ИТС 34-2017 Производство прочих основных неорганических химических веществ

     5.2 Описание технологических процессов, используемых в производстве пероксида водорода

Современный промышленный способ получения пероксида водорода основан на окислении изопропилового спирта (изопропиловый метод). Сырьем процесса является водород, изопропиловый спирт. Принципиальная технологическая схема с замкнутым циклом по спирту приведена на рисунке 5.1.

Схема включает следующие этапы:

- перегонка изопропанола;

- окисление изопропилового спирта;

- двухстадийная перегонка реакционного раствора с выделением перекиси водорода;

- разделение изопропанола и ацетона;

- гидрирование ацетона;

- очистка сточных вод;

- абсорбция сдувок со стадии гидрирования;

- очистка отходящих газов со стадии окисления;

- абсорбция сдувок (дыхания) емкостей, колонн.

     
Рисунок 5.1 - Принципиальная схема получения пероксида водорода

Очистка (перегонка) изопропилового спирта

Сырье (изопропиловый спирт) подвергают дистилляции в колонне подготовки спирта.

Подогретый раствор изопропанола поступает в ректификационную колонну с колпачковыми тарелками, где за счет многократного испарения и конденсации происходит очистка и укрепление изопропанола до состава азеотропа.

Тепло, необходимое для процесса ректификации, сообщается через кипятильник колонны, обогреваемый паром.

Пары из верхней части колонны конденсируются в теплообменнике и направляются в приемную емкость. Изопропанол из приемной емкости далее направляется на стадию окисления.

Из приемной емкости часть раствора подается в колонну в виде флегмы.

Кубовый раствор колонны, представляющий собой загрязненную воду с примесью изопропанола, ацетона и пероксида водорода, после охлаждения направляется в санитарную колонну для очистки сточных вод.

Окисление изопропилового спирта

Далее на стадии окисления изопропиловый спирт окисляют в противоточном реакторе-окислителе кислородом воздуха или воздушно-кислородной смеси ВКС (давление - от 1,0 до 1,2 МПа, температура - от 105°С до 148°С).

Контакт изопропанола с воздухом или ВКС осуществляется при противоточном движении жидкости и газа за счет барботирования последнего через жидкость по всей высоте реактора-окислителя. Реакционный раствор из нижней части окислителя непрерывно отводится, последовательно проходит систему теплообменников и холодильников, где охлаждается и сливается в емкость для дальнейшей переработки.

Отходящие газы, содеражащие азот, кислород и органические примеси из реактора-окислителя, поступают на промывку в абсорбер для улавливания изопропилового спирта и ацетона и затем возвращаются на санитарную колонну и далее в процесс окисления.

Выделение пероксида водорода

Реакционный раствор после реактора-окислителя из емкости насосом непрерывно направляется в вакуумную ректификационную колонну для выделения пероксида водорода под вакуумом 64-77 кПа через теплообменник, где нагревается паром. В колонне методом ректификации идет разделение паров "органики" (ацетон, изопропанол), перемещающихся вверх, и водного раствора пероксида водорода, перетекающего в кубовую часть колонны. В линию питания колонны предусмотрена подача водного раствора ингибитора коррозии.

Тепло, необходимое для процесса ректификации, сообщается через трубчатый кипятильник, обогреваемый паром.