过氧化氢的制造系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种过氧化氢的制造系统，其包括：向氢化反应器供给工作溶液、及氢化催化剂的导管A；供给富氢气体的导管、以及氢化反应器B，该氢化反应器将工作溶液所包含的蒽醌类进行还原，生成蒽二酚类；从氢化反应器排出工作溶液及贫氢气体的导管C；氧化装置D，其将排出的工作溶液中的蒽二酚类转化为蒽醌类，生成过氧化氢；提取装置E，其从工作溶液分离过氧化氢；以及循环用导管F，其将提取了过氧化氢的工作溶液的至少一部分返回至氢化反应器，所述过氧化氢的制造系统还包括调整氢化反应器中的工作溶液中的水的浓度的装置G。

【技术实现步骤摘要】
过氧化氢的制造系统
本技术涉及使用了蒽醌类的过氧化氢的制造系统。
技术介绍
过氧化氢具有氧化力且具有强大的漂白、杀菌作用，因此，被用作纸、纸浆、纤维等的漂白剂、杀菌剂等。过氧化氢的分解产物为水和氧，因此，从绿色化学的观点来看，也占有非常重要的位置，特别是作为氯系漂白剂的代替材料备受关注。另外，在半导体衬底等的表面的清洗、铜、锡及其它铜合金表面的化学研磨、电子电路的蚀刻等的半导体产业中，过氧化氢的使用量也不断增大。另外，广泛用于以环氧化和羟基化为代表的氧化反应中，过氧化氢是非常重要的工业产品。目前，工业上的过氧化氢的制造方法已知有蒽醌法。该方法中，将蒽醌类溶解于有机溶剂，得到工作溶液，在氢化工序中将蒽醌类在氢化催化剂的存在下利用氢进行还原，生成蒽二酚类。接着，在氧化工序中将蒽二酚类再次转化为蒽醌类，同时生成过氧化氢。工作溶液中的过氧化氢通过水提取等的方法从工作溶液分离。提取了过氧化氢的工作溶液再次返回至氢化工序中，形成循环工艺。上述的循环工艺的氢化工序中，表示每单位时间的反应量即工艺的生产率的蒽醌类的氢化反应速度受多个因素影响，特别是反应温度、氢分压、气液固的混合状态、工作溶液组成、工作溶液中的水分浓度、氢化催化剂种类、氢化催化剂量。在此，在维持实际工厂中的生产率、稳定性的方面，被推定为由水所引起的氢化催化剂的活性降低经常成为问题。作为解决方案之一，专利文献1中公开有一种方法：向在提取工序中提取了过氧化氢的工作溶液中添加水或过氧化氢水溶液进行混合，使用聚结器分离分散相，由此，将伴随工作溶液的水分保持一定。作为另一解决方案，已知有一种方法，即，在提取工序和氢化工序的工艺之间，使工作溶液与碳酸钾溶液接触，由此，除去工作溶液中的水。提取工序后的工作溶液中可能残留有提取工序中不能除去的过氧化氢。过氧化氢在碱性条件下不稳定，可能会发生异常分解，因此，该工序产生安全上的问题。另外，为了不将碳酸钾带入氢化工序，需要将干燥后的工作溶液供于沉降、分离、过滤等工序，由此，除去碳酸钾，但其结果，就形成复杂的工艺。另外，根据专利文献2，碳酸钾溶液通过反复吸收工作溶液中的水，比重降低，脱水能力降低，因此，使用后需要浓缩碳酸钾溶液，该工序存在热能的增加及操作员的劳动力的增加等缺点。另外，作为又一解决方案，专利文献3中公开有一种将提取工序中提取了过氧化氢的工作溶液中的水通过真空干燥来除去的方法，记载了如果使用该专利技术，则真空干燥后的工作溶液中的水成为15ppm。该工作溶液中的水的量相对于通常的工作溶液中的水的饱和量是极低的值，虽然在氢化催化剂的失活防止上具有一定程度的效果，但考虑到氢化催化剂的活性时，难以说氢化反应容器内的工作溶液中的水被控制成适当的范围。上述均是通过降低提取工序中提取了过氧化氢的工作溶液中的水，间接地防止氢化催化剂的活性降低的方法，一定程度上具有其效果，但达不到最大限度利用氢化催化剂固有的活性。现有的过氧化氢制造工艺中，大多进行尽可能降低氢化反应容器内的工作溶液中的水的水分调整方法。但是，实际工厂的操作中要求的是准确且简便的工序管理。因此，需要合理地设定为了最大限度利用氢化催化剂的活性而应管理的工作溶液中的水的浓度范围，并采用通过减少水的方法、添加水的方法或组合这两者的方法，将氢化反应容器内的工作溶液中的水控制在上述范围的水分调整法。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开昭63-100002号公报专利文献2：CN101353158A专利文献3：CN103641073A
技术实现思路
技术所要解决的课题本技术的目的在于，解决现有技术中的上述课题，提供一种最大限度利用氢化催化剂的活性来制造过氧化氢的系统。用于解决课题的方案本技术的专利技术人为了解决上述课题进行了深入研究，结果发现，通过将氢化反应器内的工作溶液中的水的相对于饱和量的相对浓度设在特定的范围内，能够最大限度利用氢化催化剂固有的活性，从而完成了本技术。即，本技术涉及一种过氧化氢的制造系统，通过蒽醌法制造过氧化氢，该制造系统的特征在于，还包括调整氢化反应器中的工作溶液中的水的浓度的装置G。本技术包括以下内容。[1]一种过氧化氢的制造方法，其特征在于，包括：向氢化反应器供给含有蒽醌类和溶剂的工作溶液、及氢化催化剂的工序A；在氢化反应器中，供给富氢气体，还原工作溶液所包含的蒽醌类，生成蒽二酚类的氢化工序B；从氢化反应器排出含有蒽二酚类和溶剂的工作溶液及贫氢气体的工序C；将工序C中排出的工作溶液中的蒽二酚类转化为蒽醌类，生成过氧化氢的氧化工序D；从工作溶液分离过氧化氢的提取工序E；以及将工序E中提取了过氧化氢的工作溶液的至少一部分返回至工序B的循环工序F，上述过氧化氢的制造方法还包括将工序B中的工作溶液中的水的浓度相对于饱和量维持成20％～160％的工序G。[2]如[1]所记载的过氧化氢的制造方法，其中，工序G是将工序B中的工作溶液中的水的浓度相对于饱和量维持成70％～130％的工序。[3]如[1]所记载的过氧化氢的制造方法，其中，工序G是将工序B中的工作溶液中的水的浓度相对于饱和量维持成100％～160％的工序。[4]如[1]～[3]中任一项所记载的过氧化氢的制造方法，其中，工序G通过下述至少一个手段而进行，调整工序A中伴随向氢化反应器供给的工作溶液的水分的手段G1；调整工序C中伴随从氢化反应器排出的工作溶液的水分的手段G2；调整工序B中伴随向氢化反应器供给的富氢气体的水分的手段G3；调整工序C中伴随从氢化反应器排出的贫氢气体的水分的手段G4；在工序A中向氢化反应器直接导入水的手段G5；调整工序F中伴随返回至工序B的工作溶液的水分的手段G6。[5]如[4]所记载的过氧化氢的制造方法，其中，工序G1、工序G2和工序G6的至少一个工序通过如下工序实施：a)调整在氢化、氧化或提取工序的前后设置的工作溶液用的罐下部分离的排水量的工序；b)利用在氢化、氧化或提取工序的前后设置的工作溶液用的热交换器调整水分的工序；c)使用工作溶液用的过滤器，通过液液分离调整水分的工序；d)利用聚结器调整水分的工序；e)通过使工作溶液和碳酸钾溶液接触来调整水的工序；f)通过蒸发调整水分的工序；或g)通过蒸馏调整水分的工序。[6]如[4]所记载的过氧化氢的制造方法，其中，工序G1、工序G2和工序G6的至少一个工序通过如下工序实施：a)调整在氢化、氧化或提取各工序的前后设置的工作溶液用的罐下部分离的排水量的工序；或b)利用在氢化工序、氧化工序或提取工序的前后设置的工作溶液用的热交换器调整水分的工序。[7]如[4]所记载的过氧化氢的制造方法，其中，工序G3和/或工序G4利用调整氢化气体流量的装置、气液分离装置或活性炭吸附解吸装置实施。[8]如[4]所记载的过氧化氢的制造方法，其中，工序G5利用使水微分散的装置实施。[9]如[1]～[3]中任一项所记载的过氧化氢的制造方法，其中，蒽醌类为2-甲基蒽醌、1,3-二甲基蒽醌、2,3-二甲基蒽醌、1,4-二甲基蒽醌或2,7-二甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、2-正丙基蒽醌、2-异丙基蒽醌、2-仲丁基蒽醌或2-叔丁基蒽醌、或者2-仲戊基蒽醌或2-叔戊基蒽醌。[10]如[1]～[3]中任一项所记载的过氧化氢的制造方法，其中，溶剂为溶解本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种过氧化氢的制造系统，其特征在于，包括：向氢化反应器供给工作溶液、及氢化催化剂的导管A；供给富氢气体的导管、以及氢化反应器B，该氢化反应器将工作溶液所包含的蒽醌类进行还原，生成蒽二酚类；从氢化反应器排出工作溶液及贫氢气体的导管C；氧化装置D，其将排出的工作溶液中的蒽二酚类转化为蒽醌类，生成过氧化氢；提取装置E，其从工作溶液分离过氧化氢；以及循环用导管F，其将提取了过氧化氢的工作溶液的至少一部分返回至氢化反应器，所述过氧化氢的制造系统还包括调整氢化反应器中的工作溶液中的水的浓度的装置G。

【技术特征摘要】
2017.02.21 JP 2017-0297891.一种过氧化氢的制造系统，其特征在于，包括：向氢化反应器供给工作溶液、及氢化催化剂的导管A；供给富氢气体的导管、以及氢化反应器B，该氢化反应器将工作溶液所包含的蒽醌类进行还原，生成蒽二酚类；从氢化反应器排出工作溶液及贫氢气体的导管C；氧化装置D，其将排出的工作溶液中的蒽二酚类转化为蒽醌类，生成过氧化氢；提取装置E，其从工作溶液分离过氧化氢；以及循环用导管F，其将提取了过氧化氢的工作溶液的至少一部分返回至氢化反应器，所述过氧化氢的制造系统还包括调整氢化反应器中的工作溶液中的水的浓度的装置G。2.根据权利要求1所述的过氧化氢的制造系统，其特征在于：装置G包括以下装置中的至少一个装置，调整导管A中伴随向氢化反应器供给的工作溶液的水分的装置G1；调整导管C中伴随从氢化反应器排出的工作溶液的水分的装置G2；调整氢化反应器B中伴随向氢化反应器供给的富氢气体的水分的装置G3；调整导管C中伴随从氢化反应器排出的贫氢气体的水分的装置G4；在导管A中向...

【专利技术属性】
技术研发人员：松本伦太朗，池田英俊，茂田耕平，
申请(专利权)人：三菱瓦斯化学株式会社，
类型：新型
国别省市：日本,JP