本发明涉及一种蒽醌法生产双氧水工作液中的溶剂体系。
背景技术：
双氧水是一种重要的化工产品，在造纸、化工、食品、环保等领域应用广泛。从双氧水出发可以制备很多有价值的化工产品，如无机过氧酸及其盐、环氧化物、有机过氧化物以及有意义的化学反应中间产物。双氧水作为一种较弱的氧化剂，在有机合成中具有比其他氧化剂高得多的选择性。双氧水在纺织业和造纸业中用作漂白剂，在化工合成中用作氧化剂，在食品和医药工业中用作消毒剂和杀菌剂，在环保方面可用于处理有毒废水，其中处理最多和最有效的是硫化物、氰化物和酚类化合物。过氧化氢还可用于处理有毒废气，如SO2、NO和H2S等。也被用于将水体中的有机污染物氧化降解。过氧化氢本身最终反应产物是水，不产生二次污染，是一种优良的绿色工业原料和消毒剂。近年来，随着双氧水在环保和其它方面新应用的开发，双氧水的需求量日益增加。
双氧水制备方法主要有：电解法、空气阴极法、蒽醌法、氢氧直接合成法、甲基苄基醇氧化法、异丙醇氧化法、燃料电池法以及水溶液中用一氧化碳生产双氧水法等。其中，蒽醌法由于其工艺技术先进、生产规模大、自动化程度高、成本和能耗低、三废易于治理等优点，相对其它方法具有较大优势。
蒽醌法生产双氧水工艺中，工作液主要是由工作载体和溶解工作载体的溶剂组成。溶剂的性质不仅直接决定装置的生产能力，而且对氢化、氧化和萃取操作过程的效率，有效蒽醌的降解都有较大影响。因此，对于溶剂的选择，一般要求其具有对工作载体溶解能力强，化学稳定性好，在水和过氧化氢中的溶解度小，与水分层明显，粘度小，毒性低等优点。在通常情况下，溶剂一般都是由两种有机溶剂混合配制而成，一种主要作为蒽醌的溶剂，另一种主要作为
氢蒽醌的溶剂。国内过氧化氢装置中蒽醌溶剂主要使用的是C9重芳烃，其中含三甲苯、甲乙苯、丙苯和茚的异构体等；氢蒽醌溶剂多采用高级脂肪醇、有机酸或无机酸的酯类，已工业化应用的有磷酸三辛酯、二异丁基甲醇、醋酸甲基环己酯等。目前比较常见溶剂体系是重芳烃与磷酸三辛酯。
为了提高蒽醌的溶解度，也有采用三溶剂体系的工作液。CN1552618A公开了一种双氧水生产过程中的有机溶剂体系，其采用C9~C10的芳烃、磷酸三辛酯和2-甲基环己基醋酸酯为工作液体系，提高了蒽醌溶解度，提高了氢化效率。CN101798065A公开了一种用于蒽醌法生产过氧化氢的工作液配方，其中溶剂组成为：重芳烃65%～80%，磷酸三辛酯5%～25%，N-苯基N-乙基苯甲酰胺4.5%～17.8%，工作载体的溶解度大、工作液密度适中，工作负荷大，降低蒽醌降解率。三组分体系虽然提高的蒽醌溶解度，提高了氢化效率，但第三组分的加入，也使混合溶剂成分更加复杂，同时增加了双氧水的生产成本。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明提供了一种蒽醌法生产双氧水工作液中的溶剂体系。该工作液采用两组分溶剂体系，与重芳烃与磷酸三辛酯溶剂体系相比，提高了蒽醌溶解度，提高了氢化效率，与三组分体系相比，简化了组成，降低了生产成本。
本发明的蒽醌法生产双氧水工作液中的溶剂体系，溶剂体系中各组分的体积百分比为：重芳烃50%～80%，优选70%～75%，2-苯乙醇20%～50%，优选25%～30%。
本发明的溶剂体系中，所述的重芳烃是蒽醌法生产双氧水中常用的C9-C10重芳烃溶剂，密度为0.860-0.885g/cm3。
本发明同时提供一种由上述溶剂体系制备的工作液，工作液载体为本领域常用的烷基蒽醌，工作液配制方法为本领域技术人员熟知，其中2-乙基蒽醌在工作液中的溶解度为120～170克/升，工作液的氢效为8～10克/升。
采用上述的工作液，在催化剂的存在下，用氢气将工作液中的蒽醌烷基衍生物氢化还原，生成氢蒽醌，然后在氧化反应器中经空气氧化后，得到双氧水，同时氢蒽醌还原为蒽醌衍生物。
本发明工作液应用于蒽醌法生产双氧水过程中，氢化过程工艺条件为：氢化温度为30～80℃，氢化压力为0.2～0.5MPa，空速为1～30h-1，氢液比为1：1～300：1。氧化过程工艺条件为：氧化温度为30～70℃，氧化压力为0.05～0.5MPa。
与现有技术相比，本发明具有如下特点：2-苯乙醇作为溶剂，与重芳烃混合溶解蒽醌烷基衍生物，提高了蒽醌在工作液中的溶解度，可以较大的提高氢效，从而提高生产能力，降低了生产成本。
具体实施方式
下面结合实施例来进一步说明本发明的作用和效果，但并不局限于以下实施例。
本发明是采用10mL固定床微型反应器进行氢化反应，氢化之后将所得样品采用空气50℃进行氧化1小时，再用分液漏斗萃取四次，检测其中双氧水的含量。双氧水含量检测采用高锰酸钾滴定法。催化剂采用常规制备的Pd/Al2O3催化剂。催化剂粒径0.4mm-0.5mm，孔容0.6cm3/g-0.7cm3/g，比表面积150m2/g-180m2/g，Pd含量为0.25%-0.35%。
实施例1
以重芳烃：2-苯乙醇＝75：25（体积比）为工作液介质，2-乙基蒽醌溶解度为160克/升。氢化温度为50℃，氢化压力为0.25MPa，空速为5h-1，氢液比为12：1。氧化温度为50℃，氧化压力为0.20MPa。氢效为9.23克/升
实施例2
以重芳烃：2-苯乙醇＝50：50（体积比）为工作液介质，2-乙基蒽醌溶解度为145克/升。氢化温度为55℃，氢化压力为0.30MPa，空速为8h-1，氢液比为10：1。氧化温度为55℃，氧化压力为0.20MPa。氢效为8.24克/升。
比较例1
以重芳烃：磷酸三辛酯＝75：25（体积比）为工作液介质，2-乙基蒽醌溶解度为129克/升。氢化温度为55℃，氢化压力为0.25 MPa，空速为5h-1，氢液比为12：1。氧化温度为50℃，氧化压力为0.20MPa。氢效为7.20克/升。
比较例2
以重芳烃：磷酸三辛酯＝50：50（体积比）为工作液介质，2-乙基蒽醌溶解度为98克/升。氢化温度为55℃，氢化压力为0.25 MPa，空速为10h-1，氢液比为15：1。氧化温度为50℃，氧化压力为0.15 MPa。氢效为5.10克/升。
比较例3
按照CN1552618A中实施例3配制工作液，2-乙基蒽醌溶解度为154克/升。氢化温度为55℃，氢化压力为0.25 MPa，空速为5h-1，氢液比为12：1。氧化温度为50℃，氧化压力为0.20 MPa。氢效为8.32克/升。