过氧化氢法制备环氧丙烷
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环氧丙烷应用和生产主要工艺路线一、环氧丙烷基础性质中文别称:氧化丙烯英文名称:Propylene Oxide(简称 PO)分子式:C3H6O分子量:相对密度:0.859 g/cm3(20℃)熔点:-112℃沸点:34℃环氧丙烷易溶于水,是无色透明的低沸易燃液体,拥有近似醚类气味。
环氧丙烷在铁、锌等碱金属存在下易惹起自聚反响,所以一定用干氮或许其余惰性气体储存在容器内加以保护,使用不锈钢干净容器进行储存,不适合长距离运输。
二、环氧丙烷的应用领域环氧丙烷(PO)是一种重要的有机化工原料,是除了聚丙烯和丙烯腈以外的第三大丙烯衍生物。
环氧丙烷主要用于聚醚多元醇以及丙二醇及丙二醇醚等的生产。
聚醚多元醇( PPG)主要用于生产聚氨酯塑料,其次用作表面活性剂(如泡沫稳固性、造纸工业消泡剂和原油破乳剂等),也可用作润滑剂和专用溶剂等。
丙二醇( PG)主要用作抗冻剂、有机溶剂等,也用于生产环氧树脂、不饱和聚酯树脂等,还用于生产医药等的重要中间体。
丙二醇醚是用途宽泛的低毒性有机溶剂。
全世界环氧市场主假如生产聚醚多元醇,约占70%;其次是生产丙二醇。
在我国约 85%的环氧丙烷用于生产聚醚多元醇,约 8%用于生产丙二醇,其次是生产丙烯酸酯( 2%)和醚类( 2%)。
因国内聚醚多元醇的厂家主要集中在山东、上海、江苏等地域,所以这些地域也是环氧丙烷最大的花费地。
二、环氧丙烷主要生产工艺1、氯醇法 ,(1931 实现工业化)主要反响式:氯醇化反响皂化反响皂化是氯醇与碱反响制取环氧化物的过程。
氯醇法制环氧丙烷的原料耗费原料规格耗费氯气(吨 / 吨 PO)100%丙烯(吨 / 吨 PO)100%石灰(吨 / 吨 PO)95%电( kwh/t )200-300 冷却水(吨 / 吨 PO)250-320蒸汽(吨 / 吨 PO)工艺水(吨 / 吨 PO)20-100副产物二氯丙烷 ( 吨/ 吨 PO)二氯二乙丙醚 ( 吨/ 吨 PO)氢气( 吨/ 吨 PO)三废废水( 吨/ 吨 PO) 40-80废渣( 吨/ 吨 PO) 280 年月,我国引进了日本旭硝子、日本三井、美国陶氏等公司的氯醇法技术,我国的生产公司不停对氯醇法工艺装置进行改扩建,使我国环氧丙烷的产能获得了较大的打破;但氯醇法工艺每生产 1t 环氧丙烷大概有 40~60t 含氯化物的废水和 2~4t 的废渣产生,这类工艺生产的废水办理特别困难,污染严重。
丙烯与双氧水环氧化制备环氧丙烷的技术研究摘要:环氧丙烷是一种重要的有机化工原料,广泛用于塑料、表面活性剂、聚氨酯泡沫等多个领域。
传统的制备方法一般依赖于氯化方法,这种方法不仅消耗大量的能源,还会产生大量的污染物。
近年来,由于环保政策的加强和能源需求的提高,丙烯与双氧水环氧化制备环氧丙烷的方法越来越受到重视。
该方法既能有效降低能耗,又能大幅减少废弃物的产生,具有很大的研究和实际应用价值。
因此,深入研究丙烯与双氧水环氧化制备环氧丙烷的技术,不仅对优化生产过程、提升产品质量、降低生产成本有重要意义,而且对保护环境、实现可持续发展也具有重要的作用。
关键词:丙烯;双氧水环氧化;环氧丙烷环氧丙烷作为一种重要的有机合成中间体,广泛应用于树脂、涂料、胶粘剂等工业领域,对于化工工业的发展起着不可替代的作用。
然而,传统的制备方法可能存在一些不足之处,如催化剂的选择、产率的提高等方面,这些问题需要通过深入的技术研究来解决。
因此,对丙烯与双氧水环氧化制备环氧丙烷的技术进行探究,具有重要的科学意义和工程应用价值。
1.环氧丙烷制备方法环氧丙烷是一种重要的有机化工原料,其制备方法多种多样。
传统的制备方法主要是通过氯代法,这种方法主要是将丙烯在催化剂的作用下,先与氯化氢反应生成1,2-二氯丙烷,然后再与氢氧化钠反应,去除氯元素,制得环氧丙烷。
这种方法虽然成熟,但是需要消耗大量的氯化氢和氢氧化钠,产生的废弃物对环境造成很大的影响。
近年来,为了减少环保压力,越来越多的研究开始关注丙烯与双氧水环氧化制备环氧丙烷的方法。
这种方法是在特定的催化剂存在下,将丙烯直接与双氧水反应,生成环氧丙烷。
由于双氧水分解的产物是水,因此这种方法对环境的影响非常小,是一种非常环保的制备方法。
而且,这种方法的反应条件比较温和,不需要高温高压,能够显著降低制备环氧丙烷的能耗。
然而,丙烯与双氧水环氧化制备环氧丙烷的方法也有其困难之处,主要是双氧水的稳定性和催化剂的选择。
2.酸性催化剂:酸性催化剂种类和使用量的选择对反应效果有很大影响。
常用的酸性催化剂包括硫酸、磷酸等,使用量通常在0.1%-0.5%之间。
3.过氧化氢浓度:过氧化氢的浓度对反应效果也有重要影响。
通常浓度在30%-50%之间,过高或过低都会影响反应效果。
4.反应时间:反应时间也是影响反应效果的重要参数。
反应时间过短,反应不完全,反应时间过长,则会降低产率。
5.分离和纯化技术:分离和纯化环节是保证产品质量的关键步骤,通常采用蒸馏等方法进行分离和纯化,可以得到高纯度的环氧丙烷。
四、装置结构环氧丙烷的生产装置通常包括预处理器、反应釜、分离器、精馏塔、冷却器、储罐等组成部分。
1.预处理器:预处理器用于去除丙烯中的杂质和水分,保证反应混合物的纯度。
2.反应釜:反应釜是进行环氧化反应的核心部件,其中反应混合物在酸性催化剂的作用下进行反应,生成环氧丙烷。
3.分离器:分离器用于分离反应结束后的混合物,将环氧丙烷和未反应的丙烯、过氧化氢等组分分离开来。
4.精馏塔:精馏塔用于进一步分离和纯化环氧丙烷,通常采用多级精馏的方式,可以得到高纯度的产品。
5.冷却器:冷却器用于冷却反应结束后的混合物,保证分离和精馏过程中的安全性。
6.储罐:储罐用于存储生产出来的环氧丙烷。
五、安全措施环氧丙烷的生产过程中,需要注意以下安全措施:1.储气罐、反应釜等容器必须具备一定的压力承受能力和防爆性能,以避免发生意外事故。
2.反应过程中需要加入酸性催化剂和过氧化氢等化学品,操作人员需要严格遵守安全操作规程,防止化学品泄漏和爆炸等事故。
3.反应过程中需要对反应混合物进行冷却,以避免反应器过热引发事故。
4.操作人员需要佩戴防护服、手套、眼镜等防护用品,防止化学品对人体的损害。
5.装置需要配备自动化控制系统和安全监测设备,对反应过程进行实时监测和控制,保证生产过程的安全性。
六、环氧丙烷的应用环氧丙烷是一种重要的有机合成原料,广泛应用于化学、医药、涂料、粘合剂等领域。
环氧丙烷的工艺流程
《环氧丙烷的工艺流程》
环氧丙烷是一种重要的有机合成原料,广泛用于聚合物、涂料、油漆和助剂等领域。
其生产工艺主要包括环氧乙烯和丙烯的环氧化反应。
首先,通过催化剂将乙烯和过氧化氢在高温条件下反应,得到环氧乙烷。
接着,将环氧乙烷与丙烯在催化剂的作用下发生环氧化反应,生成环氧丙烷。
整个工艺流程中,催化剂的选择和反应条件的控制都是关键。
合适的催化剂能大大提高反应速率和产率,而适当的反应条件可以有效降低副反应的发生,提高产物纯度。
在工业生产中,环氧丙烷的工艺流程还需要考虑生产规模、能源消耗和环境影响等因素。
通过优化工艺条件、改进反应装置和建立可持续发展的生产方式,实现高效、节能、低排放的生产过程。
总之,环氧丙烷的生产工艺流程涉及多种化学反应和工艺操作,需要在不断的实践中不断改进和完善,以满足市场需求和可持续发展的要求。
一.环氧丙烷的简介:环氧丙烷,又名氧化丙烯、甲基环氧乙烷,是非常重要的有机化合物原料,是仅次于聚丙烯和丙烯腈的第三大丙烯类衍生物。
其结构式为:环氧丙烷在常温常压下为无色透明低沸易燃液体,具有类似醚类气味;环氧丙烷工业产品为两种旋光异构体的外消旋混合物。
凝固点-112.13℃,沸点34.24℃,相对密度(20/20℃)0.859,折射率(nD)1.3664,粘度(25℃)0.28 mPa?S。
与水部分混溶[20℃时水中溶解度40.5%(重量);水在环氧丙烷中的溶解度12.8%(重量)],与乙醇、乙醚混溶,并与二氯甲烷、戊烷、戊烯、环戊烷、环戊烯等形成二元共沸物。
有毒,对粘膜和皮肤有刺激性,可损伤眼角膜和结膜,引起呼吸系统疼痛,皮肤灼伤和肿胀,甚至组织坏死。
环氧丙烷主要用于生产聚醚多元醇、丙二醇和各类非离子表面活性剂等,其中聚醚多元醇是生产聚氨酯泡沫、保温材料、弹性体、胶粘剂和涂料等的重要原料,各类非离子型表面活性剂在石油、化工、农药、纺织、日化等行业得到广泛应用。
同时,环氧丙烷也是重要的基础化工原料。
我国环氧丙烷(PO)产业发展受技术水平、环保因素、原料供应等三方面影响,部分装置一直难以满负荷生产,2001年以后,国内PO产能、产量增幅均不是很大,而同期聚氨酯等下游消费领域需求则保持高速增长,国内供需缺口进一步拉大,见表1、表2。
表1 2005年我国PO消费结构%消费领域比例消费领域比例聚醚多元醇84.76醇醚1.87PG/DM C7.78表面活性剂等3.27碳酸丙烯酯2.33表2 2001-2005年我国PO市场供需状况统计万t/a年份产能/万t.a-1产量进口量出口量表观消费量自给率/%20 01 47.633.03.6忽略36.6 90.220 02 49.032.05.3忽略37.3 85.820 03 49.041.411.6 0.1 52.9 78.320 04 55.543.019.10.1 62.0 69.420 05 55.551.315.11.0 65.4 78.420 06E 95.569.012.1.0 80.0 85.0随着中海壳牌25万t/a装置、山东石大胜华4万t/a、天津大沽6万t/a扩建装置、山东东大3万t/a等装置的投产,截至2006年末我国PO产能已增长至95.5万t/a,同比增长72%。
环氧丙烷的制备嘿,朋友们!今天咱就来聊聊环氧丙烷的制备呀!你知道吗,这环氧丙烷就像是一个神奇的宝贝,要得到它可不容易呢!就好像我们要去寻找一颗藏在深山里的珍贵宝石。
先来说说氯醇法吧。
这就好比是一条大家都熟悉的路,走的人多,但也有它的特点。
通过氯气和丙烯反应生成氯丙醇,然后再让它进一步反应得到环氧丙烷。
这过程就像是一场接力赛,一环扣一环,每个环节都不能掉链子。
要是有一个地方出了差错,那可就前功尽弃啦!不过呢,虽然它比较传统,但也有它的用处呀,就像家里的老物件,有时候还是很靠谱的呢!还有共氧化法呢,这可就有点高大上啦!它就像是一条比较特别的路,不太常见,但走对了就会有惊喜。
用丙烯和过氧化氢或者其他氧化剂一起反应,最后得到环氧丙烷。
这感觉就像是一场奇妙的化学反应之旅,带着我们探索未知的领域。
再说说直接氧化法呀,这就好像是我们找到了一种新的捷径。
不用经过那么多复杂的步骤,直接让丙烯和氧气发生反应生成环氧丙烷。
这多简单直接呀,就像我们想吃苹果,直接去树上摘就行啦,不用绕那么多弯子。
在制备环氧丙烷的过程中,可不能马虎呀!就像做饭一样,调料放多了或者放少了,味道可就不一样啦。
我们得精心地控制各种条件,温度呀、压力呀、反应物的比例呀,一个都不能错。
这可不是闹着玩的,不然怎么能得到高质量的环氧丙烷呢?而且呀,这制备过程中还得注意安全呢!毕竟这些化学物质可不是好惹的。
就好像我们在路上遇到了凶猛的野兽,得小心翼翼地应对呀。
稍有不慎,可能就会出大问题呢!所以呀,要想制备出环氧丙烷,可得下一番功夫呢!不能怕麻烦,不能怕困难。
想想看,当我们成功地得到那一瓶瓶纯净的环氧丙烷时,那该有多开心呀!那不就像我们终于找到了梦寐以求的宝藏一样吗?这一切的努力都是值得的呀!总之呢,环氧丙烷的制备可不是一件简单的事儿,但只要我们用心去做,就一定能做好。
让我们一起加油,为了那神奇的环氧丙烷努力吧!。
环氧丙烷是一种重要的化工原料,广泛应用于医药、涂料、胶粘剂、农药等工业领域。
对于年产30万吨环氧丙烷生产工艺项目,我们需要选择一种合适的工艺方案。
目前,环氧丙烷的制备工艺主要包括直接氧化法、环氧化法和一氯丙酮法。
下面将对这三种工艺方案进行比较和选择。
1.直接氧化法:直接氧化法是将丙烯与空气在催化剂的作用下直接反应生成环氧丙烷。
这种工艺方案具有简单、原料易得、产品纯度高等优点。
但是,由于直接氧化反应需要高温高压条件,存在催化剂寿命短、产品产率低、能源消耗大等问题。
2.环氧化法:环氧化法是将丙烯与过氧化氢在催化剂的作用下反应生成环氧丙烷。
这种工艺方案具有原料适应性好、反应条件温和等优点。
同时,环氧化法还可以通过改变催化剂和溶剂体系,实现对环氧丙烷的选择性制备。
这种工艺方案相对于直接氧化法,存在催化剂选择、工艺优化、产品分离等方面的技术难题。
3.一氯丙酮法:一氯丙酮法是将丙烯与氯气进行反应生成1-氯-2-丙酮,经水解生成环氧丙烷。
这种工艺方案具有原料易得、反应产率高、产品质量好等优点。
但是,一氯丙酮法存在安全隐患,因为氯气是有毒有害气体,需要采取相应的安全防护措施。
综合比较以上三种工艺方案,我们可以选择环氧化法作为年产30万吨环氧丙烷生产的工艺方案。
原因如下:1.环氧化法相对于直接氧化法的温和反应条件可以减少能源消耗,降低生产成本。
2.环氧化法可以通过改变催化剂和反应溶剂体系,实现对环氧丙烷的选择性制备,提高产品质量和纯度。
3.一氯丙酮法虽然反应产率高,但氯气的安全隐患和使用成本较高,不利于长期稳定生产。
4.相对于直接氧化法和一氯丙酮法,环氧化法在工艺优化、催化剂选择、产品分离等方面已有较多研究和应用经验。
在选择环氧化法工艺方案时,我们还需要根据具体的生产规模、原料供应、工艺设备等因素进一步进行技术经济分析和实验研究,以确定最佳的工艺参数和操作条件,确保生产的稳定性和经济性。
综上所述,选择环氧化法作为年产30万吨环氧丙烷生产工艺方案,具有较多的优点和应用前景。
环氧丙烷制备工艺《环氧丙烷制备工艺》环氧丙烷是一种挺重要的有机化合物呢。
它在化工领域就像一个小明星,很多地方都得用到它。
那它是怎么制备出来的呢?这就有好多有趣的方法。
有一种氯醇法。
想象一下,就像一场神奇的化学魔术。
原料丙烷在氯气和水的作用下开始变身。
丙烷就像是一个等待改造的小木偶,氯气和水就像是有魔法的工具。
氯气像个调皮的小捣蛋鬼,钻进丙烷的分子世界里,然后经过一系列复杂的反应,就慢慢生成了氯丙醇。
不过这还没完呢,这个氯丙醇又要经过石灰乳的处理,就好像是给它进行最后的梳妆打扮,最后才变成环氧丙烷这个小明星。
不过这个方法也有点小麻烦,会产生不少氯化钙废水,处理这些废水就像打扫魔术表演后的一地狼藉,挺让人头疼的。
还有共氧化法。
这方法就像是找了几个小伙伴一起合作来完成任务。
比如说,有一些大工厂会用乙苯或者异丁烷跟丙烯一起反应。
丙烯在这个过程中就像是主角,而乙苯或者异丁烷就是它的好搭档。
它们在特定的反应条件下,互相作用,就像小伙伴们齐心协力搭建积木一样。
这种方法的好处就是产品质量比较好,就像精心搭建的积木城堡很稳固。
但是呢,这个方法也有自己的小缺点,它的工艺流程比较复杂,就像搭一个超级复杂的乐高城堡,需要很多步骤,而且投资成本还比较高,就像买那些乐高积木花费不少钱。
现在又有了直接氧化法,这有点像走捷径。
直接用氧气或者过氧化氢来氧化丙烯。
丙烯就像个勇敢的小战士,直接面对氧气或者过氧化氢的挑战,在催化剂的帮助下,快速地转化成环氧丙烷。
这个方法比较环保,就像选择了绿色出行方式一样。
没有那么多的污染物产生,就像绿色出行没有那么多尾气排放。
不过这个方法的技术要求很高,就像走钢丝一样,需要精确地控制反应条件,要是稍微有点偏差,可能就得不到想要的环氧丙烷了。
从这些制备工艺来看,每一种都有它的优缺点。
氯醇法虽然传统但是废水处理麻烦。
共氧化法产品质量好但成本高流程复杂。
直接氧化法环保但技术难度大。
对于生产环氧丙烷来说,没有一种方法是完美的。
直接氧化法生产环氧丙烷工艺流程简述下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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HPPO环氧丙烷项目 工艺描述&反应原理一、流程概述HPPO工艺基于固定床反应系统制备环氧丙烷,该系统带有钛硅沸石挤出物粒子催化剂,粒子尺寸大约为3-5mm。
管束反应器(单段式反应器系统(R001A-C),用于移除反应过程中产生的相当大的反应热。
所有三个反应器系统通常都是平行操作的,但是也可以单独操作,例如,系统内其中一个反应器的再生操作。
反应器中以甲醇作为溶剂,质量百分比为50-70%的双氧水与丙烯反应生成环氧丙烷,并伴生少量的副产物。
在反应器入口,丙烯和过氧化氢的摩尔比,丙烷和丙烯的质量比以及甲醇和双氧水中水的质量比,明确了进入每个反应器内的进料组成。
为了达到反应目的,投用一个C3分离塔,精炼界区外来的丙烯,在此丙烷从原料丙烯中分离并送到界区外。
由于进入反应器的最初混合物和在每个反应器出口的产物混合物都是两相的,为了优化工艺条件,需要把丙烯和甲醇分开加料到每个反应器中,反应产物在反应器的底部也要相分离。
两个液体相的分布是通过位于每个反应器顶端的两相液体分布器完成的,从而实现反应系统的两相向下汇流至反应区。
通过闪蒸系统分离和回收过量的丙烯,此系统能回收90%未参与反应的丙烯。
C3汽提塔与回收C3压缩机成套单元,C3精馏塔和冷凝系统相连接回收剩余部分丙烯,经过冷凝后的残余气体送至净化气洗涤塔。
在净化气洗涤塔中用甲醇作为洗涤液,净化气洗涤塔作为废气的排放出口,可尽量避免任何丙烯损失。
环氧丙烷的分离通过由预分离塔、C3汽提塔和PO塔组成的系统完成。
预分离装置将环氧丙烷和丙烯中大部分的甲醇及水分离出去。
在C3汽提塔中,残余少量的丙烯会被去除,然后送入回收C3压缩机成套单元中。
最后,从PO塔顶产出提纯后的环氧丙烷产品,而带有一些水的甲醇会在塔底采出。
环氧丙烷精制是在PO塔萃取区内脱净甲醇,并在反应区内通过与精制剂反应去除乙醛。
两个部分整合在PO塔的中部,而水在塔上部精馏区内几乎全部被除去。
来自预分离塔底部和PO精馏塔底部甲醇和水的混合物中的乙醛及缩醛含量在加氢反应器中可以有效减少。
过氧化氢法制备环氧丙烷的反应动力学研究
陈晓晖;李世军;陈宪;米镇涛;许锡恩
【期刊名称】《西安交通大学学报》
【年(卷),期】2000(034)009
【摘要】研究了以甲醇作为溶剂时,钛硅分子筛(TS-1)催化丙烯H2O2环氧化反应的过程,分析了丙烯压力、温度等因素对反应的影响,发现TS-1催化剂不但对环氧丙烷的开环醚化有催化作用,而且对H2O2分解有促进作用,在此基础上确定了主、副反应动力学参数,为该工艺的工业化提供了依据.
【总页数】3页(P97-99)
【作者】陈晓晖;李世军;陈宪;米镇涛;许锡恩
【作者单位】天津大学化工学院,300072,天津;天津大学化工学院,300072,天津;福州大学化学系;天津大学化工学院,300072,天津;天津大学化工学院,300072,天津【正文语种】中文
【中图分类】TQ223.2
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2.基于邻苯二胺-过氧化氢反应体系的过氧化物酶反应动力学研究 [J], 莫非;贾志华;郝帅;张云鹏;唐春强;秦宝福
3.过氧化氢氧化丙烯制备环氧丙烷工艺塔设备的模拟计算 [J], 孙荣华;陆徐国
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过氧化氢直接氧化法从理论上讲,的氧化还原电位高于环氧丙
烷,可以用它直接氧化丙烯制环氧丙烷,而且H2O2中活性氧的质量分数远远高于其他过氧化物,达47 % ,其还原产物只有水,清洁无污染,是理想的氧化剂。
因此,很早就有人想用H2O2氧化丙烯制取环氧丙烷,但由于催化剂的原因均未成功。
当TS-1催化剂[6 ]被开发出来后,这一设想终于成为现实。
H2O2
直接氧化法的化学反应式如下:
H202 + HC3CH= CH2 =CH3CH0CH2+ H20 (环氧丙烷)(10 )
在压力0 .4 MPa 、温度接近室温的条件下,以甲醇水溶液为溶剂,丙烯与H202直接反应制得环氧丙烷,H202的转化率达98 % 以上,丙烯转化为环氧丙烷的选择性在97 % 以上。
目前,该工艺还处于开发阶段,主要的研究集中于各种因素对催化剂性能及成本的影响方面。
该方法存在H202运输问题,根据化学计量比,1t纯H202可制得17t环氧丙烷,对于1个万吨级的环氧丙烷生产厂,其运输危险和困难可想而知。
意大利的Clerici 等[6]提出将丙烯环氧化过程与蒽醌法制H202过程相结合,用甲醇水溶液为萃取剂代替原有的水萃取剂,将H202直接萃取出来后进入环氧化反应器进行反应,工艺流程如图3 所示。
以甲醇水溶液为萃取剂,先在萃取塔中将H202从蒽醌工作液中萃取出来,与甲醇一起进入反应器中与丙烯进行环氧化反应,然后在闪蒸塔、精馏塔中将未反应的丙烯及产物环氧丙烷分离,丙烯循环使用,余下的甲醇水溶液,一部分与萃取液混合作为反应溶剂循环,另一部分经分水塔脱除部分反应生成的水后,作为新鲜萃取剂再循环使用,蒽醌法生产H202工艺中氢化塔和氧化塔保持不变。
这种将H202生产与环氧丙烷生产相结合的方法无任何废物排放,是环氧丙烷清洁生产的一个重大突破,具有很好的发展前景。
在环氧丙烷生产与H202生产两者结合的过程中,萃取是关键的一步,其平衡组成随萃取条件变化的规律以及萃取液中蒽醌工作液杂质对
环氧化过程的影响,萃余液中环氧化过程杂质对蒽醌法制H202的影响等还不清楚,有待进一步研究。