alle kategorier
EN

Nyheder

Forside>Nyheder > Brintoverilte

Brintoverilte

Tid: 2021-04-29 Hits: 126

Ren hydrogenperoxid er en farveløs væske, som er blandbar med vand. Det leveres ofte som en 40% (w/w) opløsning, men kan også opnås op til ca. 70% (w/w). Det bruges primært som blegemiddel.

 

Anvendelse af hydrogenperoxid

Hydrogenperoxids blegeegenskaber bruges i mange industrier. Dens måske mest velkendte daglige brug er i proprietære produkter, der bruges til at vaske tøj, for eksempel i nogle former for VanishTM. Store mængder brintoverilte bruges til fremstilling af natriumperborat og natriumpercarbonat, som bruges som blegemiddel i flydende og faste rengøringsmidler. Natriumperborat, NaBO3.4H2O, fremstilles ved at tilsætte hydrogenperoxid til en opløsning af natriummetaborat og natriumhydroxid. Natriumpercarbonat fremstilles ved at tilsætte hydrogenperoxid til en opløsning af natriumcarbonat.

Figur 1 Anvendelser af hydrogenperoxid.

 

Figur 2 Isfuglen er i stand til at spise i en tidligere forurenet flod, som er blevet renset op ved at behandle den med en opløsning af hydrogenperoxid.
Med venlig tilladelse fra Solvay.    

Mens dets brug i vaskemidler tegner sig for store mængder hydrogenperoxid, bruges det meste i opløsning til at blege papir (forøger dets lysstyrke), træmasse og tekstiler. Og for nylig er der kommet meget store anlæg i drift i Antwerpen (Belgien) og på industrikomplekset ved Map Ta Phut (Thailand). Et tredje stort anlæg er ved at blive bygget på den østlige kyst af Saudi-Arabien ved Den Persiske Golf ved Jubail. Alle tre anlæg vil producere hydrogenperoxid, som vil blive brugt til at fremstille epoxypropan (propylenoxid) ved direkte oxidation af propen. Epoxypropan vil til gengæld primært blive brugt til fremstilling af polyurethaner.

 

Figur 3 Et billede af det petrokemiske kompleks Man Ta Phut i Thailandbugten tæt på grænsen til Cambodja. Et anlæg til fremstilling af hydrogenperoxid er for nylig blevet taget i brug i komplekset. Den er i stand til at producere over 330 000 tons brintoverilte om året, det største anlæg i verden. Dette fotografi viser destillationstårne, der bruges til adskillelse af alkaner fra naturgas. Den brint, der er nødvendig for at fremstille brintoverilte, er afledt af metan i naturgas.
Med venlig tilladelse fra Love Krittaya (Wikimedia Commons)    

Årlig produktion af brintoverilte

(udtrykt som H2O2 100%)

Verdens 4.3 millioner tons1    

Kina 1.5 millioner tons2    

US 400 000 tons2    

Belgien 300 000 tons2    

Thailand 300 000 tons2    

Canada 200 000 tons2    

Data fra:
1. Merchant Research and Consulting Ltd. 2015
2. Estimeret fra Merchant Research and Consulting Ltd. 2015

Fremstilling af hydrogenperoxid

Over 99% af hydrogenperoxid fremstilles ved en autooxidationsproces.

De vigtigste faser er:
a) hydrogenering af en anthraquinon
b) oxidation af den resulterende anthraquinol
c) ekstraktion af hydrogenperoxidopløsning
d) oprensning og koncentration af hydrogenperoxid

Figur 4 Et billede af et produktionsanlæg for hydrogenperoxid i Leuna, nær Leipzig i Tyskland.
Med venlig tilladelse fra Arkema.    

 

Processen

Reaktionerne er opsummeret i figur 4.

(a) Hydrogenering af en anthroquinon

2-ethylderivatet af anthraquinon anvendes generelt i processen.

En opløsning af 2-ethylanthraquinonen i et blandet opløsningsmiddelsystem indeholdende et upolært carbonhydrid og et polært opløsningsmiddel og en suspension af en nikkel- eller palladiumbaseret katalysator på en fast bærer hydrogeneres ved hjælp af brintgas ved ca. 320 K. Reduktion til 2-alkylanthraquinol forekommer. Katalysatoren fjernes ved filtrering og recirkuleres.

(b) Oxidation af anthraquinol

Opløsningen af ​​2-ethylanthraquinol oxideres derefter med luft til et hydroperoxid, som reagerer i vand for at reformere 2-ethylanthraquinon og producere en fortyndet opløsning af hydrogenperoxid.

Figur 5 Fremstilling af hydrogenperoxid ved anvendelse af 2-ethylanthraquinon.

Den overordnede reaktion er således:

 

Figur 6 Oxidationsenheden til produktion af hydrogenperoxid i Jarrie, syd for Grenoble, Frankrig.
Med venlig tilladelse fra Arkema.    

(c) Ekstraktion af hydrogenperoxidopløsning

Vand tilsættes for at ekstrahere peroxidet som en vandig opløsning indeholdende 40% hydrogenperoxid. Det organiske opløsningsmiddellag recirkuleres til hydrogeneringsenheden til yderligere reaktion.

(d) Oprensning og koncentration af hydrogenperoxid

Den vandige hydrogenperoxidopløsning behandles med organiske opløsningsmidler og ved at luft pumpes igennem for at fjerne rester af quinon og opløsningsmidler og producere standardproduktet på 40 %. Nogle applikationer kræver produkt med højere koncentration, som fremstilles ved vakuumkoncentration eller destillation til koncentrationer på op til 70 %.

Hydrogenperoxid i sin reneste form er i sagens natur stabil. Men hvis det bringes i kontakt med visse forurenende stoffer (hovedsageligt tungmetaller), kan det nedbrydes. Derfor tilsættes stabilisatorer normalt til produktet. De virker ved at danne kompleks med eventuelle spor af overgangsmetalioner til stede, som ellers ville katalysere nedbrydningen af ​​hydrogenperoxid. Typiske stabilisatorer er natriumstannat(IV) (som hydrolyserer til tin(IV)hydroxid) og forskellige fosfater.

 Figur 7 Hydrogenperoxid-opløsning er ved at blive losset, efter at have rejst fra det sted, hvor den blev fremstillet. Det bliver brugt til at lave hydrazin. Hydrazin bruges som drivmiddel i de fleste satellitter og som forløber for natriumazid (et gasdannende middel i airbags) og til en række forskellige pesticider.

Med venlig tilladelse fra Arkema.

   

   


Forrige: Anvendelse af hydrogenperoxid

Næste: Grøn fremdrift gennem H₂O₂ i raket