一种双氧水生产中的高效氢化工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种双氧水生产中的高效氢化工艺，包括如下内容：（1）蒽醌法生产双氧水的氢化工艺中设置两个串联的氢化反应器I和氢化反应器II，总氢气进料分为两路，氢气I和氢气II；（2）总工作液进料和氢气I混合后进入氢化反应器I进行一级氢化反应；（3）一级氢化反应流出物和氢气II混合后进入氢化反应器II进行二级氢化反应；（4）二级氢化反应流出物进入气液分离器进行气液分离，分离出的液相（氢化液）分为两路，一路氢化液进入再生床进行降解物再生，再生后循环回氢化反应器II，另一路氢化液进入下一生产工序。该工艺在达到较高的蒽醌氢化度和极少的蒽醌降解产物，可以提高氢化反应转化率和选择性，提高产品质量，降低催化剂及蒽醌的消耗。

【技术实现步骤摘要】
一种双氧水生产中的高效氢化工艺
本专利技术涉及一种双氧水生产中的高效氢化工艺，特别涉及一种蒽醌法生产双氧水的高效氢化工艺。
技术介绍
过氧化氢的工业生产方法主要为蒽醌法，是以2-乙基蒽醌（EAQ）为工作载体，以重芳烃（Ar）、磷酸三辛酯（TOP）或其它组分为工作溶剂配成工作液，经过蒽醌氢化、氢蒽醌氧化、纯水萃取和工作液后处理等工序，得到一定浓度的过氧化氢产品。在蒽醌法生产双氧水的氢化过程中，氢化过程是非常重要的生产单元，直接影响氢化效率、工作液的质量水平及产品质量。氢化反应是在填装有催化剂的固定床反应器内进行的气-液-固三相反应过程，反应温度一般为45～75℃，反应压力一般为0.2～0.4MPa。在实际的反应操作过程中，随着催化剂使用时间的延长，其活性降低，导致反应速率降低，为了提高反应速率、提高氢效，需要逐渐提高反应温度，由于氢化反应过程中温度对氢化副反应的影响较大，尤其是催化剂运行末期，反应温度达到75℃左右时副反应较多，产生大量的降解产物，这些降解产物不但不能反应生成双氧水产品、粘度及密度大大、降低工作液质量水平，不利于加氢过程中氢气、工作液和催化剂三相的扩散接触，降低氢效，而且造成昂贵的蒽醌消耗，对萃取过程及产品质量有着不良影响。CN1673069A中公开了一种过氧化氢生产中蒽醌工作液氢化反应的操作方法，该方法采用固定床反应器，蒽醌工作液和氢气从反应器顶部加入，其中氢气连续加氢，蒽醌工作液周期加入。该专利与连续进料操作方法相比，提高蒽醌工作液转化率，有效降低了蒽醌降解率。但是由于工作液为周期进料，导致与后续的氧化、萃取、后处理等连续化生产过程联合起来很难，另外也降低了装置的总生产能力。CN101229915A中公开了一种蒽醌法生产过氧化氢的方法，氢化反应是在固定床反应器中进行，其中将含有蒽醌的工作液与氢气通过固定床反应器时，使工作液为连续相，而氢气以气泡形式分布在工作液中。该方法中将氢气以气泡形式分布目的是提高催化剂利用效率，提高反应器生产能力，但该方法只是使氢气与工作液混合更加均匀，在副反应方面与常规氢化反应过程无较大改善。随着工业生产中对双氧水的需求量与日俱增，传统双氧水生产工艺需要不断进步，其中通过改进固定床加氢反应工艺来提高双氧水装置的生产效率、降低物耗、提高产品质量等具有重要意义。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种双氧水生产中的高效氢化工艺，该工艺在达到较高的蒽醌氢化度和极少的蒽醌降解产物，可以提高氢化反应转化率和选择性，提高产品质量，降低催化剂及蒽醌的消耗。本专利技术的双氧水生产中的高效氢化工艺，包括如下内容：（1）蒽醌法生产双氧水的氢化工艺中设置两个串联的氢化反应器I和氢化反应器II，总氢气进料分为两路，氢气I和氢气II；（2）工作液进料和氢气I混合后进入氢化反应器I进行一级氢化反应；（3）一级氢化反应流出物和氢气II混合后进入氢化反应器II进行二级氢化反应；（4）二级氢化反应流出物进入气液分离器进行气液分离，分离出的液相（氢化液）分为两路，一路氢化液进入再生床进行降解物再生，再生后循环回氢化反应器II，另一路氢化液进入下一生产工序。本专利技术方法中，所述的氢化反应器采用固定床氢化反应器，氢化反应器中填装以钯或铂为活性组分的蒽醌加氢催化剂。本专利技术方法中，一级氢化反应条件为：反应温度为45～55℃，反应压力为0.3～0.4MPa，物料体积空速为4～10h-1。本专利技术方法中，二级氢化反应条件为：反应温度为55～70℃，反应压力为0.2～0.3MPa，物料体积空速11～25h-1。本专利技术方法中，氢化反应器I的入口的工作液与氢气I的流量比为1：50～1：80，氢化反应器II的入口的工作液（一级氢化反应流出物）与氢气的流量比为1：20～1：50，其中工作液流量单位m3/h，氢气流量单位Nm3/h。本专利技术方法中，总氢气进料中按体积百分比计，氢气I为51%～80%，氢气II为20%～49%。本专利技术方法中，循环回氢化反应器II的氢化液循环量为气液分离后的氢化液总量的10%～80%。本专利技术方法中，再生床中装填的再生剂为活性氧化铝、氧化钙、二氧化硅、氧化镁或氧化钡中的一种或多种。常规蒽醌法氢化工艺中，一般反应温度为45～75℃，反应压力为0.2～0.4MPa，随着催化剂使用时间的延长，活性逐渐降低，从而使反应速率降低，为了提高反应速率、提高氢效，达到一定的产能，需要逐渐提高反应温度来补偿催化剂的活性降低。由于蒽醌氢化反应是在绝热条件下的放热反应，温度随着转化率升高而逐渐升高，随着温度升高，加氢正副反应都会加速，正反应是对过氧化氢的生成有利，而副反应又称为降解反应，会导致工作液中有效蒽醌含量的降低，而且引起工作液物性的改变，如密度增加、黏度增大、工作液中水分含量升高，严重时还将造成催化剂过早失活，影响工艺过程正常进行，并导致过氧化氢产品质量下降，因此在蒽醌氢化反应过程中需要控制一定的氢化度，防止蒽醌深度氢化反应物的生成，而氢化度的降低虽然可以从某种程度上减少降解物的生成，但也降低了氢化效率，从而降低装置的生产效率。本专利技术方法利用氢化过程中低温反应速率慢但不易降解、而高温反应速率快易降解、及降解反应集中在高温区的反应特点，设置两级氢化反应、部分循环工作液再生的流程，通过控制一级氢化反应氢气量高于二级氢化反应氢气量，实现较高的蒽醌氢化度和极少的蒽醌降解产物的目的，提高氢化反应转化率和选择性，提高装置产能的同时降低蒽醌消耗。附图说明图1是本专利技术工艺方法流程示意图。其中，1为氢气总管，2为氢气I，3为氢气II，4为工作液进料，5为一级氢化反应器，6为二级氢化反应器，7-氢化再生床，8为气液分离器，9为氢化液循环泵，10为循环氢化液，11为二级氢化反应流出物，12为进入下一工段氢化液。具体实施方式下面结合附图说明和实施例对本专利技术进行详细说明，但不因此限制本专利技术。本专利技术工艺是通过这样的方式实现的：总工作液4和氢气II2混合后进入一级氢化反应器5进行一级氢化反应，一级反应流出物和氢气II3混合后进入二级氢化反应器6进行二级氢化反应，二级氢化反应流出物11进入气液分离器8进行气液分离，分离出的液相分为两路，一路循环氢化液10经氢化液循环泵9进入氢化液再生床7进行降解物再生，然后循环回二级氢化反应器6，另一部分氢化液12进入下一生产工序。本专利技术实施例采用蒽醌作为工作载体，重芳烃和磷酸三辛酯作为溶剂组成工作液，采用Pd/Al2O3作为一级和二级氢化反应催化剂，催化剂的性质如下：Ф3～4mm的球形，堆密度为0.58±0.02g/ml；抗压碎力≥40N/cm；钯含量为0.3±0.02wt%；活性kg(H2O2100%)/kg催化剂·天：≥3.3。工作液中总蒽醌含量为115～125g/L。本专利技术实施例采用γ-氧化铝为再生剂，性质如下：外观为Ф3～5mm的白色球形颗粒，堆密度为0.6～0.8g/ml，孔容≥0.45ml/g，比表面≥200m2/g。实施例1两个氢化反应器串联反应，氢化反应器I填装催化剂0.56m3，反应温度45～55℃，反应压力为0.3～0.4MPa，反应空速为5h-1；工作液量为5.64m3/h，氢化反应器II填装催化剂0.51m3，反应温度55～70℃，反应压力为0.2～0.3MPa，反应空速为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双氧水生产中的高效氢化工艺，其特征在于包括如下内容：（1）蒽醌法生产双氧水的氢化工艺中设置两个串联的氢化反应器I和氢化反应器II，总氢气进料分为两路，氢气I和氢气II；（2）工作液进料和氢气I混合后进入氢化反应器I进行一级氢化反应；（3）一级氢化反应流出物和氢气II混合后进入氢化反应器II进行二级氢化反应；（4）二级氢化反应流出物进入气液分离器进行气液分离，分离出的液相（氢化液）分为两路，一路氢化液进入再生床进行降解物再生，再生后循环回氢化反应器II，另一路氢化液进入下一生产工序。

【技术特征摘要】
1.一种双氧水生产中的高效氢化工艺，其特征在于包括如下内容：（1）蒽醌法生产双氧水的氢化工艺中设置两个串联的氢化反应器I和氢化反应器II，总氢气进料分为两路，氢气I和氢气II；（2）工作液进料和氢气I混合后进入氢化反应器I进行一级氢化反应；（3）一级氢化反应流出物和氢气II混合后进入氢化反应器II进行二级氢化反应；（4）二级氢化反应流出物进入气液分离器进行气液分离，分离出的液相（氢化液）分为两路，一路氢化液进入再生床进行降解物再生，再生后循环回氢化反应器II，另一路氢化液进入下一生产工序；一级氢化反应条件为：反应温度为45～55℃，反应压力为0.3～0.4MPa，物料体积空速为4～10h-1；二级氢化反应条件为：反应温度为55～70℃，反应压力为0.2～0.3MPa，物料体积空速11...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨秀娜，齐慧敏，王海波，金平，阮宗琳，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11