Všechny kategorie
EN

Novinky

Domů>Novinky >Peroxid vodíku

Peroxid vodíku

Čas: 2021-04-29 Hity: 129

Čistý peroxid vodíku je bezbarvá kapalina, která je mísitelná s vodou. Často se dodává jako 40% (hmotn./hmotn.) roztok, ale lze jej také získat až do cca 70% (hmotn./hmotn.). Používá se hlavně jako bělidlo.

 

Použití peroxidu vodíku

Bělicí vlastnosti peroxidu vodíku se využívají v mnoha průmyslových odvětvích. Snad jeho nejznámější každodenní použití je v patentovaných produktech používaných při praní prádla, například v některých formách VanishTM. Velké množství peroxidu vodíku se používá k výrobě perboritanu sodného a peruhličitanu sodného, ​​které se používají jako bělicí činidla v kapalných a pevných detergentech. Perboritan sodný, NaB3.4H2O, se vyrábí přidáním peroxidu vodíku do roztoku metaboritanu sodného a hydroxidu sodného. Peroxouhličitan sodný se připravuje přidáním peroxidu vodíku do roztoku uhličitanu sodného.

Obrázek 1 Použití peroxidu vodíku.

 

Obrázek 2 Ledňáček říční je schopen se živit v dříve znečištěné řece, která byla vyčištěna ošetřením roztokem peroxidu vodíku.
S laskavým svolením společnosti Solvay.    

Zatímco jeho použití v detergentech představuje velké množství peroxidu vodíku, většina se používá v roztoku k bělení papíru (zvýšení jeho jasu), buničiny a tkanin. A nedávno se v Antverpách (Belgie) a v průmyslovém komplexu v Map Ta Phut (Thajsko) rozběhly velmi velké závody. Třetí velký závod se staví na východním pobřeží Saúdské Arábie, v Perském zálivu, v Jubail. Všechny tři závody budou vyrábět peroxid vodíku, který bude použit k výrobě epoxypropanu (propylenoxidu) přímou oxidací propenu. Epoxypropan se zase bude používat hlavně k výrobě polyuretanů.

 

Obrázek 3 Pohled na petrochemický komplex Man Ta Phut v Thajském zálivu, blízko hranic s Kambodžou. V komplexu byl nedávno uveden do provozu závod na výrobu peroxidu vodíku. Je schopna vyrobit přes 330 000 tun peroxidu vodíku ročně, což je největší taková továrna na světě. Tato fotografie ukazuje destilační věže používané pro separaci alkanů ze zemního plynu. Vodík potřebný k výrobě peroxidu vodíku pochází z metanu v zemním plynu.
S laskavým svolením Love Krittaya (Wikimedia Commons)    

Roční produkce peroxidu vodíku

(vyjádřeno jako H2O2 100 %)

Svět 4.3 milionu tun1    

Čína 1.5 milionu tun2    

USA 400 000 tun2    

Belgie 300 000 tun2    

Thajsko 300 000 tun2    

Kanada 200 000 tun2    

Data z:
1. Merchant Research and Consulting Ltd. 2015
2. Odhad z Merchant Research and Consulting Ltd. 2015

Výroba peroxidu vodíku

Více než 99 % peroxidu vodíku se vyrábí procesem autooxidace.

Hlavní fáze jsou:
a) hydrogenace antrachinonu
b) oxidace vzniklého antrachinolu
c) extrakce roztoku peroxidu vodíku
d) čištění a koncentrace peroxidu vodíku

Obrázek 4 Pohled na výrobní závod na peroxid vodíku v Leuně poblíž Lipska v Německu.
S laskavým svolením společnosti Arkema.    

 

Proces

Reakce jsou shrnuty na obrázku 4.

(a) Hydrogenace antrochinonu

V procesu se obecně používá 2-ethylderivát antrachinonu.

Roztok 2-ethylanthrachinonu ve směsném rozpouštědlovém systému obsahujícím nepolární uhlovodík a polární rozpouštědlo a suspenzi katalyzátoru na bázi niklu nebo palladia na pevném nosiči se hydrogenuje plynným vodíkem při cca 320 K. Redukce dochází k 2-alkylanthrachinolu. Katalyzátor se odstraní filtrací a recykluje.

(b) Oxidace antrachinolu

Roztok 2-ethylanthrachinolu se poté oxiduje vzduchem na hydroperoxid, který reaguje ve vodě za vzniku 2-ethylanthrachinonu a vzniká zředěný roztok peroxidu vodíku.

Obrázek 5 Výroba peroxidu vodíku za použití 2-ethylanthrachinonu.

Celková reakce je tedy:

 

Obrázek 6 Oxidační jednotka pro výrobu peroxidu vodíku v Jarrie, jižně od Grenoblu, Francie.
S laskavým svolením společnosti Arkema.    

(c) Extrakce roztoku peroxidu vodíku

K extrakci peroxidu se přidá voda jako vodný roztok obsahující 40 % peroxidu vodíku. Vrstva organického rozpouštědla se recykluje do hydrogenační jednotky pro další reakci.

(d) Čištění a koncentrace peroxidu vodíku

Vodný roztok peroxidu vodíku se zpracuje s organickými rozpouštědly a vzduchem se čerpá, aby se odstranil zbytkový chinon a rozpouštědla a vytvořil se standardní 40% produkt. Některé aplikace vyžadují vyšší koncentraci produktu, který se vyrábí vakuovou koncentrací nebo destilací na koncentrace až 70 %.

Peroxid vodíku ve své nejčistší formě je ze své podstaty stabilní. Pokud se však dostane do kontaktu s určitými kontaminanty (zejména těžkými kovy), může se rozložit. Proto se do produktu běžně přidávají stabilizátory. Působí komplexací s jakýmikoli stopami přítomných iontů přechodných kovů, které by jinak katalyzovaly rozklad peroxidu vodíku. Typickými stabilizátory jsou cíničitan sodný (který hydrolyzuje na hydroxid cínatý) a různé fosforečnany.

 Obrázek 7 Roztok peroxidu vodíku se vykládá z místa, kde byl vyroben. Používá se k výrobě hydrazinu. Hydrazin se používá jako pohonná látka ve většině satelitů a jako prekurzor pro azid sodný (plynotvorné činidlo ve vzduchových vacích) a pro různé pesticidy.

S laskavým svolením společnosti Arkema.

   

   


Předchozí: Aplikace peroxidu vodíku

Další: Zelený pohon přes H₂O₂ v raketě