一种电子级双氧水品质提升方法

技术领域

本申请涉及化工精细化学品领域，尤其是涉及一种电子级双氧水品质提升方法。

背景技术

过氧化氢为蓝色黏稠状液体，溶于水、醇、乙醚，不溶于苯、石油醚，水溶液为无色透明液体。双氧水的用途分医用、军用和工业用以及电子级产品等用途，日常消毒的是医用双氧水，医用双氧水可杀灭肠道致病菌、化脓性球菌，致病酵母菌，一般用于物体表面消毒。工业上广泛应用于化学工业、医药工业和印染工业。同时其还能与氨水，硫酸，氢氟酸，盐酸形成各种配方内清洗液，对硅片表面清洗。

现在常用的双氧水溶液，要求杂质含量地，低于10ppt，TOC要求低于10ppm，阴离子低于30ppb。所以现有工业级别双氧水制备过程中，通槽会增加预处理装置和树脂吸附装置，以降低杂质含量，提高双氧水溶液的浓度。

现有工艺主要采用蒽醌法制备双氧水，但是传统方案制备的双氧水只是简单采用树脂吸附和预处理装置，对双氧水纯度进行提升处理，导致制备的双氧水纯度满足不了高精度使用的需求。

发明内容

为了改善现有制备的双氧水杂质含量高，纯度不佳的缺陷，本申请提供一种电子级双氧水品质提升方法。

本申请提供一种电子级双氧水品质提升方法，采用如下的技术方案：

一种电子级双氧水品质提升方法，包括以下步骤：S1、加氢反应：取2-乙基蒽醌、2-乙基四氢蒽醌混合并置于溶剂中，制备得工作液，取工作液与氢气分别进入装有钯触媒的固定床反应器内，保温保压并加氢反应；

S2、空气氧化处理：待加氢反应完成后，收集加氢液并置于氧化塔内，空气氧化并收集得氧化液；

S3、分离精制：将氧化液置于萃取塔中，采用纯水萃取氧化液并收集得双氧水，收集双氧水并置于净化塔中，先经芳烃净化，除去可溶性有机杂质，再经过预处理装置，经过一级过滤得到电子级G1级别双氧水，最后将其经过树脂吸附，即完成电子级双氧水品质的提升。产品达到G4品质。

通过采用上述技术方案，本申请通过对加氢反应制备的双氧水进行处理，由于固定床反应器中含有钯触媒，能生成相应的氢蒽醌溶液，在后续的氧化处理过程中，氢化液中的氢蒽醌恢复成原来的蒽醌，同时生成双氧水。通过纯水萃取后进行净化、过滤和树脂吸附等操作，进一步改善双氧水纯度；同时本申请采用的纯水萃取结合过滤的技术方案，能在提高电子级双氧水品质的同时，改善双氧水精制工艺的步骤，从而降低生产的成本。双氧水杂质从PPM级别到ppt级别转变，钠钾离子金属离子从2ppm降低到100ppt，toc杂质含量从200ppm降低到1ppm,阴离子从200ppm降低到1ppb。

优选的，步骤S3还包括：

S33、萃余液循环处理：取经纯水萃取氧化液后的萃余液初步分离水分后，再经干燥塔中的真空除水进一步脱水和分解微量双氧水，随后将其通过聚结器和活性氧化铝处理后，循环再生为工作液并置于步骤S1中循环使用。

通过采用上述技术方案，本申请通过优化萃余液的循环处理步骤，因萃余液中含有微量水分和双氧水以及微量降解物，需使其纯化处理。使萃余液在后续经过简单地处理步骤后，能再次进入精制工艺步骤中，进行重复使用，不仅有效降低了生产成本，还能在一定程度上提高了生产的效率。

优选的，步骤S3所述电子级G1级别双氧水的金属离子浓度小于10ppb。

通过采用上述技术方案，本申请进一步优化了金属离子的浓度指标，使制备的双氧水具有良好的纯度。

优选的，步骤S3所述一级过滤温度为12～18℃。

优选的，所述采用纯水萃取氧化液并收集得双氧水的质量分数为27.5％～35％。

优选的，步骤S3所述树脂吸附为依次经过大孔树脂吸附、阴离子交换树脂、阳离子交换树脂吸附处理。

通过采用上述技术方案，本申请优化了树脂吸附的步骤，采用大孔树脂、阴离子交换树脂和阳离子交换树脂的依次吸附，进一步改善了双氧水的纯度。

优选的，步骤S3所述树脂吸附后的双氧水中的金属离子降低至ppt级。

优选的，步骤S3所述树脂吸附的温度为1～12℃。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

第一、本申请通过对加氢反应制备的双氧水进行处理，通过纯水萃取后进行净化、过滤和树脂吸附等操作，进一步改善双氧水纯度；同时本申请采用的纯水萃取结合过滤的技术方案，能在提高电子级双氧水品质的同时，改善双氧水精制工艺的步骤，从而降低生产的成本。

第二、本申请通过优化萃余液的循环处理步骤，使萃余液在后续经过简单地处理步骤后，能再次进入精制工艺步骤中，进行重复使用，不仅有效降低了生产成本，还能在一定程度上提高了生产的效率。

第三、本申请优化了树脂吸附的步骤，采用大孔树脂、阴离子交换树脂和阳离子交换树脂的依次吸附，进一步改善了双氧水的纯度。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

实施例

实施例1

S1、加氢反应：将2-乙基蒽醌和2-乙基四氢蒽醌用C9～C10，醋酸乙酯溶解配制成工作液，按200Nm

S2、空气氧化处理：氢化液进入氧化塔内，用空气进行氧化并生成氧化液，氢化液中的氢蒽醌恢复成原来的蒽醌，同时生成双氧水。

S3、分离精制：利用双氧水在水和工作液中的溶解度不同，在萃取塔中用纯水萃取氧化液中的双氧水，得到27.5％的双氧水水溶液(萃取液)，将萃取液置于净化塔中经重芳烃净化进一步除去可溶性有机杂质即得到成品双氧水。双氧水经过预处理装置，在12℃下，经过一级过滤得到电子级G1级别，双氧水金属离子低于10ppb(mg/L)，在1℃温度下，再依次经过大孔树脂吸附、阴离子交换树脂、阳离子交换树脂吸附后，过氧化氢纯度进一步提升，金属离子降低到ppt(ng/L)级别。

需要说明的是，本申请萃取后剩余的工作液称为萃余液，萃余液先经萃余液分离除去大部分水分，再经干燥塔中的真空除水进一步脱水、分解微量双氧水、再生部分降解物。再经过聚结器和真空除水，及活性氧化铝处理后再回到氢化工序，继续循环使用。在循环运转过程中，部分2-乙基蒽醌逐渐变成四氢-2-乙基蒽醌，并积累于工作液中，使工作液得到纯化后作循环使用。

实施例2

S1、加氢反应：将2-乙基蒽醌和2-乙基四氢蒽醌用醋酸乙酯溶解配制成工作液，按200Nm

S2、空气氧化处理：氢化液进入氧化塔内，用空气进行氧化并生成氧化液，氢化液中的氢蒽醌恢复成原来的蒽醌，同时生成双氧水。

S3、分离精制：利用双氧水在水和工作液中的溶解度不同，在萃取塔中用纯水萃取氧化液中的双氧水，得到32.5％的双氧水水溶液(萃取液)，将萃取液置于净化塔中经重芳烃净化进一步除去可溶性有机杂质即得到成品双氧水。双氧水经过预处理装置，在15℃下，经过一级过滤得到电子级G1级别，双氧水金属离子低于10ppb(mg/L)，在7℃温度下，再依次经过大孔树脂吸附、阴离子交换树脂、阳离子交换树脂吸附后，过氧化氢纯度进一步提升，金属离子降低到ppt(ng/L)级别。

需要说明的是，本申请萃取后剩余的工作液称为萃余液，萃余液先经萃余液分离除去大部分水分，再经干燥塔中的真空除水进一步脱水、分解微量双氧水、再生部分降解物。再经过聚结器和真空除水，及活性氧化铝处理后再回到氢化工序，继续循环使用。在循环运转过程中，部分2-乙基蒽醌逐渐变成四氢-2-乙基蒽醌，并积累于工作液中，使工作液得到纯化后作循环使用。

实施例3

S1、加氢反应：将2-乙基蒽醌和2-乙基四氢蒽醌用C10溶解配制成工作液，按200Nm

S2、空气氧化处理：氢化液进入氧化塔内，用空气进行氧化并生成氧化液，氢化液中的氢蒽醌恢复成原来的蒽醌，同时生成双氧水。

S3、分离精制：利用双氧水在水和工作液中的溶解度不同，在萃取塔中用纯水萃取氧化液中的双氧水，得到35％的双氧水水溶液(萃取液)，将萃取液置于净化塔中经重芳烃净化进一步除去可溶性有机杂质即得到成品双氧水。双氧水经过预处理装置，在18℃下，经过一级过滤得到电子级G1级别，双氧水金属离子低于10ppb(mg/L)，在12℃温度下，再依次经过大孔树脂吸附、阴离子交换树脂、阳离子交换树脂吸附后，过氧化氢纯度进一步提升，金属离子降低到ppt(ng/L)级别。

需要说明的是，本申请萃取后剩余的工作液称为萃余液，萃余液先经萃余液分离除去大部分水分，再经干燥塔中的真空除水进一步脱水、分解微量双氧水、再生部分降解物。再经过聚结器和真空除水，及活性氧化铝处理后再回到氢化工序，继续循环使用。在循环运转过程中，部分2-乙基蒽醌逐渐变成四氢-2-乙基蒽醌，并积累于工作液中，使工作液得到纯化后作循环使用。

对比例

对比例1

一种过氧化氢，与实施例1对比，仅仅采用纯水萃取即可，为进行后续的预处理和树脂吸附处理。

性能检测试验

将实施例1～3制备的过氧化氢和对比例1制备的过氧化氢进行检测，具体检测结果如下表1所示：

表1性能检测表

结合表1数据可以发现，本申请通过对加氢反应制备的双氧水进行处理，通过纯水萃取后进行净化、过滤和树脂吸附等操作，进一步改善双氧水纯度。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。