本實用新型涉及一種含氫蒽醌工作液的氫化裝置。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有技術(shù)中，過氧化氫的制備一般通過蒽醌法來實現(xiàn)。蒽醌法以2-乙基蒽醌為載體，鈀(或鎳)為催化劑，由H₂和O₂直接化合成H₂O₂。分為氫化、氧化、萃取、后處理四個工序。

其中的氫化工序一般采用固定床工藝，以烷基蒽醌為載體，以重芳烴、四丁基脲為溶劑組成工作液。工作液在一定的壓力、溫度和鈀催化劑的存在下，與氫氣進行氫化反應(yīng)，生成含有相應(yīng)烷基氫蒽醌的溶液(簡稱氫化液)。其反應(yīng)方程式如下：

固定床蒽醌法生產(chǎn)工藝，雖然為國內(nèi)生產(chǎn)過氧化氫裝置的主流，但也表現(xiàn)出了生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品質(zhì)量差、單位產(chǎn)品生產(chǎn)消耗高、生產(chǎn)設(shè)備笨重、投資大、生產(chǎn)操作安全性差等較多的缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，而提供一種含氫蒽醌工作液的氫化裝置，采用氣液固三相自循環(huán)流化床反應(yīng)器于蒽醌法制過氧化氫中的蒽醌進行氫化的工藝。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：

一種含氫蒽醌工作液的氫化裝置，包括氫化液制備系統(tǒng)和氮氫混合尾氣處理系統(tǒng)：所述的氫化液制備系統(tǒng)包括依次連接的流化床、氫化液高位槽、氫化液一級過濾器、氫化液冷卻器、氫化液受槽、氫化液循環(huán)泵、氫化液二級過濾器和安保過濾器，原料在流化床內(nèi)進行反應(yīng)得到的工作液最終經(jīng)過安保過濾器過濾后流入去氧化塔中；所述的氮氫混合尾氣處理系統(tǒng)包括依次連接的循環(huán)氫冷凝器、循環(huán)氫氣液分離器、循環(huán)氫氣過濾器和循環(huán)氫氣壓機，循環(huán)氫冷凝器的進氣口與流化床的循環(huán)氣出口相連接，循環(huán)氫氣壓機的排氣口與流化床的循環(huán)氣進口相連接，流化床內(nèi)反應(yīng)后形成的尾氣進入循環(huán)氫冷凝器中依次經(jīng)過處理后由循環(huán)氫氣壓機返回至流化床中循環(huán)利用。

上述技術(shù)方案中，所述的流化床為氣液固三相自循環(huán)式反應(yīng)器，包括反應(yīng)器殼體及內(nèi)部構(gòu)件，其中：

所述的反應(yīng)器殼體的底部設(shè)有工作液進口、新反應(yīng)氫氣進口、循環(huán)液進口B，下部設(shè)有循環(huán)氮氫氣同心分布環(huán)管、循環(huán)氣進口、循環(huán)液進口A，上部設(shè)有循環(huán)液出口，頂部設(shè)有循環(huán)氣出口；

在反應(yīng)器殼體底部的工作液進口與位于殼體底部的列管式膜混合器的管程連接，新反應(yīng)氫氣進口與列管式膜混合器的殼程連接；所述的列管式膜混合器的膜管管程與反應(yīng)器內(nèi)部連通，膜管管程出口設(shè)有防沉聚裝置；

在反應(yīng)器內(nèi)上部沿內(nèi)壁固定有環(huán)形的槽板，槽板底部開有8～20個排液孔，槽板中間設(shè)計氣體通道，該通道上方設(shè)有傘型擋板，傘型擋板的上方設(shè)置有除霧器，除霧器上方設(shè)有防蒽醌凝析的沖洗液分布裝置；

所述的循環(huán)液出口位于槽板的下方，循環(huán)液進口B位于列管式膜混合器的下方，循環(huán)液進口A位于列管式膜混合器、循環(huán)氮氫氣同心分布環(huán)管之間；

所述的列管式膜混合器上方設(shè)有所述的循環(huán)氮氫氣同心分布環(huán)管；

所述的循環(huán)氮氫氣同心分布環(huán)管、槽板之間為反應(yīng)段，反應(yīng)段內(nèi)裝有催化劑；

所述的流化床的外部還配設(shè)有催化劑加料器，通過加料管道與流化床內(nèi)部的反應(yīng)段連通。

上述技術(shù)方案中，所述的工作液進口與提供工作液的裝置相連接，新反應(yīng)氫氣進口與提供氫氣的裝置相連接，循環(huán)氣進口與循環(huán)氫氣壓機的排氣口相連接，循環(huán)氣出口與循環(huán)氫冷凝器的進氣口相連接；所述的提供工作液的裝置、工作液進口之間連接有工作液預(yù)熱器。

上述技術(shù)方案中，所述的氫化液高位槽，中部設(shè)有進口A，底部設(shè)有破旋器且設(shè)有出口 A；進口A通過管道與流化床的循環(huán)液出口相連接；出口A分為兩路：一路與氫化液一級過濾器的進口B相連接，一路與流化床的循環(huán)液進口B相連接，兩路上都安裝有閥門或者路閥。

上述技術(shù)方案中，所述的氫化液一級過濾器，中部設(shè)有進口B、頂部設(shè)有反應(yīng)液出口、底部設(shè)有出口B；進口B與氫化液高位槽的出口A相連接，出口B通過循環(huán)液冷卻器與流化床的循環(huán)液進口A相連接；反應(yīng)液出口分為兩路，一路與氫化液冷卻器的進口相連接，一路連接有反吹掃泵及儀表控制系統(tǒng)，反吹掃泵的入口與氫化液受槽相連接。氫化液一級濾器經(jīng)長期運行后，其過濾膜管上觸媒濾餅過厚，需要反吹；通過本發(fā)明設(shè)有程序自動反吹系統(tǒng)，由反吹掃泵及儀表控制系統(tǒng)組成。

上述技術(shù)方案中，所述的氫化液高位槽、氫化液一級過濾器構(gòu)成外循環(huán)及出料設(shè)備，流化床的殼體外連接6-12個所述的外循環(huán)及出料設(shè)備。

本實用新型還提供一種含氫蒽醌工作液的氫化方法，包括以下步驟：含氫氣體和蒽醌工作液在催化劑的催化作用下進行加氫反應(yīng)生成含氫蒽醌工作液；加氫反應(yīng)過程中產(chǎn)生的尾氣經(jīng)過冷凝、分離、過濾、加壓后循環(huán)利用；生成的含氫蒽醌工作液，其中一部分經(jīng)過濾后去掉催化劑，再經(jīng)冷卻、過濾、安保過濾后進行后續(xù)的氧化反應(yīng)，大部分含氫蒽醌工作液重新進行氫化反應(yīng)。

上述技術(shù)方案中，所述的氫化方法，具體包括以下步驟：

(1)制備含氫蒽醌工作液：蒽醌工作液經(jīng)過工作液預(yù)熱器預(yù)熱后由工作液進口進入到流化床底部的列管式膜混合器的管程中，含氫氣體由新反應(yīng)氫氣進口進入到列管式膜混合器的殼程中，含氫氣體、蒽醌工作液在列管式膜混合器中進行氣-液預(yù)混合形成混合物；循環(huán)氫氣壓縮機中的加壓氣體由循環(huán)氣進口進入到流化床下部、且由循環(huán)氮氫氣同心分布環(huán)管分散；混合物與加壓氣體合流后一起并流而上至流化床內(nèi)裝有催化劑的反應(yīng)段中，在流化床內(nèi)的催化劑的固體顆粒的催化作用下、在0.10～0.8MPa、30～80℃的條件下進行連續(xù)加氫反應(yīng)生成含氫蒽醌工作液；在加氫反應(yīng)的過程中，在循環(huán)氣體壓縮機的氣提作用下，流化床內(nèi)的氣液固三項在流化床內(nèi)保持鼓泡或湍流狀態(tài)，液固兩項則在氣提作用下從流化床上部的循環(huán)液出口導(dǎo)入到氫化液高位槽中；

溫度、壓力、氫分壓的控制和觸媒的活性來確定要根據(jù)氫化效率的要求由低逐漸提高和填加。

(2)尾氣處理：步驟(1)中的氫化反應(yīng)結(jié)束后，未參加反應(yīng)的含氫氣體由流化床的循環(huán)氣出口排出至循環(huán)氫冷凝器中，依次經(jīng)過循環(huán)氫冷凝器的冷凝、循環(huán)氫氣液分離器的分離、循環(huán)氫氣過濾器的過濾后返回至循環(huán)氫氣壓縮機中循環(huán)利用；

含氫氣體中氮氣的加入與置換根據(jù)催化劑的活性、氫化效率和氫化溫度靈活控制，部分尾氣由循環(huán)氫氣液分離器(3)分離所含溶劑后，經(jīng)阻火器放空，循環(huán)氫氣液分離器含有有機溶劑與少量蒽醌的冷凝液回收。

(3)含氫蒽醌工作液后處理：步驟(1)中的氫化反應(yīng)結(jié)束后，生成的氫蒽醌工作液借助流化床內(nèi)的壓力在氫化液高位槽中經(jīng)過氣液分離后，液相的氫蒽醌工作液流入氫化液一級過濾器中，一部分經(jīng)過過濾去除所含催化劑(氫蒽醌工作液中夾帶粉末觸媒及其它雜質(zhì)，需要去除，否則帶到氧化工序引起雙氧水的分解)后，再經(jīng)氫化液冷卻器冷卻后流入氫化液受槽中；流入氫化液受槽中的氫蒽醌工作液，通過氫化液循環(huán)泵送出，依次經(jīng)氫化液二級過濾器、安保過濾器安保過濾后進入到氧化塔中進行后續(xù)的氧化工序；另一部分(大部分)經(jīng)循環(huán)液冷卻器冷卻后由循環(huán)液進口A返回至流化床中進行進一步氫化反應(yīng)；

在循環(huán)氫化液設(shè)有旁路：氫化液高位槽通過管道與循環(huán)液進口B相連接，管道上設(shè)有路閥；在系統(tǒng)停車或過濾器檢維修時(系統(tǒng)停車不停循環(huán)氣，以避免催化劑在塔內(nèi)沉積)，打開循環(huán)管旁的路閥，同時關(guān)閉氫化液高位槽至氫化液一級過濾器路線上的閥門，循環(huán)氫化液不再經(jīng)過氫化液一級過濾器、循環(huán)液冷卻器、循環(huán)液進口A返回至流化床中，而是經(jīng)過循環(huán)液旁路直接經(jīng)由循環(huán)液進口B返回至流化床中。

上述技術(shù)方案中，步驟(1)中，在加氫反應(yīng)的過程中，流化床的塔頂與塔底的差壓為 80～150kPa，流化床內(nèi)的含氫氣體的總表觀氣速為5～100cm/s、表觀漿速為2～30cm/s，流化床反應(yīng)器的澄清床濃度不低于2g/L；

上述技術(shù)方案中，步驟(1)中，所述的含氫氣體包括氫氣和氮氣，其中：氫氣的體積占?xì)怏w總體積的30～99％、其余為氮氣。

上述技術(shù)方案中，步驟(1)中，所述的蒽醌工作液中，溶質(zhì)為蒽醌、蒽醌的濃度為 140～240g/L；所述的蒽醌為2-乙基蒽醌、四氫2-乙基蒽醌、2-戊基蒽醌、四氫2-戊基蒽醌中的任意一種、兩種及以上以任意比例混合而成的混合物；溶劑為多烷基苯、磷酸三辛脂、二異丁基甲醇、四丁基脲、醋酸甲基環(huán)己脂中的任意一種、兩種及以上以任意比例混合而成的混合物，溶劑的濃度為760～860g/L。

上述技術(shù)方案中，步驟(1)中，所述的流化床反應(yīng)器中裝填的催化劑的固體顆粒，包括有效成分和載體，有效成分的重量百分比為1％～3％、載體的重量百分比為97％～99％，二者通過傳統(tǒng)的浸漬法、沉積沉淀法、離子交換法等負(fù)載技術(shù)結(jié)合在一起的；

所述的有效成分優(yōu)選為鈀、鉑、鈷、鎳、鐵中的任意一種、兩種及以上以任意比例混合而成的混合物；

所述的載體優(yōu)選為硅鋁酸鈉、二氧化硅、三氧化二鋁、二氧化硅-三氧化二鋁、活性炭、氧化硅-氧化鈦中的任意一種、兩種及以上以任意比例混合而成的混合物；所述的載體，平均粒度為70～300微米、平均孔徑(埃)、比表面積為80～200平方米/克、孔隙體積0.6～0.8mL/g；

所述的催化劑的固體顆粒，密度小于1g/cm³，粒徑為40～400微米、進一步優(yōu)選為80-250 微米。

上述技術(shù)方案中，步驟(1)中，加氫反應(yīng)的溫度優(yōu)選為35～70℃。

上述技術(shù)方案中，步驟(1)中，所述的蒽醌工作液，加熱至35～60℃后再通入流化床反應(yīng)器內(nèi)。

上述技術(shù)方案中，步驟(3)中，所述的流入氫化液一級過濾器中的氫蒽醌工作液，，大部分經(jīng)循環(huán)液冷卻器冷卻后由循環(huán)液進口A返回至流化床中循環(huán)利用、少部分經(jīng)過濾濾除催化劑后，經(jīng)氫化液冷卻器冷卻后流入氫化液受槽中，二者的體積比為1：3～40。

本實用新型主要以解決現(xiàn)有雙氧水工藝生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品質(zhì)量差、單位產(chǎn)品生產(chǎn)消耗高、生產(chǎn)設(shè)備笨重、投資大、生產(chǎn)操作安全性差等技術(shù)問題。對于蒽醌法制過氧化氫的氫化流化床工藝提供良好的工藝及設(shè)備基礎(chǔ)，反應(yīng)器底部的列管式膜混合器能夠極大的加快反應(yīng)速率，回流管上的管式換熱器能夠有效控制反應(yīng)溫度。本工藝工業(yè)化以后，可以在現(xiàn)有國內(nèi)固定床氫化工藝基礎(chǔ)上提高生產(chǎn)效率40％以上，并且在生產(chǎn)原理及工藝的本質(zhì)上解決生產(chǎn)中的危險因素，可以使產(chǎn)品濃度由30％提高40％以上，并且產(chǎn)品品質(zhì)主要指標(biāo)如有機碳含量，不揮發(fā)物含量等要好于固定床工藝所生產(chǎn)的產(chǎn)品。對于我國雙氧水的發(fā)展具有劃時代的推動意義。

附圖說明

圖1：本實用新型氫化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2：本實用新型氫化裝置的氣液固三相自循環(huán)式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1循環(huán)氫氣壓機， 2循環(huán)氫氣過濾器 ，3循環(huán)氫氣液分離器， 4循環(huán)氫冷凝器， 5催化劑加料器， 6流化床 ，7工作液預(yù)熱器， 8氫化液高位槽 ，9氫化液一級過濾器， 10循環(huán)液冷卻器， 11反吹掃泵， 12氫化液冷卻器， 13氫化液受槽， 14氫化液循環(huán)泵， 15氫化液二級過濾器， 16安保過濾器 ，61反應(yīng)器殼體， 62工作液進口， 63新反應(yīng)氫氣進口， 64循環(huán)氣進口， 65循環(huán)液進口A， 66循環(huán)液進口B ，67循環(huán)液出口， 68 循環(huán)氣出口， 69列管式膜混合器， 610循環(huán)氮氫氣同心分布環(huán)管， 611槽板， 612傘型擋板， 613除霧， 614沖洗液分布裝置， 615反應(yīng)液出口。

具體實施方式

以下對本實用新型技術(shù)方案的具體實施方式詳細(xì)描述，但本實用新型并不限于以下描述內(nèi)容：

本實用新型根據(jù)過氧化氫工藝、原料、反應(yīng)及生產(chǎn)控制特點，開發(fā)出蒽醌法過氧氫化氫生產(chǎn)制備含氫蒽醌工作液的氫化工藝。以下結(jié)合實施例對于本實用新型做進一步說明，實施例僅用于解釋而不用于限定本實用新型的保護范圍。

本實施例的原料主要分為三個部分：1.含氫氣氣體，2.蒽醌類工作液，3.含有催化劑的固體顆粒，其中：

1.含氫氣氣體。生成氫蒽醌所需的氫氣，在流化床反應(yīng)器底部與工作液同時進入高效膜混合器，進行充份的氣液混合后一同進入反應(yīng)器含有催化劑的反應(yīng)段，與來自氫氣循環(huán)壓縮機的循環(huán)氣以及氮氣混合二次混合并反應(yīng)，混合后的氫氣占含氫氣氣體體積的40～98％。進入反應(yīng)器的進料氫氣應(yīng)使反應(yīng)后的循環(huán)氣中的分壓(PH2)達到約150～400KPa。該分壓是一個動態(tài)指標(biāo)，根據(jù)氫化反應(yīng)系統(tǒng)中催化劑量和活性來動態(tài)控制，即根據(jù)分析氫化效率的數(shù)據(jù)來控制氫分壓。為了確保加氫流化床反應(yīng)器頂部的壓力維持在150～800KPa和保證氫化效率，即提高反應(yīng)系統(tǒng)中的氫分壓，必須置換掉一部分循環(huán)氣體中的氮氣，置換氣送至全廠燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)最終去火炬。

2.蒽醌類工作液。蒽醌類工作液中主要含有2-乙基蒽醌、四氫2-乙基蒽醌、2-戊基蒽醌、四氫2-戊基蒽醌、特丁基蒽醌或其或混合物作為溶質(zhì)，還含有多烷基苯、磷酸三辛脂、二異丁基甲醇和四丁基脲的混合物作為溶劑。工作液貯存于工作液貯槽中，經(jīng)過工作液泵經(jīng)工作液過濾器、工作液預(yù)熱器，調(diào)節(jié)溫度至30～60℃，與變壓吸附裝置來的經(jīng)減壓、過濾后的氫氣于高效膜混合器中混合，同時進入流化床反應(yīng)器中。

3.含有催化劑的固體顆粒，催化劑是有載體的鈀、鉑、鈷、鎳或鐵。載體選自硅鋁酸鈉、二氧化硅、三氧化二鋁、二氧化硅/三氧化二鋁、活性炭、氧化硅/氧化鈦及其混合物，最大孔徑為80～180，平均粒度為40～300微米，平均孔徑(埃)，比表面積為80～200平方米/克，孔隙體積0.6～0.8mL/g。對于含有粒徑為40-300微米的固體顆粒的氣液固三元反應(yīng)流化床來說，顆粒具有較寬的粒徑分布，優(yōu)選至少為40微米，且最優(yōu)選至少70～200微米。適合地流化床所含固體顆粒的尺寸符合以下相互獨立的一個或多個標(biāo)準(zhǔn)：(1)至少90％的顆粒的粒徑處于80-200微米范圍內(nèi)；(2)少于10％的顆粒的粒徑小于70微米；及(3)少于5％的顆粒的粒徑大于300微米。

本實施例中采用的反應(yīng)器可以是氣液固三相自循環(huán)式鼓泡反應(yīng)器，鼓泡反應(yīng)器的上部還分布有4～12個氣液分離器，該反應(yīng)器具有空速大，壓降小，溫度分布均勻可控、傳質(zhì)和傳熱好，催化劑利用率高運轉(zhuǎn)周期長、操作環(huán)境安全性高等優(yōu)點。

將含氫氣氣體和蒽醌類工作液通入含有催化劑的固體顆粒的流化床中進行加氫反應(yīng)，生成含有氫蒽醌的工作液，氫化的壓力為0.10～0.8MPa，溫度為30～80℃，在氫化過程中氣液兩相在流化床利用膜混合充分混合，利用循環(huán)氣體壓縮機氣提作用使氣液固三項在床內(nèi)保持鼓泡或湍流，液固兩項則在氣提的作用下從塔上部經(jīng)多只外循環(huán)管重新由塔底返回塔內(nèi)重新反應(yīng)，塔內(nèi)含氫氣氣體的總表觀氣速為10～100cm/s，表觀漿速為2～30cm/s，其中氫氣占該氣體總體積的30～98％，其余為氮氣，流化床的澄清床濃度不低于2g/L，流化床中的固體顆粒密度小于1g/cm3，粒徑分布范圍為40～300微米，蒽醌類工作液中的蒽醌濃度為140～240g/L，氫化反應(yīng)器塔頂與塔底壓差為0.08～0.15MPa，由塔頂出來的未反應(yīng)的含氫氣氣體經(jīng)過凈化后由循環(huán)壓縮機重新增加后進入流化床中進行反應(yīng)，氫化反應(yīng)后的氫蒽醌的工作液經(jīng)過氣液分離、過濾掉所含催化劑后經(jīng)冷卻后進入氫化液除氣罐，準(zhǔn)備進入氧化反應(yīng)器進行反應(yīng)，大部分液相經(jīng)過過濾器下的換熱器換熱后循環(huán)回到流化床中進行再反應(yīng)，循環(huán)氣相經(jīng)過冷卻后進行收集得到含有少量蒽醌的溶劑。由于反應(yīng)器內(nèi)有氣體滯留，故反應(yīng)器內(nèi)的密度要比液體循環(huán)管內(nèi)的密度小30～60％左右，這就是循環(huán)氣體的氣提作用。在大量的循環(huán)狀態(tài)下，液相循環(huán)量一般是加入物料的幾到幾十倍，流化床反應(yīng)器中的傳質(zhì)效果(特點)會非常理想。

其中的氫化液與催化劑分離后流至氫化液受槽，一部分液體仍循環(huán)到反應(yīng)系統(tǒng)，同氫氣一起以使催化劑保持懸浮狀態(tài)。形成了工作液中蒽醌加氫系統(tǒng)的液相循環(huán)。工作液加氫系統(tǒng)氣體循環(huán)可通過循環(huán)壓縮機實現(xiàn)。

經(jīng)過氫化以后，含有氫化蒽醌的氫化液繼續(xù)經(jīng)過分離、過濾、冷卻進入氫化液槽，準(zhǔn)備下個工序的氧化還原反應(yīng)，其中未反應(yīng)的氫氣及氮氣混合氣在反應(yīng)器頂部經(jīng)分離、冷凝、再分離、過濾再經(jīng)過氫氣循環(huán)壓縮機重新加壓與和工作液經(jīng)過膜混合器混合的新鮮氫氣在反應(yīng)器底部匯合對反應(yīng)器中的工作液和催化劑混合液進行流化攪拌并反應(yīng)。其中來自工作液循環(huán)槽的含蒽醌的工作液經(jīng)過濾、換熱后從反應(yīng)器底部進入經(jīng)過膜混合器后同新鮮氫氣一同進入流化床反應(yīng)器。反應(yīng)器外一級過濾器下的多個列管式換熱器對反應(yīng)器反應(yīng)溫度進行有效控制。

本實用新型提供一種含氫蒽醌工作液的氫化方法，包括以下步驟：含氫氣體和蒽醌工作液在催化劑的催化作用下進行加氫反應(yīng)生成含氫蒽醌工作液；加氫反應(yīng)過程中產(chǎn)生的尾氣經(jīng)過冷凝、分離、過濾、加壓后循環(huán)利用；生成含氫蒽醌工作液，一部分直接與含氫氣體重新進行反應(yīng)，一部分經(jīng)過濾后去掉催化劑，經(jīng)冷卻、過濾、安保過濾后進行后續(xù)的氧化反應(yīng)。

本實用新型提供還一種含氫蒽醌工作液的氫化裝置，包括氫化液制備系統(tǒng)和氮氫混合尾氣處理系統(tǒng)，其特征在于：所述的氫化液制備系統(tǒng)包括依次連接的流化床6、氫化液高位槽8、氫化液一級過濾器9、氫化液冷卻器12、氫化液受槽13、氫化液循環(huán)泵14、氫化液二級過濾器15和安保過濾器16，原料在流化床內(nèi)進行反應(yīng)得到的工作液最終經(jīng)過安保過濾器過濾后流入去氧化塔中；所述的氮氫混合尾氣處理系統(tǒng)包括依次連接的循環(huán)氫冷凝器4、循環(huán)氫氣液分離器3、循環(huán)氫氣過濾器2和循環(huán)氫氣壓機1，循環(huán)氫冷凝器的進氣口與流化床的循環(huán)氣出口相連接，循環(huán)氫氣壓機的排氣口與流化床的循環(huán)氣進口相連接，流化床內(nèi)反應(yīng)后形成的尾氣進入循環(huán)氫冷凝器中依次經(jīng)過處理后由循環(huán)氫氣壓機返回至流化床中循環(huán)利用。

其中流化床6為氣液固三相自循環(huán)式反應(yīng)器，如圖2所示，包括反應(yīng)器殼體61及內(nèi)部構(gòu)件：

所述的反應(yīng)器殼體61的底部設(shè)有工作液進口62、新反應(yīng)氫氣進口63、循環(huán)液進口B 66，下部設(shè)有循環(huán)氮氫氣同心分布環(huán)管610、循環(huán)氣進口64、循環(huán)液進口A65，上部設(shè)有循環(huán)液出口67，頂部設(shè)有循環(huán)氣出口68；

在反應(yīng)器殼體底部的工作液進口與位于殼體底部的列管式膜混合器69的管程連接，新反應(yīng)氫氣進口與列管式膜混合器的殼程連接；所述的列管式膜混合器的膜管管程與反應(yīng)器內(nèi)部連通，膜管管程出口設(shè)有防沉聚裝置；

在反應(yīng)器內(nèi)上部沿內(nèi)壁固定有環(huán)形的槽板611，槽板底部開有8～20個排液孔，槽板中間設(shè)計氣體通道，該通道上方設(shè)有傘型擋板612，傘型擋板的上方設(shè)置有除霧器613，除霧器上方設(shè)有防蒽醌凝析的沖洗液分布裝置614；

所述的循環(huán)液出口位于槽板的下方，循環(huán)液進口B位于列管式膜混合器的下方，循環(huán)液進口A位于列管式膜混合器、循環(huán)氮氫氣同心分布環(huán)管之間；

所述的列管式膜混合器上方設(shè)有所述的循環(huán)氮氫氣同心分布環(huán)管；

所述的循環(huán)氮氫氣同心分布環(huán)管、槽板之間為反應(yīng)段，反應(yīng)段內(nèi)裝有催化劑；

所述的流化床的外部還配設(shè)有催化劑加料器5，通過加料管道與流化床內(nèi)部的反應(yīng)段連通；

所述的工作液進口與提供工作液的裝置相連接，新反應(yīng)氫氣進口與提供氫氣的裝置相連接，循環(huán)氣進口與循環(huán)氫氣壓機的排氣口相連接，循環(huán)氣出口與循環(huán)氫冷凝器的進氣口相連接；所述的提供工作液的裝置、工作液進口之間連接有工作液預(yù)熱器7；

所述的氫化液高位槽，中部設(shè)有進口A，底部設(shè)有破旋器且設(shè)有出口A；進口A通過管道與流化床的循環(huán)液出口相連接；出口A分為兩路：一路與氫化液一級過濾器的進口B相連接，一路與流化床的循環(huán)液進口B相連接，兩路上都安裝有閥門或者路閥；

所述的氫化液一級過濾器(9)，中部設(shè)有進口B、頂部設(shè)有反應(yīng)液出口615、底部設(shè)有出口B；進口B與氫化液高位槽的出口A相連接，出口B通過循環(huán)液冷卻器10與流化床的循環(huán)液進口A相連接；反應(yīng)液出口分為兩路，一路與氫化液冷卻器的進口相連接，一路連接有反吹掃泵11及儀表控制系統(tǒng)，反吹掃泵的入口與氫化液受槽13相連接；

所述的氫化液高位槽、氫化液一級過濾器構(gòu)成外循環(huán)及出料設(shè)備，流化床的殼體外連接 6-12個所述的外循環(huán)及出料設(shè)備。

下面結(jié)合具體的實施例對本實用新型進行具體的闡述：

實施例1：

一種含氫蒽醌工作液的氫化方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)制備含氫蒽醌工作液：將含氫氣體和蒽醌工作液分別通入到流化床6中，含氫氣體氣體和蒽醌工作液在流化床底部的列管式膜混合器69中充分混合，然后氣液混合物進入到流化床內(nèi)裝有催化劑固體顆粒反應(yīng)段中；含氫氣體和蒽醌工作液在催化劑固體顆粒的作用下、在0.30～0.5MPa、45～60℃的條件下進行加氫反應(yīng)生成氫蒽醌工作液；

在加氫反應(yīng)的過程中，利用循環(huán)氣體壓縮機1的氣提作用使氣液固三項在流化床內(nèi)保持鼓泡或湍流狀態(tài)，而液固兩項則在氣提作用下從流化床上部經(jīng)多只外循環(huán)管返回至列管式膜混合器中且返回至反應(yīng)段內(nèi)重新反應(yīng)；流化床反應(yīng)器內(nèi)的含氫氣體的總表觀氣速為 15～30cm/s、表觀漿速為5～10cm/s，流化床反應(yīng)器的澄清床濃度不低于2g/L，流化床反應(yīng)器塔頂與塔底壓差為0.08～0.10MPa；

所述的含氫氣體包括氫氣和氮氣，其中：氫氣的體積占?xì)怏w總體積的70％、其余為氮氣；

所述的蒽醌工作液中，蒽醌的濃度為200g/L，所述的蒽醌為2-乙基蒽醌、四氫2-乙基蒽醌、2-戊基蒽醌、四氫2-戊基蒽醌以2：2：0.5：0.5比例混合而成的混合物。

流化床反應(yīng)器中裝填的催化劑固體顆粒，催化劑固體顆粒的密度小于1g/cm3，粒徑為 40～300微米。

所述的催化劑固體顆粒包括有效成分和載體，有效成分的重量百分比為1％～3％、載體的重量百分比為97％～99％，二者通過浸漬法負(fù)載技術(shù)結(jié)合在一起的；

所述的有效成分為鈀；

所述的載體為硅鋁酸鈉；

所述的載體，平均粒度為70～300微米、平均孔徑(埃)、比表面積為80～200 平方米/克、孔隙體積0.6～0.8mL/g。

所述的蒽醌工作液，加熱至35～60℃后再通入流化床反應(yīng)器內(nèi)。

(2)尾氣處理：氫化反應(yīng)結(jié)束后，未反應(yīng)的含氫氣體由流化床反應(yīng)器頂部排出，且經(jīng)過凈化后由循環(huán)氣體壓縮機重新增加后進入流化床反應(yīng)器中進行加氫反應(yīng)從而形成循環(huán)利用.

(3)含氫蒽醌工作液后處理：加氫反應(yīng)后形成的氫蒽醌工作液經(jīng)過濾器進行氣液分離、過濾掉所含催化劑，然后經(jīng)冷卻后進入氫化液除氣罐中準(zhǔn)備進入氧化反應(yīng)器進行反應(yīng)，大部分液相經(jīng)過濾器下的換熱器換熱后循環(huán)回到流化床反應(yīng)器中再進行加氫反應(yīng)，循環(huán)氣相經(jīng)過冷卻后進行收集得到含有少量蒽醌的溶劑；

本實施例中，采用本方法，可以在現(xiàn)國內(nèi)固定床氫化工藝基礎(chǔ)上提高生產(chǎn)效率30～50％，因為是全酸性工況工藝，所以在生產(chǎn)原理及工藝的本質(zhì)上解決生產(chǎn)中的危險因素(傳統(tǒng)雙氧水工藝生產(chǎn)過程有堿外理工藝，雙氧水遇堿分解)。本實施例中，產(chǎn)品濃度為43％，本發(fā)明可以使產(chǎn)品濃度由30％提高40％以上，并且產(chǎn)品品質(zhì)主要指標(biāo)如有機碳含量，不揮發(fā)物含量等要好于固定床工藝所生產(chǎn)的產(chǎn)品。

上述實例只是為說明本實用新型的技術(shù)構(gòu)思以及技術(shù)特點，并不能以此限制本實用新型的保護范圍。凡根據(jù)本實用新型的實質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)該涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。