一種蒽醌法生產(chǎn)雙氧水的氧化方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種蒽醌法生產(chǎn)雙氧水的氧化方法。該方法包括如下內(nèi)容：（1）蒽醌法生產(chǎn)雙氧水工藝的部分氫化液與含氧氣體I進(jìn)行氧化反應(yīng)；（2）步驟（1）得到的氣液混合物、剩余氫化液與含氧氣體II進(jìn)行氧化反應(yīng)，氧化反應(yīng)后的物料進(jìn)行氣液分離，氣液分離得到的液相為氧化液用于萃取分離得到雙氧水。本方法具有氧化收率高、氧化塔體積小、尾氧含量低的特點(diǎn)，可以降低裝置的投資和能耗。
【專利說明】一種蒽醌法生產(chǎn)雙氧水的氧化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種蒽醌法生產(chǎn)雙氧水的氧化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前雙氧水的工業(yè)化生產(chǎn)主要采用蒽醌法，蒽醌法生產(chǎn)雙氧水工藝是以2-乙基蒽醌(EAQ)為工作載體，以重芳烴(Ar)和磷酸三辛酯(TOP)為溶劑配成工作液，經(jīng)過氫化、氧化、萃取和工作液后處理等工序，得到雙氧水產(chǎn)品。
[0003]在蒽醌法生產(chǎn)雙氧水氫化液的氧化過程中，大量的空氣與氫化液發(fā)生氧化反應(yīng)，氣液兩相界面阻力較大。為了保證氧化效果，要使氫化液在塔內(nèi)有充分停留時(shí)間，這樣就需要增大氧化塔的直徑或高度，因此在雙氧水生產(chǎn)過程中的氧化塔體積一般都很大，這也是限制雙氧水生產(chǎn)裝置規(guī)模的一個(gè)關(guān)鍵因素。
[0004]現(xiàn)有的雙氧水生產(chǎn)技術(shù)中的氧化塔一般分為上、下二塔，每個(gè)塔內(nèi)都是氫化液與空氣自塔底進(jìn)入并流向上運(yùn)動(dòng)的過程。氫化液中氫蒽醌與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，生成過氧化氫。氧化塔的上、下兩塔為表觀串聯(lián)流程，上塔為新鮮的氧化液和下塔反應(yīng)過的空氣反應(yīng)，下塔為新鮮空氣和上塔反應(yīng)過的氧化液反應(yīng)，這樣設(shè)置的目的一方面以保證氧化完全，另一方面以便充分利用空氣中的氧。
[0005]在現(xiàn)有技術(shù)中，氧化過程在運(yùn)行時(shí)普遍存在幾個(gè)問題:(I)氧化收率偏低，造成氧化收率偏低的原因主要是由于參與反應(yīng)的是空氣和氫化液接觸不充分引起的；(2)氧化反應(yīng)為自動(dòng)氧化反應(yīng)， 所需反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，來盡量提高氧化收率，另外由于氧化時(shí)的空氣量特別大，塔內(nèi)要保持一定的空塔氣速，造成氧化塔的高度和直徑非常大；(3)氧化尾氣中氧氣含量高，存在安全隱患。
[0006]CN102009961A提出了一種蒽醌法生產(chǎn)過氧化氫的氧化方法，該方法是將含氧氣的氣相分散到含油氫化蒽醌衍生物的工作液中，得到含微米級(jí)氣泡的氣-液混合流體，進(jìn)而在氣液混合液體流過延遲管道的過程中完成氧化反應(yīng)。該方法的目的一方面是提高氧化效率，另一方面縮小氧化時(shí)間，減小氧化塔體積。
[0007]但實(shí)際上,隨著氧化反應(yīng)的進(jìn)行,微米級(jí)氣泡會(huì)很快長(zhǎng)大為大氣泡,一方面大幅度降低氧化速率，另一方面尾氧含量高，存在安全隱患；涉及的微米級(jí)氣泡的形成過程所用的微孔膜、微孔篩板、微米級(jí)通道等投資高，不適宜大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種蒽醌法生產(chǎn)雙氧水的氧化方法，該方法具有氧化效率高、反應(yīng)時(shí)間短、尾氧含量低和氧化塔體積小等優(yōu)點(diǎn)。
[0009]本發(fā)明蒽醌法生產(chǎn)雙氧水的氧化方法，包括如下內(nèi)容:(I)蒽醌法生產(chǎn)雙氧水工藝的部分氫化液與含氧氣體I進(jìn)行氧化反應(yīng)；(2)步驟(1)得到的氣液混合物、剩余氫化液與含氧氣體II進(jìn)行氧化反應(yīng)，氧化反應(yīng)后的物料進(jìn)行氣液分離，氣液分離得到的液相為氧化液用于萃取分離得到雙氧水。[0010]本發(fā)明工藝中,含氧氣體I為(I)純氧氣、(2)氧氣與氮?dú)獾幕旌衔锘?3)氧氣與惰性氣體的混合物，氧氣在氣相中的體積分?jǐn)?shù)為509^100% ;含氧氣體II為(I)空氣、(2)氧氣與氮?dú)獾幕旌衔锘?3)氧氣與惰性氣體的混合物，氧氣在氣相中的體積分?jǐn)?shù)為20%~35%。
[0011]本發(fā)明工藝中，采用一個(gè)或兩個(gè)氧化塔，優(yōu)選采用一個(gè)氧化塔。
[0012]其中采用一個(gè)氧化塔時(shí)，氧化塔由下至上依次為I區(qū)(主反應(yīng)區(qū))和II區(qū)(補(bǔ)充反應(yīng)區(qū))，其中I區(qū)的塔板數(shù)為5~10層，II區(qū)內(nèi)的塔板數(shù)為5~10層。步驟(1)在I區(qū)進(jìn)行，部分氫化液與含氧氣體I自氧化塔底部進(jìn)入；步驟(2)在II區(qū)進(jìn)行，剩余氫化液與含氧氣體II自II區(qū)底部進(jìn)入。
[0013]采用兩個(gè)氧化塔時(shí)，氧化塔分為上塔和下塔，上塔和下塔的塔板數(shù)分別為5~20層，下塔頂部與上塔頂部相連；步驟(1)在下塔進(jìn)行，部分氫化液與含氧氣體I在下塔底部進(jìn)入；步驟(2)在上塔進(jìn)行，剩余氫化液與含氧氣體II自上塔底部進(jìn)入。
[0014]本發(fā)明工藝中，總氫化液與含氧氣體I的體積流量(Nm3/h)比為1:2.8~1:6。
[0015]本發(fā)明工藝中，總氫化液與含氧氣體II的體積流量(Nm3/h)比為1:5~1:18。
[0016]本發(fā)明工藝中，步驟(2)中的氫化液與步驟(1)中的氫化液的體積比為1:1.5^1:6.5。
[0017]本發(fā)明工藝中，由氧化塔頂部流出的物料進(jìn)入氣液分離器，分離氧化液和氧化尾氣。
[0018]本發(fā)明工 藝中，氧化反應(yīng)溫度50~55 °C、壓力0.2~0.25Mpa。
[0019]本發(fā)明工藝中，反應(yīng)物料在步驟(1)中的停留時(shí)間為5~10分鐘，在步驟(2 )中的停留時(shí)間為5~13分鐘。
[0020]本發(fā)明工藝中，步驟(1)中參加反應(yīng)的氣體為氧氣或富氧氣體，提高氧化效率的同時(shí)，大幅度減少了氣體用量，降低了能耗，減小了氧化塔的體積。步驟(1)中的氧氣氣泡在由下向上運(yùn)動(dòng)的過程中會(huì)逐漸長(zhǎng)大，氧氣大部分被吸收，使氣液兩相接觸面積減小，會(huì)降低反應(yīng)速率，因此在步驟(2)中送入空氣和剩余氫化液，進(jìn)行氧化反應(yīng)，增加了氣液兩相接觸面積和接觸時(shí)間，提高了氧化效果，并且充分吸收氣相中的氧氣，確保氧化完全和尾氣中較低的氧含量達(dá)到安全指標(biāo)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明工藝方法流程示意圖。
[0022]其中I為氧化塔，2、3為氫化液，4為含氧氣體I，5為含氧氣體II，6為氣體物料，7為氣液分離器，8為氧化尾氣，9為氧化液，I區(qū)為主反應(yīng)區(qū)，II區(qū)為補(bǔ)充反應(yīng)區(qū)。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】和實(shí)施例對(duì)本技術(shù)發(fā)明方案進(jìn)行詳細(xì)說明，但本發(fā)明不受下述實(shí)施例的限制。實(shí)施例中的氧化塔塔徑為1000mm，氧化塔體積為11.78m3 ;其中I區(qū)的塔板數(shù)為6層，II區(qū)內(nèi)的塔板數(shù)為7層；反應(yīng)溫度50~55°C，反應(yīng)壓力0.2~0.25MPa，總氫化液體積流量為95m3/h。
[0024]本發(fā)明是通過這樣的方式實(shí)現(xiàn)的:
部分氫化液2與含氧氣體I 4進(jìn)入氧化塔I的I區(qū)(主反應(yīng)區(qū))發(fā)生并流氧化反應(yīng)，反應(yīng)后的物料進(jìn)入II區(qū)，與剩余氫化液3和含氧氣體II 5在II區(qū)(補(bǔ)充反應(yīng)區(qū))進(jìn)一步進(jìn)行氧化反應(yīng)，反應(yīng)后的氣相物料6由氧化塔頂排出，液相物料7由氧化塔底排出并經(jīng)氣液分離器8分離得到含氧尾氣9和氧化液10。
[0025]對(duì)比例I
一普通氧化塔，上下兩節(jié)，塔徑1600mm，氧化塔體積為30.15m3,反應(yīng)溫度50~55°C、壓力0.2~0.25MPa，氫化液量95m3/h，空氣加入量3036Nm3/h，反應(yīng)物料在塔內(nèi)的停留時(shí)間為20.5分鐘。經(jīng)氧化反應(yīng)后的氧化收率為85%~92%,尾氧含量為4%~10%。
[0026]實(shí)施例1
從I區(qū)進(jìn)入氫化液68 m3/h、氧氣量458Nm3/h，從II區(qū)進(jìn)入氫化液27m3/h、空氣量865Nm3/h，反應(yīng)物料在I區(qū)內(nèi)的停留時(shí)間為9分鐘，在II區(qū)內(nèi)的停留時(shí)間為5分鐘。經(jīng)本方法處理后氧化收率為95%~97%,尾氧含量為2%~4%。
[0027]實(shí)施例2
從I區(qū)進(jìn)入氫化液50m3/h、氧氣量335Nm3/h，從II區(qū)進(jìn)入氫化液45m3/h、空氣量1520Nm3/h，反應(yīng)物料在I區(qū)內(nèi)的停留時(shí)間為7分鐘，在II區(qū)內(nèi)的停留時(shí)間為6分鐘。經(jīng)本方法處理后氧化收率為95%~97%,尾氧含量為2%~4%。
【權(quán)利要求】
1.一種蒽醌法生產(chǎn)雙氧水的氧化方法，其特征在于包括如下內(nèi)容:(1)蒽醌法生產(chǎn)雙氧水工藝的部分氫化液與含氧氣體I進(jìn)行氧化反應(yīng)；(2)步驟(1)得到的氣液混合物、剩余氫化液與含氧氣體II進(jìn)行氧化反應(yīng)，氧化反應(yīng)后的物料進(jìn)行氣液分離，氣液分離得到的液相為氧化液用于萃取分離得到雙氧水；其中含氧氣體1為純氧氣、氧氣與氮?dú)獾幕旌衔锘蜓鯕馀c惰性氣體的混合物中的一種，氧氣在氣相中的體積分?jǐn)?shù)為40%~100% ;含氧氣體II為空氣、氧氣與氮?dú)獾幕旌衔锘蜓鯕馀c惰性氣體的混合物中的一種，氧氣在氣相中的體積分?jǐn)?shù)為20%~35%。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:氫化液氧化反應(yīng)采用一個(gè)或兩個(gè)氧化塔。
3.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:采用一個(gè)氧化塔時(shí)，氧化塔由下至上依次為I區(qū)和II區(qū)，其中1區(qū)的塔板數(shù)為5~10層，II區(qū)內(nèi)的塔板數(shù)為5~10層。
4.按照權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:步驟(1)在I區(qū)進(jìn)行，部分氫化液與含氧氣體I自氧化塔底部進(jìn)入；步驟(2)在II區(qū)進(jìn)行，剩余氫化液與含氧氣體II自II區(qū)底部進(jìn)入。
5.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:采用兩個(gè)氧化塔時(shí)，氧化塔分為上塔和下塔，上塔和下塔的塔板數(shù)分別為5~20層，下塔頂部與上塔頂部相連。
6.按照權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于:步驟(1)在下塔進(jìn)行，部分氫化液與含氧氣體I在下塔底部進(jìn)入；步驟(2)在上塔進(jìn)行，剩余氫化液與含氧氣體II自上塔底部進(jìn)入。
7.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:總氫化液與含氧氣體I的體積流量(Nm3/h)比為 1:2.8 ~I:6o
8.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:總氫化液與含氧氣體II的體積流量(Nm3/h)比為 1:5 ~I:18o
9.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟(2)中進(jìn)入的氫化液與步驟(1)中進(jìn)入氫化液的體積比為1:1.5~1:6.5。
10.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:氧化反應(yīng)后的物料由氧化塔頂部流出進(jìn)入氣液分離器，分離氧化液和氧化尾氣。
11.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:氧化反應(yīng)溫度50~55°C、壓力0.2~0.25MPa。
12.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:反應(yīng)物料在步驟(1)中的停留時(shí)間為5~10分鐘，在步驟(2)中的停留時(shí)間為5~13分鐘。
【文檔編號(hào)】C01B15/023GK103803501SQ201210440125
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2012年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月7日
【發(fā)明者】楊秀娜, 齊慧敏, 高景山, 張英 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院