alla kategorier
EN

Nyheter

Hem>Nyheter >Väteperoxid

Väteperoxid

Tid: 2021-04-29 Träffar: 116

Ren väteperoxid är en färglös vätska som är blandbar med vatten. Det levereras ofta som en 40 % (vikt/vikt) lösning men kan också erhållas upp till ca 70 % (vikt/vikt). Det används huvudsakligen som blekmedel.

 

Användning av väteperoxid

Väteperoxidens blekande egenskaper används i många industrier. Dess kanske mest välbekanta dagliga användning är i patentskyddade produkter som används för att tvätta kläder, till exempel i vissa former av VanishTM. Stora mängder väteperoxid används för att tillverka natriumperborat och natriumperkarbonat, som används som blekmedel i flytande och fasta tvättmedel. Natriumperborat, NaBO3.4H2O, tillverkas genom att tillsätta väteperoxid till en lösning av natriummetaborat och natriumhydroxid. Natriumperkarbonat framställs genom att tillsätta väteperoxid till en lösning av natriumkarbonat.

Figur 1 Användning av väteperoxid.

 

Figur 2 Kungsfiskaren kan livnära sig i en tidigare förorenad flod som har renats upp genom att behandla den med en lösning av väteperoxid.
Med vänligt tillstånd från Solvay.    

Medan dess användning i tvättmedel står för stora mängder väteperoxid, används det mesta i lösning för att bleka papper (öka dess ljushet), trämassa och tyger. Och nyligen har mycket stora anläggningar tagits i drift i Antwerpen (Belgien) och vid industrikomplexet på Map Ta Phut (Thailand). En tredje stor anläggning byggs på den östra kusten av Saudiarabien, vid Persiska viken, vid Jubail. Alla tre anläggningarna kommer att producera väteperoxid som kommer att användas för att göra epoxipropan (propylenoxid) genom direkt oxidation av propen. Epoxipropan kommer i sin tur främst att användas för att tillverka polyuretaner.

 

Figur 3 En vy av det petrokemiska komplexet Man Ta Phut vid Thailandbukten, nära gränsen till Kambodja. En anläggning för att producera väteperoxid har nyligen tagits i drift i komplexet. Den kan producera över 330 000 ton väteperoxid per år, den största anläggningen i världen. Detta fotografi visar destillationstorn som används för att separera alkaner från naturgas. Vätgasen som behövs för att tillverka väteperoxid kommer från metan i naturgas.
Med vänligt tillstånd från Love Krittaya (Wikimedia Commons)    

Årlig produktion av väteperoxid

(uttryckt som H2O2 100%)

Världen 4.3 miljoner ton1    

Kina 1.5 miljoner ton2    

US 400 000 ton2    

Belgien 300 000 ton2    

Thailand 300 000 ton2    

Kanada 200 000 ton2    

Data från:
1. Merchant Research and Consulting Ltd. 2015
2. Uppskattad från Merchant Research and Consulting Ltd. 2015

Tillverkning av väteperoxid

Över 99 % av väteperoxiden tillverkas genom en autooxidationsprocess.

Huvudstadierna är:
a) hydrering av en antrakinon
b) oxidation av den resulterande antrakinolen
c) extraktion av väteperoxidlösning
d) rening och koncentrering av väteperoxid

Figur 4 En vy av en tillverkningsanläggning för väteperoxid i Leuna, nära Leipzig i Tyskland.
Med vänligt tillstånd av Arkema.    

 

Processen

Reaktionerna sammanfattas i figur 4.

(a) Hydrogenering av en antrokinon

2-etylderivatet av antrakinon används vanligtvis i processen.

En lösning av 2-etylantrakinonen i ett blandat lösningsmedelssystem innehållande ett opolärt kolväte och ett polärt lösningsmedel, och en suspension av en nickel- eller palladiumbaserad katalysator på ett fast underlag, hydreras med vätgas vid ca 320 K. Reduktion till 2-alkylantrakinol inträffar. Katalysatorn avlägsnas genom filtrering och recirkuleras.

(b) Oxidation av antrakinolen

Lösningen av 2-etylantrakinol oxideras sedan med luft till en hydroperoxid, som reagerar i vatten för att reformera 2-etylantrakinon och producera en utspädd lösning av väteperoxid.

Figur 5 Tillverkning av väteperoxid med användning av 2-etylantrakinon.

Den övergripande reaktionen är alltså:

 

Figur 6 Oxidationsenheten för produktion av väteperoxid i Jarrie, söder om Grenoble, Frankrike.
Med vänligt tillstånd av Arkema.    

(c) Extraktion av väteperoxidlösning

Vatten tillsätts för att extrahera peroxiden som en vattenlösning innehållande 40 % väteperoxid. Det organiska lösningsmedelsskiktet recirkuleras till hydreringsenheten för ytterligare reaktion.

(d) Rening och koncentrering av väteperoxid

Den vattenhaltiga väteperoxidlösningen behandlas med organiska lösningsmedel och genom att luft pumpas igenom för att avlägsna kvarvarande kinon och lösningsmedel och producera standardprodukten på 40 %. Vissa applikationer kräver en produkt med högre koncentration som framställs genom vakuumkoncentration eller destillation till koncentrationer på upp till 70 %.

Väteperoxid i sin renaste form är i sig stabil. Men om den kommer i kontakt med vissa föroreningar (främst tungmetaller) kan den sönderdelas. Därför tillsätts normalt stabilisatorer till produkten. De verkar genom att komplexbinda med eventuella spår av övergångsmetalljoner som annars skulle katalysera nedbrytningen av väteperoxid. Typiska stabilisatorer är natriumstannat(IV) (som hydrolyserar till tenn(IV)hydroxid) och olika fosfater.

 Figur 7 Väteperoxidlösning håller på att lossas, efter att ha rest från där den tillverkades. Det används för att göra hydrazin. Hydrazin används som drivmedel i de flesta satelliter och som prekursor för natriumazid (ett gasbildande medel i krockkuddar) och för en mängd olika bekämpningsmedel.

Med vänligt tillstånd av Arkema.

   

   


Föregående: Applicering av väteperoxid

Nästa: Grön framdrivning genom H₂O₂ i raket