蒽醌法制取過氧化氫的固定床加氫反應(yīng)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制H2O2的固定床加氫體系，特別是公開一種蒽醌法制取過氧化氫(H2O2)的固定床加氫反應(yīng)系統(tǒng)，包括反應(yīng)系統(tǒng)的組成、液體工作液的進(jìn)料方式、H2進(jìn)料方式、催化劑裝填及內(nèi)置的換熱器及上、下節(jié)固定床之間的連接等，實(shí)現(xiàn)充分利用反應(yīng)系統(tǒng)中的催化劑，提尚廣能的目的。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著造紙、印染漂白、化學(xué)合成、環(huán)境保護(hù)和其它行業(yè)對(duì)過氧化氫需求量的不斷增長(zhǎng)，中國國內(nèi)這些年的過氧化氫產(chǎn)量一直以極大的速度增長(zhǎng)，每年都有多套新的生產(chǎn)裝置建成投產(chǎn)。為了提高產(chǎn)能(即氫化效率)，技術(shù)人員不斷對(duì)生產(chǎn)裝置的“硬件”(包括設(shè)備、氫化塔，氧化塔、萃取塔等)和“軟件”(包括工作液，氫化催化劑，工藝條件等)進(jìn)行改進(jìn)，采取了使用高活性、高選擇性的催化劑提高氫化效率(即氫化速度和深度)并同時(shí)降低對(duì)工作液的降解等手段。但是如何進(jìn)一步提高單位生產(chǎn)過氧化氫工作液的生產(chǎn)能力，使設(shè)備在放大不多的情況下達(dá)到需要的生產(chǎn)能力，同時(shí)大量節(jié)省化工原材料的投資及生產(chǎn)中的能耗，基本上沒有可實(shí)用的突破性成果。并且，隨著H2O2生產(chǎn)裝置規(guī)模的擴(kuò)大，對(duì)于生產(chǎn)裝置關(guān)鍵部位加氫反應(yīng)系統(tǒng)的要求也越來越高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，設(shè)計(jì)一種蒽醌法制取過氧化氫的固定床加氫反應(yīng)系統(tǒng)，使反應(yīng)系統(tǒng)中的催化劑得到充分利用，副反應(yīng)減少，使用壽命更長(zhǎng)，提高生產(chǎn)裝置的產(chǎn)能。
[0004]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種蒽醌法制取過氧化氫的固定床加氫反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于:所述的加氫反應(yīng)系統(tǒng)包括豎直連接或平行連接的氫化塔，所述的氫化塔裝設(shè)置有一段催化劑層或二段催化劑層，所述的催化劑層每段下部均設(shè)有換熱器層，氫化塔的底部設(shè)有管道連接氫化液貯槽，氫化塔頂部空間設(shè)有噴頭，噴頭為液體工作液的進(jìn)料口，距離催化劑層上部的瓷球?qū)訛?.5?Im ;采用二段催化劑層時(shí)，兩催化劑層之間還設(shè)有氣液分布器，氣液分布器距離下段催化劑層上方設(shè)置的瓷球?qū)右矠?.5?Im ;所述噴頭噴出的液體來自工作液貯槽和氫化液貯槽，采用離心泵加壓進(jìn)入噴頭，噴頭上部空間還設(shè)有氫氣管道，向氫化塔內(nèi)通入氫氣，所述的氫氣管道環(huán)繞在噴頭周圍，氫氣管道上開有小孔，孔口向上。
[0005]所述的氫化塔的催化劑層裝填高度為1.0?3.0m,氫化塔根據(jù)產(chǎn)能設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上，氫化塔直徑小于2.75m時(shí)，設(shè)置一個(gè)噴頭，氫化塔直徑大于或等于2.75m時(shí)，設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的噴頭。
[0006]所述的換熱器層采用換熱效果好的格柵形，使催化劑使用溫度均勻，延長(zhǎng)催化劑使用壽命。
[0007]所述的氫氣由單向閥控制進(jìn)入下一節(jié)氫化塔的氫氣管道，避免下一節(jié)氫氣單獨(dú)進(jìn)氣壓力大于上一節(jié)時(shí)氫氣壓力反沖回上一節(jié)氫化塔。
[0008]氫化反應(yīng)是氣液固三相放熱反應(yīng)，在反應(yīng)中三相分布均勻，反應(yīng)熱及時(shí)轉(zhuǎn)移，有利于充分利用反應(yīng)系統(tǒng)中的催化劑。
[0009]本發(fā)明具有如下特點(diǎn):
1、一段或二段中上段的催化劑層的液體進(jìn)料是通過噴頭，噴頭由一個(gè)或多個(gè)組成，視氫化床層(即氫化塔)的平面積而定，氫氣從另外氫氣管道進(jìn)入；
2、每段催化劑層的下部均裝有換熱器，換熱器面積根據(jù)液體工作液的流量和反應(yīng)熱而定，采用二段催化劑層時(shí)，經(jīng)過換熱器后的物料入下層催化劑層時(shí)候的溫度與從噴頭進(jìn)上層催化劑層的溫度接近；換熱器設(shè)計(jì)為格柵形式，既能作為物料支撐，又能換熱；
3、設(shè)有氣液分尚器，氣液分1?器有外置式或內(nèi)置式兩種，分尚出的氣體經(jīng)單向閥與進(jìn)下一節(jié)的H2混合進(jìn)入下一節(jié)的催化劑層；
4、固定床的催化劑層可設(shè)置成一段或二段，只裝填一段催化劑層時(shí)液體工作液進(jìn)料采用噴頭形式，在采用串聯(lián)成二段催化劑層的結(jié)構(gòu)時(shí)，上層物料通過氣液分離進(jìn)入氫化液貯槽，H2由單向閥控制和新鮮!12共同進(jìn)料至下層，液體再通過泵進(jìn)噴頭進(jìn)固定床催化劑層；
5、本發(fā)明使用的催化劑為負(fù)載型顆粒狀催化劑，催化劑主要活性成份為Pd、Pt、Ni等貴金屬，載體為A1203、Si02、S1-Al、活性C等，催化劑形為球形、條形、異形(如三葉草、四葉草、瓷球等)。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明中氣液分開進(jìn)入氫化塔的催化劑層，還可根據(jù)產(chǎn)能需要設(shè)置多節(jié)氫化塔，每節(jié)氫化塔之間可豎直連接，也可平行連接。每個(gè)氫化塔也可只采用單段催化劑層，單段催化劑床層液體工作液的進(jìn)料采用噴頭進(jìn)料。本發(fā)明設(shè)計(jì)的蒽醌法制H2O2固定床氫化體系，使催化劑可以充分利用，副反應(yīng)減少，使用壽命更長(zhǎng)，生產(chǎn)裝置效率更尚O
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明采用兩節(jié)二段催化劑層的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖中:1、氫化塔；2、催化劑層；3、換熱器層；4、氫化液貯槽；5、噴頭；6、瓷球?qū)樱?、氣液分布器；8、氫氣管道；9、單向閥；10、絲網(wǎng)；11、上段出料口； 12、下段出料口； 13、人孔；14、離心泵；15、內(nèi)置式氣液分離器；16、外置式氣液分離器。
【具體實(shí)施方式】
[0013]根據(jù)附圖，本發(fā)明一種蒽醌法制取過氧化氫的固定床加氫反應(yīng)系統(tǒng)，加氫反應(yīng)系統(tǒng)包括豎直連接或平行連接的氫化塔1，氫化塔I裝設(shè)置有一段催化劑層或二段催化劑層。
[0014]催化劑層2每段下部均設(shè)有換熱器層。氫化塔I的底部設(shè)有管道連接氫化液貯槽
4。氫化塔I頂部空間設(shè)有噴頭5，噴頭5為液體工作液的進(jìn)料口，距離催化劑層2上部的瓷球?qū)?為0.5?lm。采用二段催化劑層時(shí)，兩催化劑層之間還設(shè)有氣液分布器7，氣液分布器7距離下段催化劑層上方設(shè)置的瓷球?qū)右矠?.5?lm。在氣液固三相反應(yīng)中，氣液固三相均勻接觸對(duì)反應(yīng)性能有重要作用，這一方式正是為了達(dá)到這一目的。
[0015]噴頭5噴出的液體來自工作液貯槽和氫化液貯槽4，采用離心泵14加壓泵入噴頭
5。噴頭5上部空間還設(shè)有氫氣管道8，向氫化塔內(nèi)通入氫氣，氫氣管道8環(huán)繞在噴頭5周圍，氫氣管道8上開有小孔，孔口向上。
[0016]氫化塔I的催化劑層2裝填高度為1.0?3.0m，氫化塔I根據(jù)產(chǎn)能設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上，氫化塔直徑視裝置生產(chǎn)能力及催化劑堆積密度而定，噴頭數(shù)量視氫化塔直徑而定，氫化塔I直徑小于2.75m時(shí)，設(shè)置一個(gè)噴頭5，氫化塔直徑大于或等于2.75m時(shí)，設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的噴頭。
[0017]每段催化劑層下部的換熱器面積應(yīng)根據(jù)上端的催化劑層與物料反應(yīng)產(chǎn)生的熱量及所需降低的溫