过氧化氢项目简介

过氧化氢项目简介一、过氧化氢的性质及用途㈠、过氧化氢的主要性质过氧化氢(又称双氧水)分子式为H2O2,分子量为34.016,相对密度1.4067(25°C),熔点为一0.41°C,沸点为150.2°C。纯过氧化氢是近乎无色的粘稠液体，分子间有氢键，由于极性比水强，在固体和液态时分子缔合程度比水大，所以它的沸点(150.2C)远比水高。过氧化氢与水可以任何比例互溶，通常所用的双氧水为过氧化氢的水溶液。纯过氧化氢在避光和低温下较稳定，常温下分解缓慢，但153C时爆炸分解。过氧化氢在碱性介质中分解较快；微量杂质或重金属离子(Fe%、MnqCr%、Cu?+)及Mn02等以及粗糙活性表面均能加速过氧化氢的分解。为防止过氧化氢分解，通常将其储存在光滑塑料瓶或棕色玻璃瓶中并置于阴凉处，若能再放入一些稳定剂，如微量的锡酸钠、焦磷酸钠和8—羟基哇琳等，则效果更好。过氧化氢主要用作氧化剂。H2O2作为氧化剂的主要优点是它的还原产物是水，不会给反应体系引入新的杂质，而且过量部分很容易在加热下分解成H2O及02,02可从体系中逸出也不会增加新的物种。过氧化氢在有机酸存在下较稳定，有腐蚀性；高浓度的过氧化氢能使有机物质燃烧，与二氧化锰相互作用，则能引起爆炸。㈡、过氧化氢的产品规格及质量指标1、工业过氧化氢执行标准：GB1616-2003质量指标如下:指标项目指标27.5%30%35%50%70%优等品合格品过氧化氢含量(m/m)%N27.527.530.035.050.070.0游离酸(以h2so4计)%<0.0400.0500.0400.0400.0400.050不挥发物％00.0800.100.0800.080.080.12稳定度％N97.090.097.097.097.097.0

半导体设备和材料协会标准 杂质单位：PPb(十亿分之一，1x10-9)杂质项目半导体设备和材料协会标准国外公司实测值h2o2含量，%M30%31.4M5〃颗粒，兰个/mL27010游离酸4000010000氯化物(CL)2000<100磷酸盐(PO4)2000<1000硫酸盐(SO4)2000<1000钾(K)200200钙(Ca)200<40钠(Na)500<200镁(Mg)100<20铝(Al)500<200砷(As)50<5钡(Ba)100—钯(Pd)100—秘(Bi)20—镉(Cd)50—汞(Hg)20—钻(Co)20—铜(Cu)20<10镓(Ga)20—金(Au)50<60铁(Fe)100<20铅(Pb)50<60锂(Li)20—锰(Mn)50<10钼(Mo)100—镍(Ni)50<10银(Ag)20—伯(Pt)100—锡(Sn)20<200钛(Ti)100<60锌(Zn)100<20格(Cr)20<10硼(B)—<203、试剂过氧化氢执行标准：GB/T6684-2002质量指标如下:名称优级纯分析纯化学纯30%过氧化氢的质量分数（H2O2）/%N30.0N30.0N30.0蒸发残渣的质量分数/%W0.0025<0.005<0.01酸度（以H+计），mmol/100g<0.06<0.1<0.2氯化物（CI）的质量分数/%W0.00005<0.0001<0.0005硫酸盐（SO4）的质量分数/%<0.0002<0.0003<0.0015总氮量（N）的质量分数/%<0.0004<0.001<0.0025磷酸盐（PO4）的质量分数/%<0.0002<0.0003<0.0015砷（As）的质量分数/%<0.00005<0.00005铁（Fe）的质量分数/%<0.00001<0.00002<0.0005镍（Ni）的质量分数/%<0.000002铜（Cu）的质量分数/%<0.000002<0.00001<0.0001铅（Pb）的质量分数/%<0.000002<0.00002<0.0001㈢、过氧化氢的用途1、 工业过氧化氢的用途。工业过氧化氢的用途主要是基于它的氧化性，稀的（3%）和30%的过氧化氢溶液是实验室常用的氧化剂。目前工业生产的H2O2约有半数以上用作漂白剂，用于漂白纸浆、织物、皮革、油脂、象牙以及合成物等。化工生产上h2o2用于制取过氧化物（如过硼酸钠、过醋酸等）、环氧化合物、氢醍以及药物（如头孢菌素）等。2、 高纯过氧化氢的用途。在电子行业，电子级高纯过氧化氢主要用来作为硅片清洗剂、光刻胶的剥离剂、印刷电路板蚀刻剂。在食品行业，食品级高纯过氧化氢用于乳品、饮料、纯净水、矿泉水、水产品、瓜果、蔬菜、禽及肉制品、腌制品、啤酒等食品的生产过程之中，作为生产加工助剂，用于消毒、杀菌、漂白等。在这些专门领域，所用过氧化氢在纯度方面的要求大大超过了工业级过氧化氢。二、国内市场分析㈠、工业过氧化氢产能分析及市场预测1、国内工业过氧化氢生产企业据不完全统计：目前国内蒽醍法生产过氧化氢企业有70余家，总生产能力为69万吨；其中采用钯催化剂固定床氢化工艺的生产能力占总生产能力的约65%以上；采用镍催化剂搅拌釜氢化工艺的占总生产能力的35%。表1给出了国内主要的过氧化氢生产厂家。表1我国主要的过氧化氢生产厂家、工艺厂名工艺类型产能（万吨/年）折百山东高密化肥厂钯催化固定床工艺1.6广州金珠江化学有限公司钯催化固定床工艺1.5浙江江山市双氧水厂镍、钯混合工艺1.4广东番禺建滔化工有限公司钯催化固定床工艺1.1上海远大过氧化物有限公司钯催化固定床工艺1.0河北沧州大化集团有限公司镍、钯催化混合工艺0.94广东江门化肥厂镍催化剂搅拌釜工艺0.9江苏新苑公司特种气体厂钯催化固定床工艺0.88吉化公司合成树脂厂钯催化固定床工艺0.83河南省中原大化集团有限公司钯催化固定床工艺0.75江苏扬农化工集团有限公司镍、钯催化混合工艺0.7湖南洞庭氮肥厂钯催化固定床工艺0.55黑龙江黑化集团有限公司钯催化固定床工艺0.55上海哈勃化学技术有限公司钯催化固定床工艺0.5山东东营化工厂钯催化固定床工艺1.1山东恒通化工厂钯催化固定床工艺1.12、国内过氧化氢市场预测1997年以来，我国过氧化氢消费增长快，成为世界第2大消费国，我国过氧化氢消费最大领域是纸浆和造纸业。2002年我国造纸行业消费过氧化氢4.56万t，预计2005年过氧化氢在造纸行业的消费将达到11.5万t。在废纸再生脱墨消费领域，过氧化氢漂白将成为该行业最有前途的市场。尽管环保行业是过氧化氢最具开发潜力的领域，但因产品价格较高，目前我国应用还不普及。随着市场需求增加以及生产成本降低，预计未来几年我国环保市场对过氧化氢的需求将呈增长态势。在我国化工合成领域，以过氧化氢为原料生产己内酰胺已经取得了突破性进展，此领域消费潜力较大。2002年以来我国纺织行业年消费过氧化氢为17.54万t。由于近年来纺织行业市场疲软，使过氧化氢在2003年该领域消费呈下降趋势。电子电器行业主要需求高纯度过氧化氢。随着我国电子电器行业的快速发展，未来对过氧化氢的需求稳步增长。90年代中期以来，我国电子化学品工业迅猛发展，市场需求正以9.3%的速度增长。预计到2005年我国过氧化氢需求增长速度将以9%速度增长，需求量为46万t，供需缺口为10.42万t。近年来，我国的生产能力增长较快，市场开发利用明显不足，市场将面临供过于求的局面；下游产品的开发是促使其生产发展的重要因素，前景广阔；由于近年来传统的纺织行业进行结构调整，过氧化氢在该领域的消费增长不快，而造纸工业、环保领域的应用尚处于开发阶段。过氧化氢市场成为买方市场，市场价格出现稳中有降的趋势。㈡、高纯度过氧化氢的生产及市场分析中国过氧化氢工业起步较晚，应用领域较窄，但高纯过氧化氢的需求正随着国内各相关行业的发展逐步增大，其潜在市场是很大的。1、国内电子级高纯度过氧化氢(1)、电子级高纯度过氧化氢主要生产企业国外生产高纯度过氧化氢的公司分别有：三菱”人化学株式会社(简称：MGC)、住友化学株式会社(SUMITOMOCHEMCOLTD)、AirLiquide公司、日本电工公司、宇部兴产公司。目前，三菱”人化学株式会社代表着国际先进水平，它拥有全球近70%的市场份额。我国在高精尖的电子领域使用的过氧化氢也主要是从该公司进口。我国电子级过氧化氢的规模化生产尚属空白，只有几个化学试剂生产厂家可少量生产常规半导体级过氧化氢产品，年总产量也不足200吨。且上述生产厂家几乎全都采用精馏再稀释的方法制得，此法既危险产品纯度又低，很难形成工业化生产规模，这是目前我国未形成工业化生产规模的主要原因。国内可以少量生产电子级高纯度过氧化氢的公司分别有：黎明化工研究院、上海哈勃化学技术有限公司等。上海哈勃化学技术有限公司已建成5000t/a高纯过氧化氢装置，成为目前国内最大的高纯过氧化氢制造商，生产食品级过氧化氢产品，少量生产微电子专用高纯过氧化氢。⑵、电子级高纯过氧化氢的市场分析SEMI*CI*9-90国际标准电子级过氧化氢产品的售价为 32000元/吨，SEMI*C7*5-93国际标准的电子级过氧化氢产品售价为44000元/吨。正因其昂贵的售价，高额的利润，普遍受到各大双氧水生产厂家的青睐。近几年，通过各种渠道进入我国市场的电子级过氧化氢每年都超过3000吨。而且随着计算机及手机销售量的扩大，国内已建成了越来越多，越来越大的芯片厂，如上海、北京、天津、深圳等地芯片厂电子级过氧化氢的需求量都较大，而国内目前芯片专用电子级过氧化氢生产尚属空白，因而该项目具有十分广泛的发展前景。生产达到国际先进水平的电子级过氧化氢具有相当重要的现实意义和深远的历史意义。2、食品级高纯度过氧化氢⑴、主要生产企业中国大多数过氧化氢生产的厂家只生产面向造纸、化工合成等行业的工业级过氧化氢，而食品级等高纯过氧化氢仅有天津东方化工厂、上海远大过氧化氢有限公司、北京化工厂、杭州临安精欣化工厂等少数几家厂家生产。目前国内高纯过氧化氢的生产现状是：产品质量标准低，产品量较小，大多还处于试验生产或小规模生产阶段。⑵、食品级高纯过氧化氢的市场分析在食品加工业中，高纯过氧化氢主要用于杀菌和消毒。以乳品行业为例，亚州乳品市场目前正以平均每年20%〜25%的速度增长。未来5年，中国乳类产品消费将大幅度增加，特别是液体奶，预计年增长可达15%。为了适应行业的发展，许多乳品厂家纷纷采用先进的过氧化氢和紫外线双系统杀菌技术以及使用以过氧化氢为主要成分的清洗剂。可以预见，未来几年食品加工领域的高纯过氧化氢市场将会迅速增长。三、高纯过氧化氢生产的方法和技术工业生产过氧化氢的方法绝大多数是蒽醍法。该法制造的过氧化氢中主要含有有机物杂质、无机物杂质和机械杂质。通常高纯过氧化氢的生产就是以蒽醍法生产的过氧化氢为原料，利用提纯技术进一步处理，除去上述杂质而得。主要提纯方法有：萃取、树脂吸附、膜分离、精馏、重结晶或几种方法的集成。主要的过氧化氢净化方法的特点如下表，一般而言，几种净化方法集成既能达到净化质量要求，又能兼顾投资和运行的经济性。为了满足电子产品电路集成度越来越高的要求，由于开发利用了膜分离等先进的提纯技术，国外高纯过氧化氢产品可以达到很高的质量标准，如三菱化学（美国）公司生产的高纯过氧化氢最低等级为10X10-9级，最高等级的ELG-A级过氧化氢每种金属的含量均可达到1X10-12级（max）。方法优点缺点萃取操作简单，产量不受限制；工作液组分可作萃取剂，物耗、能耗低产品净化品质低。树脂吸附杂质去除率高，可得到多种级别产品；设备占地少，组合方式灵活；没有运动部件，操作可靠简便。树脂消耗大；生产流程和步骤比较复杂。膜分离杂质去除率高，可得到高级别产品；没有运动部件，操作可靠简便。设备占地少，容易插入原有流程；生产能力容易放大；可以在室温下操作。操作压力高；膜使用寿命短。精馏单套设备即可长周期运行，产量不受限制。物耗、能耗高。重结晶可得到高浓度纯产品能耗高。四、脉冲电晕等离子体原位合成过氧化氢技术简介本项目是在国家自然科学重点基金“丙烯环氧化的绿色催化研究（20233050）”资助下获得的。其化学原理是：用介质阻挡放电（毫安级弱电流）产生的高能电子碰撞氢气和氧气分子，使之在室温下活化成活性中间物种。这个活化过程涉及部分原料气体分子发生电离和解离等物理过程，结果在反应气体中产生正负离子和电子。由于正负离子和电子所带的所有正电荷与所有负电荷数量相等，对外不显电性，所以成为等离子体气体。等离子体气体中的活性中间物种在常温常压下自动反应生成过氧化氢和水，不需要任何催化剂和溶剂，过氧化氢的选择性由关键技术控制。本技术的最大好处是，过氧化氢合成可以在常温常压下进行，首先得到的是含有氢气和氧气的过氧化氢蒸汽。上述过氧化氢蒸汽可以通过洗气法或冷冻法收集，用超纯水洗气法可得到50%以内各种浓度的过氧化氢；用液氨冷冻法可得到70-80%浓度的过氧化氢。只要原料气体纯净，反应器清洁，收集剂（水）和收集器无污染，则不用分离提纯即可获得高纯度过氧化氢。其技术原理示意如下:

补充氧按地产品收集排补充氧按地4F成品

等离了体注牛产备氓度册雄双氧水次置示危陶到目前为止，该技术已经申请了3项中国发明专利，形成了完整的自主知识产权体系，大连理工大学是当今国内外唯一采用等离子体