En la actualidad, casi toda la producción nacional y extranjera de peróxido de hidrógeno utiliza el método de antraquinona, que produce una pequeña cantidad de compuestos orgánicos de antraquinona durante el proceso de producción de peróxido de hidrógeno. A medida que aumenta el tiempo de funcionamiento del dispositivo, también aumentará el contenido de compuestos orgánicos de antraquinona. El carbono orgánico en el peróxido de hidrógeno afectará seriamente la calidad del producto. Por ejemplo, en la producción de caprolactama, se utiliza principalmente la ruta del proceso de Cetoxima. En las reacciones tradicionales de oximación y reordenamiento de Beckman, La Ciclohexanona, el amoníaco y el peróxido de hidrógeno se colocan en el mismo reactor para sintetizar la oxima de ciclohexanona en un solo paso. Por lo tanto, el peróxido de hidrógeno es la principal materia prima para sintetizar caprolactama, y la concentración de carbono orgánico en el peróxido de hidrógeno debe reducirse por debajo de 50ppm en la reacción. Si se utiliza peróxido de hidrógeno con un contenido excesivo de carbono orgánico para la producción de ciclohexanona oxima, esta materia orgánica se llevará al producto final caprolactama, lo que afectará la pureza del producto.
Por lo tanto, el peróxido de hidrógeno necesita ser purificado. Para eliminar estas impurezas orgánicas de los productos de peróxido de hidrógeno, se han desarrollado muchos métodos de purificación desde la década de 1950, que se pueden resumir de la siguiente manera: destilación, adsorción, intercambio iónico, extracción, cristalización, separación de membrana y combinaciones de varios métodos. Los métodos comúnmente utilizados en la industria ahora son la destilación y la purificación de resina de intercambio iónico.
La destilación se usa generalmente para concentrar peróxido de hidrógeno porque los compuestos orgánicos tienen un alto punto de ebullición, por lo que se enriquecen y se eliminan del líquido no vaporizado, purificando así el peróxido de hidrógeno. Sin embargo, debido a la separación incompleta gas-líquido y el transporte de líquidos brumosos, los compuestos orgánicos volátiles entrarán en el sistema de destilación con vapor de peróxido de hidrógeno, por lo que la pureza generalmente no es muy alta.
El método de purificación de resina de intercambio iónico es bombear el peróxido de hidrógeno de la materia prima en una columna de adsorción y adsorberlo con carbono orgánico. Luego, la solución de alimentación entra en la resina de intercambio catiónico para el intercambio iónico, y la solución de alimentación se filtra para eliminar las impurezas de las partículas para obtener un producto de peróxido de hidrógeno ultra puro. No solo puede eliminar el carbono orgánico, sino que también puede eliminar algunas impurezas de iones metálicos como los iones Fe, Al, Sn.
El principio básico de los materiales funcionales Co. de Jiangsu Haipu, el proceso de tratamiento de purificación de peróxido de hidrógeno de Ltd. es utilizar el rendimiento de adsorción de materiales de adsorción especiales para adsorber y enriquecer selectivamente el carbono orgánico en peróxido de hidrógeno en los materiales de adsorción, reduciendo el contenido de carbono orgánico en el agua adsorbida. Después de la saturación de adsorción, El material adsorbente se somete a un tratamiento de desorción para regenerar y reanudar la adsorción, y este proceso se repite continuamente.
Jiangsu Haipu Functional Materials Co., Ltd. está comprometida con la investigación y la industrialización de adsorbentes y catalizadores de alto rendimiento. En 2018, fue aprobado como Centro de Investigación de Tecnología de Ingeniería de Nanomateriales Catalizadores Funcionales y de Adsorción de Suzhou. A través de años de investigación y desarrollo independientes, ha alcanzado niveles líderes internacionales en tecnología de intercambio iónico y tecnología de adsorción, tecnología de hibridación de materiales nano inorgánicos, etc., realizar la serialización de la adsorción y los productos catalíticos y aplicarlos con éxito en los campos de la protección del medio ambiente y el reciclaje de recursos. Con una serie de adsorbentes y catalizadores de alto rendimiento desarrollados de forma independiente como núcleo, combinados con tecnología de proceso de desarrollo propio, Haipu se ha convertido en un proveedor profesional de soluciones ecológicas y de protección del medio ambiente.
La solución de peróxido de hidrógeno se pasa primero a través de un separador de aceite de baja densidad para eliminar la mayoría de los disolventes orgánicos (hidrocarburos aromáticos), Y luego se filtra a través de un filtro de seguridad para asegurarse de que no hay sólidos suspendidos o pequeñas partículas en la solución, evitando que las impurezas entren en el material adsorbente y afectando su rendimiento de adsorción. El material filtrado líquido se envía a continuación a una torre de adsorción que contiene materiales de adsorción especiales para el tratamiento de adsorción. Después de la saturación de adsorción, los materiales de adsorción se someten a tratamiento de desorción y regeneración. Después de la regeneración, los materiales de adsorción se pueden reutilizar, y el agua adsorbida es material líquido de peróxido de hidrógeno de alta pureza. El líquido de desorción producido por desorción se puede reutilizar después de la destilación para recuperar metanol.
Figura 1 Diagrama de flujo de proceso
En primer lugar, el TOC en el material adsorbente se desorbe usando un agente de desorción, y luego el agente de desorción residual en el material adsorbente se lava con metanol. Se aplica el agente de desorción metanol, y el líquido de desorción de alta concentración producido se destila y se recupera. El destilado puede continuar reutilizándose, adsorbiendo peróxido de hidrógeno de alta pureza.
Para garantizar el funcionamiento continuo y estable del dispositivo, y para garantizar la eficacia de la salida de agua del dispositivo, el dispositivo de adsorción adopta un modo de operación de desorción de 3 torres 2 series 1. Entre ellas, 2 torres están conectadas en serie al principio y al final para adsorber la salida de agua, y 1 torre se gira para desorción. Durante el cambio de desorción, la primera torre original se desorbe y la torre de cola original se transforma en la primera torre y luego se vuelve a conectar con la torre desornada (utilizada como torre de cola) para adsorber la salida de agua. El proceso ilustrado se muestra en la Figura 3, donde cada torre de adsorción gira sus funciones en el orden de las flechas durante diferentes períodos de funcionamiento.
Figura 3 Diagrama esquemático del proceso de operación de adsorción en serie (2 adsorción y 1 desorción)
Este proyecto adopta el control automático del programa del PLC para supervisar la temperatura, la presión, el nivel de líquido y otros parámetros del dispositivo en tiempo real de la adsorción, logrando la operación completa de la automatización. El PLC se comunica con la computadora superior, lo que facilita la operación del dispositivo durante la producción.
(1) Equipado con un gabinete de control de operación independiente para una fácil gestión y mantenimiento diario;
(2) Control de la bomba: La bomba está vinculada al indicador de nivel del tanque correspondiente y funciona de acuerdo con la altura del nivel del tanque; Y cada motor está equipado con una columna de operación in situ, que puede cambiar entre los modos de operación manual/automática según sea necesario.
(3) de adsorción Control automático del sistema: la bomba de agua y la válvula de control automático cambian automáticamente según la temperatura, la presión y los procesos de tiempo de funcionamiento;
(4) Control manual del sistema de adsorción: para hacer frente a situaciones ocasionales que requieren acciones individuales del dispositivo, la consola central también tiene un sistema manual, lo que significa que el control de cada dispositivo es independiente y puede no estar asociado con otros dispositivos.
(5) El Diagrama de Control Lógico incluye módulos de adsorción y desorción. El Módulo de adsorción tiene funciones como manual, automática, parada e inicio, mientras que el módulo de desorción tiene funciones como final, pausa, reanudación, parada y Inicio de desorción.
(6) Todas las bombas y válvulas tienen dos modos de operación, control manual y control automático, en la computadora superior, que puede lograr el control de una sola bomba o válvula.
Ventajas del método de adsorción
(1) Reducir eficazmente la concentración de TOC en el efluente puede garantizar que el efluente cumpla con los estándares de descarga o los requisitos operativos de los procesos posteriores;
(2) Uso especialmente modificados de adsorción de materiales, con gran capacidad de adsorción, baja inversión en equipos y bajos costos operativos;
(3) El flujo del proceso es simple y puede lograr una operación de automatización completa, lo que hace que la operación y el mantenimiento sean convenientes;
(4) El equipo ocupa menos tierra, tiene una estructura compacta y requiere menos inversión en Ingeniería Civil y equipo; El agente de desorción se aplica varias veces y se concentra paso a paso, lo que resulta en una alta utilización de medicamentos y bajos costos operativos.
(5) se puede implementar en forma de componente del módulo, ajustado de manera flexible según la capacidad de producción y fácil de instalar.
(6) Tecnología avanzada y madura, libre de contaminación, con un fuerte soporte técnico y una rica experiencia en aplicaciones de ingeniería.
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