一種蒽醌法生產(chǎn)雙氧水的氫化工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種雙氧水生產(chǎn)的氫化方法，特別涉及一種蒽醌法生產(chǎn)雙氧水的氫化工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]蒽醌法生產(chǎn)雙氧水一般是以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。其中氫化過程是指工作液中的EAQ在鈀催化劑的存在下，與氫氣發(fā)生加氫反應(yīng)生成2-乙基氫蒽醌(HEAQ)。
[0003]現(xiàn)有的蒽醌法生產(chǎn)雙氧水氫化工藝一般采用固定床反應(yīng)器，內(nèi)部填裝催化劑，反應(yīng)壓力一般為0.15?0.3MPa，反應(yīng)溫度為40?70°C。蒽醌加氫反應(yīng)需要一定的初始溫度，但由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)過程中溫度不斷升高。在正常操作條件下，床層溫度的升高不但加速蒽醌加氫主反應(yīng)，也會(huì)加速副反應(yīng)。若溫升過高，容易發(fā)生副反應(yīng)，使蒽醌出現(xiàn)顯著降解。一般工作液在氫化反應(yīng)器中氫化反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量將使工作液出料溫升6?12°C，因此在蒽醌加氫反應(yīng)過程中要嚴(yán)格控制氫化反應(yīng)程度以及催化劑床層溫升，既要達(dá)到氫化要求，又要減少副反應(yīng)。
[0004]CN1335256A中公開了一種控制固定床溫的方法，該方法是在混合液體進(jìn)入固定床前加設(shè)冷卻器，移去循環(huán)氫化液所帶出的部分反應(yīng)熱，以使進(jìn)床液體溫度在35?60°C范圍內(nèi)。該方法是通過控制氫化反應(yīng)器入口溫度來抑制降解反應(yīng)，延長催化劑使用周期，但該方法為目前工業(yè)上氫化反應(yīng)過程的常規(guī)方法，并未實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格或精確控制氫化反應(yīng)過程，無法及時(shí)調(diào)節(jié)床層溫升。
[0005]CN202201708U中公開了一種201183752Y固定床鈀催化劑、蒽醌法生產(chǎn)雙氧水裝置的溫控回路，該回路中，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥一端連接換熱器，另一端通過三通管連接回水管線和低壓蒸汽管線，回水管線上設(shè)置有截止閥。循環(huán)水經(jīng)換熱器后不再直接到回水管線，而是經(jīng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥節(jié)流后再入回收管線。該方法的目的是精確控制工作液出換熱器即進(jìn)入氫化反應(yīng)器的溫度，來實(shí)現(xiàn)控制氫化反應(yīng)，與CN1335256A專利中所述的方法相似，同樣未實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格或精確控制氫化反應(yīng)過程，無法及時(shí)調(diào)節(jié)床層溫升。
[0006]隨著近年來綠色化學(xué)合成工業(yè)的迅速發(fā)展，對雙氧水的需求量與日俱增，通過改進(jìn)固定床加氫反應(yīng)工藝來優(yōu)化氫化反應(yīng)、減少降解、降低消耗、延長催化劑的使用壽命具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對目前現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種蒽醌法生產(chǎn)雙氧水的氫化工藝，該工藝通過對氫化過程的合理優(yōu)化和調(diào)變，避免了反應(yīng)氫氣量不足或氫氣量過?，F(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)氫化完全的同時(shí)，減少副反應(yīng)發(fā)生，使氫化反應(yīng)更加均勻，延長催化劑使用壽命。
[0008]本發(fā)明的蒽醌法生產(chǎn)雙氧水的氫化工藝，包括如下內(nèi)容: (1)蒽醌法生產(chǎn)雙氧水的氫化工藝中設(shè)置兩個(gè)反應(yīng)器，第一股新鮮氫氣和工作液作為進(jìn)料I在第一反應(yīng)器發(fā)生氫化反應(yīng)后，反應(yīng)后的物料經(jīng)氣液分離，得到氣相(氫氣)和液相(氫化工作液)，部分液相循環(huán)回第一反應(yīng)器，剩余液相與氣相混合后作為進(jìn)料II進(jìn)入第二反應(yīng)器；
(2)第二股新鮮氫氣與進(jìn)料II在第二反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生氫化反應(yīng)后，反應(yīng)后的物料經(jīng)氣液分離，得到氣相(氫氣)和液相(氫化工作液)，部分液相循環(huán)回第二反應(yīng)器，剩余液相進(jìn)入氧化工序。
[0009]本發(fā)明工藝中，優(yōu)選在第二反應(yīng)器之后設(shè)置第三反應(yīng)器，步驟(2)中剩余液相與第三股新鮮氫氣作為進(jìn)料III在第三反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生氫化反應(yīng)后，反應(yīng)后的物料經(jīng)氣液分離，部分液相循環(huán)回第三反器，剩余液相進(jìn)入氧化工序。
[0010]本發(fā)明工藝中，也可以根據(jù)實(shí)際需要沿物料流動(dòng)方向依次設(shè)置第四、第五或第六等更多反應(yīng)器進(jìn)行氫化反應(yīng)，反應(yīng)過程同步驟(2)，每個(gè)反應(yīng)器對應(yīng)一股新鮮氫氣進(jìn)料。
[0011]本發(fā)明工藝中，反應(yīng)器內(nèi)含有加氫催化劑床層，加氫催化劑為以鈀或鉬為活性組分的貴金屬催化劑。
[0012]本發(fā)明工藝中，每個(gè)反應(yīng)器內(nèi)的總液氣比(Nm3Ai3)S 1:1?1:5.5，優(yōu)選1:1.5?1:3。
[0013]本發(fā)明工藝中，按物料流動(dòng)方向，相鄰反應(yīng)器間的入口氫氣量依次增加，以第一反應(yīng)器入口氫氣量為基準(zhǔn)，增加幅度為0.5%?10%，優(yōu)選4%?8%。
[0014]本發(fā)明工藝中，按物料流動(dòng)方向，相鄰反應(yīng)器間的工作液循環(huán)量依次增加，增加幅度(每個(gè)反應(yīng)器循環(huán)工作液量與第一反應(yīng)器入口新鮮工作液的比)為1%?10%，優(yōu)選3%?
6% ο
[0015]本發(fā)明工藝中，反應(yīng)器的反應(yīng)壓力為0.f0.5MPa，優(yōu)選按物料流動(dòng)方向反應(yīng)器間的反應(yīng)壓力依次遞減，其中相鄰反應(yīng)器間反應(yīng)壓力遞減幅度為0.01?0.15MPa，優(yōu)選
0.03 ?0.06MPa。
[0016]本發(fā)明工藝中，反應(yīng)器的反應(yīng)溫度為3(T70°C，優(yōu)選按物料流動(dòng)方向相鄰反應(yīng)器間的反應(yīng)溫度依次遞增，其中相鄰反應(yīng)器間反應(yīng)溫度增加幅度為3?12°C，優(yōu)選4?8°C。其中，優(yōu)選設(shè)置三個(gè)反應(yīng)器，其中第一反應(yīng)器的溫度范圍為35?53°C，第二反應(yīng)器的溫度范圍為38?60°C，第三反應(yīng)器的溫度范圍為43?70°C。
[0017]本發(fā)明工藝與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
(I)將氫氣分次加入各反應(yīng)器，嚴(yán)格控制各反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生加氫反應(yīng)的深度，既可以避免各反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生過度加氫反應(yīng)，又可以防止氫氣不足的現(xiàn)象。
[0018](2)各反應(yīng)器嚴(yán)格控制工作液循環(huán)量，該循環(huán)工作液的作用一方面可以調(diào)節(jié)反應(yīng)器溫差，防止產(chǎn)生局部熱點(diǎn)而產(chǎn)生副反應(yīng)；另一方面可以提高催化劑表面工作液的線速度，有利于加速氫化；還可以使催化劑表面的工作液循環(huán)更新，防止過度加氫。
[0019](3)各反應(yīng)器溫度沿物料方向逐漸升高，反應(yīng)器壓力沿物料方向逐漸遞減，一方面使初始?xì)浠磻?yīng)在一定壓力和較低溫度下進(jìn)行，維持一定壓力是為了提高反應(yīng)速率，控制低溫是為了防止初始反應(yīng)過于劇烈而產(chǎn)生大量副反應(yīng)；另一方面使后續(xù)反應(yīng)在允許最低壓力和稍高溫度下反應(yīng)，由于初始反應(yīng)生成的降解物少，控制稍高溫度既可以大幅度提高氫化反應(yīng)速率，提高氫效的同時(shí)，又不容易發(fā)生降解物的深度降解，而維持反應(yīng)的較低壓力不但有利于減少副反應(yīng)的發(fā)生，又可以降低設(shè)備投資和能耗。
[0020](4)本發(fā)明方法能夠有效控制各個(gè)反應(yīng)器的溫升在6°C以下，保證了氫化反應(yīng)的有效進(jìn)行。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明工藝方法流程示意圖(以2個(gè)氫化反應(yīng)器為例)。
[0022]其中，I為氫氣總管，2為工作液,3為第一氫化反應(yīng)器氫氣,4為第一氫化反應(yīng)器進(jìn)料，5為第二氫化反應(yīng)器氫氣，6為第二氫化反應(yīng)器進(jìn)料，7-第一氫化反應(yīng)器，8-第一氫化反應(yīng)器催化劑床層，9-第二氫化反應(yīng)器,10-第二氫化反應(yīng)器催化劑床層，11-第一氫化反應(yīng)器流出物；12_第一氣液分離器；13_第一氫化反應(yīng)器循環(huán)泵，14-第一加熱/冷卻器；15_第二加熱/冷卻器；16-第二氫化反應(yīng)器流出物；17_第二氣液分離器；18_第二氫化反應(yīng)器循環(huán)泵。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合【附圖說明】和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，但不因此限制本發(fā)明。
[0024]本發(fā)明方法是通過這樣的方式實(shí)現(xiàn)的:自氫氣總管I來的氫氣分為兩路，一路為第一氫化反應(yīng)器氫氣3,另一路為第二氫化反應(yīng)器氫氣5。首先,第一氫化反應(yīng)器氫氣3與工作液2混合為第一氫化反應(yīng)器進(jìn)料4，從第一氫化反應(yīng)器7的頂部進(jìn)入，經(jīng)過第一氫化反應(yīng)器催化劑床層8后由底部流出，流出物11進(jìn)