一種生產(chǎn)過氧化氫的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)過氧化氫的方法和裝置，包括氫化工序、氧化工序、萃取工序、產(chǎn)品凈化工序和工作液處理工序。所述氫化工序設(shè)有氫化塔、過濾器、換熱器、氣液分離器和泵。氫化塔分為上塔和下塔，上塔和下塔分別設(shè)有兩層催化劑床層、氫氣入口、氮?dú)馊肟?、工作液入口和出料口。氫化過程中氫氣、工作液和氮?dú)膺M(jìn)入氫化塔并流下行進(jìn)行氫化反應(yīng)制得氫化液，氫化反應(yīng)溫度為40～70℃，反應(yīng)壓力為0.25～0.35MPa，氮?dú)獾牧繛闅錃怏w積量的1～100%。本發(fā)明通過向氫化塔中通入氮?dú)鉁p少了氫氣的用量，氫氣稀釋后分布更為均勻，提高了氫化反應(yīng)過程的穩(wěn)定性和可控性，減少催化劑中毒，有利于延長催化劑的使用壽命。
【專利說明】一種生產(chǎn)過氧化氫的方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化工產(chǎn)品生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種過氧化氫的生產(chǎn)方法和裝置，具體涉及一種蒽醌法生產(chǎn)過氧化氫的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]過氧化氫俗稱雙氧水，是一種重要的工業(yè)原料，廣泛應(yīng)用于化學(xué)合成、環(huán)境保護(hù)、造紙、國防軍事、電子、醫(yī)藥、食品和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域?？梢杂米餮趸瘎?、漂白劑、消毒劑、聚合引發(fā)劑、交聯(lián)劑和推進(jìn)劑。蒽醌法是當(dāng)今工業(yè)上生產(chǎn)過氧化氫的主要方法，世界上98%以上的過氧化氫采用蒽醌法生產(chǎn)。過氧化氫生產(chǎn)主要包括氫化、氧化、萃取和工作液處理等過程，其中氫化反應(yīng)過程是過氧化氫生產(chǎn)的主要過程，氫化反應(yīng)的性能關(guān)系到產(chǎn)品產(chǎn)率、原材料消耗、產(chǎn)品產(chǎn)量及生產(chǎn)的穩(wěn)定性。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)氫氣和工作液在裝有催化劑床層的氫化塔中并流向下進(jìn)行氫化反應(yīng)，存在的問題是氫氣不能均勻分布，為控制反應(yīng)壓力，必須有大量的氫氣循環(huán)，氫氣是反應(yīng)物，因此不利于反應(yīng)器的壓力控制，影響操作的穩(wěn)定性。氫氣中含有少量雜質(zhì)如CO等引起鈀催化劑中毒失活，隨著氫氣體積流量的增大，有害氣體的量也增大，因此高濃度氫氣會影響催化劑的使用壽命，縮短裝置的生產(chǎn)周期。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種生產(chǎn)過氧化氫的方法，以減少氫氣消耗，提高氫化反應(yīng)操作的穩(wěn)定性和可控性，減少催化劑中毒，延長催化劑使用壽命。本發(fā)明的另一目的是提供一種實現(xiàn)上述方法的生產(chǎn)過氧化氫的裝置。
[0005]本發(fā)明生產(chǎn)過氧化氫的方法，包括工作液經(jīng)過氫化過程、氧化過程和萃取過程，萃取物經(jīng)凈化制成雙氧水，萃取余液經(jīng)工作液處理過程返回氫化過程。在氫化過程中氫氣和工作液進(jìn)入設(shè)有鈀催化劑床層的固定床氫化塔，并流下行進(jìn)行氫化反應(yīng)制得氫化液，氫化反應(yīng)溫度為40~70°C，反應(yīng)壓力為0.25~0.35Mpa。氫化過程向氫化塔通入氮?dú)?，通入氮?dú)獾牧繛闅錃怏w積量的I~100%。
[0006]工作液以2-乙基蒽醌和四氫-2-乙基蒽醌為溶質(zhì)，以重芳烴和磷酸三辛酯混合液為溶劑配制成的溶液。2-乙基蒽醌和四氫-2-乙基蒽醌質(zhì)量比為2.5~2.7:1，工作液中蒽醌的有效濃度為130~140g/l。重芳烴與磷酸三辛酯的體積比為75:25，重芳烴為煉油鉬重整的C9、C10餾分。鈀催化劑的載體為活性氧化鋁小球，催化劑的鈀含量為0.3±0.02(wt) %。
[0007]本發(fā)明生產(chǎn)過氧化氫的裝置，包括氫化工序、氧化工序、萃取工序、產(chǎn)品凈化工序和工作液處理工序。氫化工序設(shè)有氫化塔、氣液分離器和泵。氫化塔分為上塔和下塔，上塔和下塔分別設(shè)有兩層催化劑床層、氫氣入口、工作液入口和出料口。氫氣入口分別位于上塔和下塔的頂部，工作液入口位于上塔和下塔的上部，出料口位于上塔和下塔的底部。氫氣入口與氫氣管路連接，上塔工作液入口與工作液管路連接，上塔出料口與下塔工作液入口連接，下塔的出料口連接到氣液分離器入口。氣液分離器的氣體出口連接到氣體處理單元，液體出口分為兩路，一路經(jīng)泵連接到上塔的工作液入口，另一路連接到氧化工序。氫化塔上塔和下塔的頂部分別設(shè)有氮?dú)馊肟?，所述氮?dú)馊肟谂c氮?dú)夤苈愤B接。
[0008]每層催化劑床層的上部設(shè)有氣液分配盤。裝置設(shè)有換熱器和過濾器，氣液分離器液體出口通過泵、過濾器和換熱器連接工作液入口。
[0009]本發(fā)明生產(chǎn)過氧化氫的方法，通過向氫化塔中通入氮?dú)?，減少了氫氣的用量，提高氫化反應(yīng)過程操作的穩(wěn)定性和可控性。加入氮?dú)庵髿錃鉂舛冉档?，氫氣稀釋后分布更為均勻，有利于提高氫化反?yīng)的選擇性。反應(yīng)過程隨氫氣濃度降低，氫化塔中有害氣體的量減少，減少催化劑中毒，有利于提高催化劑穩(wěn)定性，延長催化劑的使用壽命。本發(fā)明生產(chǎn)過氧化氫裝置上下塔結(jié)構(gòu)的氫化塔，有利于工作液和氫氣的充分反應(yīng)，產(chǎn)品收率高。每層催化劑床層的上部設(shè)有氣液分配盤，有利于氣液充分接觸，提高產(chǎn)品收率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明生產(chǎn)過氧化氫的工藝流程示意圖；
圖2為氫化工序的流程示意圖。
[0011]其中:
1一氮?dú)馊肟凇?—上塔、3—催化劑床層、4一上塔出料口、5—下塔氫氣入口、6—下塔氮?dú)馊肟凇?—下塔、8—出料口、9—?dú)錃馊肟凇?0—工作液入口、11一氫化塔、12—下塔工作液入口、13—換熱器、14一過濾 器、15—?dú)庖悍蛛x器、16—泵、17—液體分配盤。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0013]本發(fā)明生產(chǎn)過氧化氫的裝置，包括氫化工序、氧化工序、萃取工序、產(chǎn)品凈化工序和工作液處理工序。如圖2所示，氫化工序設(shè)有氫化塔11、換熱器13、過濾器14、氣液分離器15和泵16，氫化塔分為上塔2和下塔7，上塔和下塔分別設(shè)有兩層催化劑床層3，每層催化劑床層的上部設(shè)有液體分配盤17。上塔設(shè)有氫氣入口 9、氮?dú)馊肟?1、工作液入口 10和上塔出料口 4，下塔設(shè)有下塔氫氣入口 5、下塔氮?dú)馊肟?6、下塔工作液入口 12和出料口 8。氫氣入口和氮?dú)馊肟谖挥谏纤捻敳浚ぷ饕喝肟谖挥谏纤喜康膫?cè)面，上塔出料口位于上塔的底部。下塔氫氣入口和下塔氮?dú)馊肟谖挥谙滤捻敳浚滤ぷ饕喝肟谖挥谙滤纳喜?，出料口位于下塔的底部。氫氣入口和下塔氫氣入口與氫氣管路連接，氮?dú)馊肟诤拖滤獨(dú)馊肟谂c氮?dú)夤苈愤B接。上塔的工作液入口 10與工作液管路連接，上塔出料口 4與下塔工作液入口 12連接，下塔的出料口 8連接到氣液分離器15的入口。氣液分離器的氣體出口連接到氣體處理單元。氣液分離器的液體出口分為兩路，一路經(jīng)泵16、過濾器14和換熱器13連接工作液入口 10，另一路連接到氧化工序。
[0014]生產(chǎn)過氧化氫的過程，如圖1所示，工作液經(jīng)過氫化、氧化、萃取過程，萃取物經(jīng)凈化制成雙氧水產(chǎn)品，萃余液經(jīng)工作液處理過程返回氫化過程。氫化過程中氫氣、氮?dú)夥謩e從氮?dú)馊肟?1、氫氣入口 9進(jìn)入氫化塔11的上塔2,氮?dú)獾捏w積流量為氫氣體積流量的50%,工作液從工作液入口 10進(jìn)入上塔的上部。氮?dú)?、氫氣和工作液?jīng)過氣液分配盤17并流下行，一同進(jìn)入第一層催化劑床層3，氫氣和工作液中的蒽醌在催化劑的作用下進(jìn)行加氫反應(yīng)，反應(yīng)溫度為50°C，反應(yīng)壓力為0.25 Mpa，工作液中蒽醌的有效濃度為13(Tl40g/l。然后氣液反應(yīng)物下行經(jīng)過氣液分配盤到第二層催化劑床層3以同樣的條件進(jìn)行反應(yīng)。離開第二催化劑床層的氣液反應(yīng)混合物經(jīng)上塔出料口 4和下塔工作液入口 12進(jìn)入下塔7，氫氣和氮?dú)夥謩e從下塔氫氣入口 5和下塔氮?dú)馊肟?6進(jìn)入下塔，氮?dú)獾捏w積流量為氫氣體積流量的50%。氫氣、氮?dú)夂凸ぷ饕翰⒘飨滦薪?jīng)過氣液分配盤和兩層催化劑床層繼續(xù)進(jìn)行加氫反應(yīng)，反應(yīng)條件與上塔反應(yīng)條件相同。反應(yīng)后氣液混合物料經(jīng)出料口 8進(jìn)入氣液分離器15進(jìn)行氣液分離，分出的氣體到氣體處理單元進(jìn)行氣體處理。分出的液體分為兩路，一路作為氫化中間產(chǎn)品到氧化工序繼續(xù)加工，另一路作為循環(huán)由泵16抽出，經(jīng)過濾器14過濾和換熱器13換熱后經(jīng)工作液入口 10返回氫化塔11。
[0015] 工作液以2-乙基蒽醌和四氫-2-乙基蒽醌為溶質(zhì)，以重芳烴和磷酸三辛酯混合液為溶劑配制成的溶液。2-乙基蒽醌和四氫-2-乙基蒽醌的質(zhì)量比為2.6:1，重芳烴與磷酸三辛酯的體積比為75:25，重芳烴為煉油鉬重整的C9、C10餾分。鈀催化劑的載體為活性氧化鋁小球，催化劑的鈀含量為0.3±0.02 (wt)%。實施本發(fā)明后催化劑使用周期延長，操作穩(wěn)定性好。
【權(quán)利要求】
1.一種生產(chǎn)過氧化氫的方法，包括工作液經(jīng)過氫化過程、氧化氧化和萃取過程，萃取物經(jīng)凈化制成雙氧水，萃取余液經(jīng)工作液處理過程返回氫化過程；在氫化過程中氫氣和工作液進(jìn)入設(shè)有鈀催化劑床層(3)的固定床氫化塔(11)，并流下行進(jìn)行氫化反應(yīng)制得氫化液，氫化反應(yīng)溫度為40~70V，反應(yīng)壓力為0.25~0.35MPa，其特征是:所述氫化過程中向氫化塔通入氮?dú)?，通入氮?dú)獾牧繛闅錃怏w積量的I~100%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)過氧化氫的方法，其特征是:所述工作液以2-乙基蒽醌和四氫-2-乙基蒽醌為溶質(zhì)，以重芳烴和磷酸三辛酯混合液為溶劑配制成的溶液；所述2-乙基蒽醌和四氫-2-乙基蒽醌的質(zhì)量比為2.5~2.7:1，所述工作液蒽醌的有效濃度為130 ~140g/l。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生產(chǎn)過氧化氫的方法，其特征是:所述重芳烴與磷酸三辛酯的體積比為75:25，所述重芳烴為煉油鉬重整的C9、C10餾分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)過氧化氫的方法，其特征是:所述鈀催化劑的載體為活性氧化鋁小球，催化劑的鈀含量為0.3±0.02 (wt) %。
5.一種生產(chǎn)過氧化氫的裝置，包括氫化工序、氧化工序、萃取工序、產(chǎn)品凈化工序和工作液處理工序，所述氫化工序設(shè)有氫化塔(11)、氣液分離器(15)和泵(16)，所述氫化塔分為上塔(2)和下塔(7);所述上塔和下塔分別設(shè)有兩層催化劑床層(3)、氫氣入口、工作液入口和出料口，所述氫氣入口分別位于上塔和下塔的頂部，工作液入口位于上塔和下塔的上部，出料口位于上塔和下塔的底部；所述氫氣入口與氫氣管路連接，上塔的工作液入口(10)與工作液管路連接，上塔出料口(4)與下塔工作液入口( 12)連接，下塔的出料口(8)連接到氣液分離器(15)入口 ；氣液分離器的氣體出口連接到氣體處理單元，液體出口分為兩路，一路經(jīng)泵(16)連接到上塔的工作液入口，另一路連接到氧化工序，其特征是:所述氫化塔上塔和下塔的頂部分別設(shè)有氮?dú)馊肟?，所述氮?dú)馊肟谂c氮?dú)夤苈愤B接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生產(chǎn)過氧化氫的裝置，其特征是:每層催化劑床層(3)的上部設(shè)有液體分配盤(17)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生產(chǎn)過氧化氫的裝置，其特征是:所述裝置設(shè)有換熱器(13)和過濾器(14)，氣液分離器(15)液體出口通過泵(16)、過濾器和換熱器連接到工作液入口(10)。
【文檔編號】C01B15/023GK103663385SQ201210353047
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月21日
【發(fā)明者】王志侃, 霍建竹 申請人:中國石油化工股份有限公司