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H2O2 processo anthraquinone (AO)

H2O2 anthraquinone (AO process)

Filiera H2O2 (~5 Mt/y, dominante BASF/Solvay/Evonik): ciclo redox EAQ catalitico. EAQ + H2 -> EAQ-H2 (Pd/Al2O3), poi EAQ-H2 + O2 -> EAQ + H2O2 (estratto in acqua), concentrazione vacuum a 50-70% commerciale.

IRI
chem:hydrogenPeroxidePipeline
Unit Operation
4
Operazioni chimiche
2 (con reazione)
Operazioni fisiche
2
CO₂eq cumulato
1.40 kg/kg
Produzione globale
5 Mt/anno
Impatto CO₂ globale
7 Mt CO₂/anno
Sezioni: diagramma unit operation reazioni ruoli sostanze condizioni energia supply chain supply chain completa → SPARQL

Diagramma di flusso

flowchart LR eaqHydrogenation["idrogenazione EAQ -> EAQ-H2"] eaqAirOxidation["ossidazione aria EAQ-H2 -> EAQ + H2O2"] h2o2WaterExtraction["estrazione H2O2 liquido-liquido"] h2o2VacuumConcentration["concentrazione H2O2 50-70%"] s_ethylAnthraquinone(["2-etilantrachinone (soluzione di lavoro)"]):::role_utility s_ethylAnthraquinone --> eaqHydrogenation s_hydrogen(["idrogeno"]):::role_rawMaterial s_hydrogen --> eaqHydrogenation s_pdAlumina(["catalizzatore Pd/Al2O3"]):::role_catalyst s_pdAlumina -.-> eaqHydrogenation s_eaqHydroquinone(["EAQ idroquinone (forma ridotta)"]):::role_intermediate eaqHydrogenation --> s_eaqHydroquinone s_eaqHydroquinone --> eaqAirOxidation s_oxygen(["oxygen"]):::role_utility s_oxygen --> eaqAirOxidation s_diluteH2O2Organic(["H2O2 diluito in soluzione organica"]):::role_intermediate eaqAirOxidation --> s_diluteH2O2Organic eaqAirOxidation -.-> s_ethylAnthraquinone eaqAirOxidation -. recycle .-> s_ethylAnthraquinone s_diluteH2O2Organic --> h2o2WaterExtraction s_water(["acqua"]):::role_utility s_water --> h2o2WaterExtraction s_diluteH2O2(["H2O2 diluito post-estrazione"]):::role_intermediate h2o2WaterExtraction --> s_diluteH2O2 s_diluteH2O2 --> h2o2VacuumConcentration s_hydrogenPeroxide(["perossido di idrogeno"]):::role_finalProduct h2o2VacuumConcentration --> s_hydrogenPeroxide classDef role_rawMaterial fill:#e8f4ff,stroke:#06c,color:#003 classDef role_finalProduct fill:#e8ffe8,stroke:#0a7,color:#030 classDef role_intermediate fill:#f0f0f0,stroke:#666,color:#333 classDef role_byproduct fill:#fff4e0,stroke:#cc7a00,color:#642 classDef role_waste fill:#fae8e8,stroke:#888,stroke-dasharray:3 3,color:#444 classDef role_utility fill:#e0f7f7,stroke:#06c8c8,color:#033 classDef role_catalyst fill:#fde0f0,stroke:#cc3399,color:#506 classDef role_mine fill:#f5e6d3,stroke:#8b5a2b,color:#3d2e15,stroke-width:2px
materia prima prodotto finale intermedio sottoprodotto scarto utility catalizzatore ⛏️ miniera --> consumes/produces · -.> byproduct/waste/catalyst/recycle/mine

Unit Operation

🧪 = ha reazione bilanciata · ⚙️ = solo fisica

OperazioneConsumaProduceCatalizzatoreEquipmentCO₂eqResa
🧪 idrogenazione EAQ -> EAQ-H2 2-etilantrachinone (soluzione di lavoro), idrogenoEAQ idroquinone (forma ridotta) catalizzatore Pd/Al2O3reattore EAQ a bolle 0.5
🧪 ossidazione aria EAQ-H2 -> EAQ + H2O2 EAQ idroquinone (forma ridotta), oxygenH2O2 diluito in soluzione organica ossidatore EAQ in aria 0.4
⚙️ estrazione H2O2 liquido-liquido H2O2 diluito in soluzione organica, acquaH2O2 diluito post-estrazione estrattore H2O2 acquoso 0.2
⚙️ concentrazione H2O2 50-70% H2O2 diluito post-estrazioneperossido di idrogeno colonna distillazione vacuum H2O2 0.3

Reazioni chimiche bilanciate

OperazioneEquazione bilanciataΔH
idrogenazione EAQ -> EAQ-H2 C16H12O2 + H2 -> C16H14O2 -110.0 kJ/mol
ossidazione aria EAQ-H2 -> EAQ + H2O2 C16H14O2 + O2 -> C16H12O2 + H2O2 -200.0 kJ/mol

Ruolo delle sostanze in questa filiera

🟦 materia prima (1)
🟩 prodotto finale (1)
🟨 sottoprodotto (1)
▫️ intermedio (3)
🩵 utility (3)
🟪 catalizzatore (1)

Condizioni operative

OperazioneTemperaturaPressioneAtmosfera
idrogenazione EAQ -> EAQ-H2 40–70 °C2.0–4.9 atmH2
ossidazione aria EAQ-H2 -> EAQ + H2O2 50–70 °C4.9–7.9 atmair
estrazione H2O2 liquido-liquido 20–40 °C1.0–2.0 atminert
concentrazione H2O2 50-70% 40–70 °Catmvacuum

Input energetici

OperazioneFormaEnergia specifica
idrogenazione EAQ -> EAQ-H2 thermal1.2 MJ/kg
concentrazione H2O2 50-70% thermal1.0 MJ/kg

Supply chain inter-filiera

⬅ Materie prime/intermedi forniti da altre filiere

➡ Prodotti/sottoprodotti consumati da altre filiere

Esplora con SPARQL

Query di esempio sui ruoli delle sostanze in questa filiera:

PREFIX chem: <https://ontology.siletto.it/chem-pipeline#>
SELECT ?role ?substance WHERE {
  ?substance chem:playsRole ?ra .
  ?ra chem:role ?role ; chem:inPipeline chem:hydrogenPeroxidePipeline .
} ORDER BY ?role

Vedi altri esempi SPARQL.


Dereferenziabile: chem:hydrogenPeroxidePipeline · ontologia completa · TTL sorgente