓度平衡到5～7%，将该中和反应混合物水溶液降温到+5°～-5℃，生成的Na2HPO4·10H2O结晶析出，随后在离心分离机中将此固液混合物分离，得到固态的Na2HPO4·10H2O，分离出来含少量Na2HPO4的H2O2水溶液在锡制列管蒸发器中进行蒸发，未蒸发而残留的含过氧化氢的浓盐Na2HPO4从底下流出，使其返回中和槽内，所得到的气态H2O2和H2O被引入减压分馏塔中分馏，分馏压力约为160mmHg，得到约30%H2O2产品，顶部水蒸汽经过冷凝后变为水，在分离和蒸馏过程中，H2O2损失6-10%。
在本发明中用来中和碱性过氧化氢中的碱，并且产生Na2HPO4和H2O2混合水溶液的是工业磷酸或磷酸二氢钠(NaH2PO4)。使用工业磷酸的方案最好选择在生产磷酸盐的工厂内实施，因此，可同时产生过氧化氢和磷酸盐，按照本发明方法所得到的磷酸盐是Na2HPO4·10H2O，利用该水合盐还可生产Na2HPO4、H3PO4、Na3PO4、Na5P3O10等多种磷酸盐产物。使用NaH2PO4的方案最好用于原来以阳极法生产过氧化氢的工厂内实施，该厂可同时采用申请号为87103988专利申请和本发明，即采用上述87103988专利申请的空气阴极，并将不锈钢阳极板改为耐蚀钛基阳极板，阴极出来的碱性过氧化钠水溶液用从阳极出来的磷酸二氢钠中和。将生产过氧化氢的阳极法改为阴极法后可克服阳极法电耗高、设备腐蚀严重的缺点，并可节约贵重的铂电极。这两个制备过氧化氢的方案都具有设备简单、安全可靠、生产成本低，没有环境污染等优点。
实施例1从申请号为87103988专利申请阴极来的过氧化钠水溶液含有NaOH 80克/升、H2O234克/升，即NaOH/H2O2＝2.35，在其中加入85%的工业磷酸，将其中和至PH＝9.7，得到Na2HPO4和H2O2的混合水溶液，再加入由蒸发器返回的含H2O2的Na2HPO4浓盐，此时H2O2浓度被平衡至5%，在中和操作中损失全部H2O2的5%，将中和产物溶液冷却至0℃时，绝大部分Na2HPO4以Na2HPO4·10H2O析出，然后用离心分离器使该结晶固体盐分离，分出的含少量Na2HPO4的H2O2水溶液经蒸发和在分馏压力约为160mmHg下分馏，可得约30%H2O2产品。
实施例2将申请号为87103988专利申请的含醌空气电极的阳极由不锈钢改为耐蚀钛基阳极板，并将阳极液由NaOH改为Na2HPO4的水溶液。在阳极引入300～400克/升的Na2HPO4水溶液，阳极出口得到250～340克/升的NaH2PO4水溶液，即用此NaH2PO4水溶液对由阴极产生的过氧化钠水溶液进行中和，得到Na2HPO4和H2O2的混合水溶液，再加入由蒸发器返回的含H2O2的Na2HPO4浓盐溶液，此时在中和槽内的H2O2浓度被平衡至7%，当此溶液冷却到0℃时，绝大部分Na2HPO4以Na2HPO4·10H2O形式被析出，用离心分离将其分离，含少量Na2HPO4的H2O2水溶液经蒸发和在约160mmHg下减压分馏，得到约30% H2O2产品，在分离和蒸馏中H2O2损失10%。本例只生产H2O2而不同时生产磷酸盐，因生成的Na2HPO4作为阳极液加到电极中去了。
权利要求
1.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(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Na2HPO4·10H2O水合物形式析出，(3)在离心分离器中对含有Na2HPO4·10H2O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。
全文摘要
本发明涉及无机化合物制备领域，特别涉及从申请号为87103988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Na
文档编号C01B15/032GK1034902SQ88100548
公开日1989年8月23日 申请日期1988年2月11日 优先权日1988年2月11日
发明者袁志平, 常铁生 申请人:北京金马机电技术开发联营公司