过氧化氢的生产方法技术

公开了一种用通常所说的蒽醌法（ＡＯ法）生产过氧化氢的方法，特别是关于该ＡＯ法的必需步骤的改进，即加氢步骤改进的方法。ＡＯ法中本发明专利技术的加氢步骤是在一装有加氢催化剂的固定床常用加氢反应器中进行的，把由含蒽醌的工作溶液和加氢气体生成的发泡混合物向下通过固定床催化剂。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
过氧化氢的生产方法本专利技术涉及一种用通常所说的蒽醌法生产过氧化氢的方法，本专利技术还特别涉及所说的蒽醌法中必需的工艺步骤，即加氢步骤的改进。一般用二步骤循环蒽醌法(AO法)生产过氧化氢。这种AO法采用烷基蒽醌化合物，如2-乙基蒽醌，2-戊基蒽醌，及它们的5，6，7，8-四氢衍生物做为工作化合物，溶于合适的有机溶剂或有机溶剂的混合物中。这类烷基蒽醌的溶液叫做工作溶液。在蒽醌法的第一步骤(加氢步骤)中，为了把工作化合物还原成其加氢形式的烷基氢化蒽醌，需要将工作溶液加氢。工作溶液的加氢是把氢气和工作溶液混合，再把得到的溶液和一种合适的催化剂相接触。在二步骤AO法的第二步骤(氧化步骤)中，为了生产出过氧化氢并把工作化合物恢复到其原来的形式，用氧，空气或一种合适的含氧化合物氧化已加氢的工作化合物，即烷基氢化蒽醌。在氧化步骤中生成的过氧化氢则由工作溶液中分出，通常用水萃取，剩余的含烷基蒽醌的工作溶液则循环至加氢步骤重新开始此过程。加氢步骤可以在一种流化床催化剂或一种固定床催化剂存在下进行。已知二者都有其有利和有利之处。在流化床加氢反应器中，三相之间有好的接触，因而通常生产率和选择性都高。但是，催化剂颗粒会由于磨损而破裂，因而容易把悬浮的催化剂颗粒和加氢的工作溶液分开的筛子堵塞。这种类型的反应器还存在返混的问题。因此采用悬浮的催化剂通常需要用一个更大的加氢反应器和昂贵的过滤设备才能得到完全加氢的方式。固定床加氢反应器不会磨损催化剂，如果顺流操作，也不会产生返混。但是固定床加氢反应器的反应速率由于氢自气相溶解到工作溶液中的速度较慢而受到限制。因此，为了完全还原所有的工作化合物而溶解足够量的氢，工作溶液必需循环数次。这样，很大的循环物流相应地要求大的加氢反应器，因而加大了过程的投资费用。此外，已加氢溶液的循环会造成工作化合物的过度加氢，而在总过程中它们则是无效的。一种特殊的固定床反应器是通常所说的滴流床反应器，它们在文献-->(见NG K.M.和CHU C.F.化学工程进展，1987，83(11)，55-63页)中已报导过。虽然滴流床反应器在初始时是用于石油工业的加氢裂解，加氢脱硫和加氢脱氮，和石油化学工业有机化合物的氧化和加氢，然而也发现在AO法生产过氧化氢的过程中，采用了某些型式的滴流床反应器。名词滴流床用以表示当反应发生时，一个气相和一个液相顺流向下通过催化剂颗粒的床层。当前操作滴流床反应器的实践，明显地仍主要依靠实验的相互关连，而参数加压力降，扩散系数以及热量和质量的传递系数，则明显地都取决于气体和液体的流速。从文献中知道可以在不同的流动模式如“滴流”，“脉冲”，“喷啉”，“冒泡”和“分散气泡”下操作滴流床反应器。在采用滴流床，特别在滴流工况时的主要问题之一，是在固定床加氢反应器中可能出现沟流。在化学文摘NO.19167 f-h，卷55(日本专利604121号)描述了过氧化氢的生产，在该方法中，一种烷基蒽醌溶液和大量过剩的氢或含氢的气体的混合物，通过装有粒状加氢催化剂的塔的上部一个多孔扩散器而产生了泡沫。产生了泡沫的混合物快速地通过催化剂层进行加氢。在塔的底部装有含玻璃棉，石棉，一个金属网或一个滤布层用于脱去泡沫，脱去泡沫的工作溶液由塔底放出，分离出的大量过剩的气体则再循环至塔中。虽然这种方法消除了在固定床加氢反应器中的滴流工况下出现沟流的可能性，但根据参考日本专利的美国专利4，428，922(列1，行55至68)，但仍存在一些缺点，如压力降高，与此有关的动能消耗增加，循环经过加氢反应器的大量的氢气流，应采用附加的设备用于工作溶液的发泡和脱泡。此外加氢反应器的通过量或生产率则显著降低了，因为过量的氢气占据了大量的体积。本专利技术的目的是克服已知方法中的缺点，提供一种简单和有利地用催化剂颗粒的固定床，在加氢步骤中高生产率的生产过氧化氢的AO法。本专利技术已采用AO法生产过氧化氢而实现了目的。本专利技术的方法包括在交替步骤中，加氢和氧化含至少溶解在至少一种有机溶剂中的一种烷基蒽醌的工作溶液，并萃取出在氧化步骤中生成的过氧化氢。在本方法中，加氢步骤是在一装有加氢催化剂颗粒的固定床的加氢反应器中进行的，将工作溶液和加氢气体顺流加入反应器顶部，调节液体和气体进料流的比例和加氢气体的压力，可以得到一种工作溶液和加氢气体混合-->物的自-发泡的混合物，而不采用任何设备，扩散器或喷嘴用于生成泡沫，并将已生成泡沫的混合物向下通常催化剂颗粒的固定床。可以任选间歇或连续的方式实现本专利技术的方法。此外，本方法的加氢步骤也可以任选在脉冲发泡流动的状况下，使工作溶液通过固定床催化剂。因此，本专利技术意外地发现可以不需要任何附加的生成泡沫的特殊设备，直接在一普通的滴流床加氢反应器中，在工作溶液和加氢气体发泡状况下进行AO法的加氢步骤。工作溶液和加氢气体可直接经一普通的进料管进入加氢反应器中，并且用调节液体和气体的进料流速及加氢气体的压力而实现发泡的。在加氢反应器的底部也不需要为了脱泡而增加任何的设备。本专利技术的方法中所用的含固定式滴流床的加氢反应器是常用类型的，并可采用任何形状和大小的加氢反应器。优选的加氢反应器是管式反应器(塔)。在AO法生产过氧化氢的加氢步骤中采用发泡工作溶液，会有一系列的优点。由于泡沫的性质，泡沫是加氢气体在液体工作溶液中高密度的扩散，显著提高了气体/液体的质量传递。工作液体和加氢气体在加氢反应器的总长度内都保持着良好的接触。因此，例如为达到良好的接触效率，发泡工作溶液的液体表面速度约比未发泡的工作液体所需的要低2-3倍。为了使工作溶液和加氢气体的混合物发泡，加氢反应器内的有关条件：液体和气体的进料流和加氢气体的压力定在使液体(L)和加氢气体(G)能有效地相互作用；在这种条件下泡沫流动工况可能介于滴-流和脉冲流动工况之间。本专利技术的方法中加氢气体的压力是在1.1至15bar(绝对)之间，优选1.8至5bar(绝对)之间。氢的进料表面速度通常最低为2.5cm/s，优选至少3cm/s。氢的进料表面速率通常不高于25cm/s，优选不高于10cm/s。液体进入反应器的进料表面速度通常至少是0.25cm/s，优选至少0.3cm/s。液体的进料表面速度通常不高于2.5cm/s，优选不高于1.5cm/s，更优选不高于1cm/s。现在更仔细地叙述在发泡条件以及有关的特定条件下，本专利技术进一步优选实施方案中工作溶液加氢的特征。在本专利技术的一个优选实施方案中，方法的特征在于把液体和气体的进料流和加氢气体的压力，调节至使工作溶液和加氢气体的发泡混合物在加氢反应器中向下通过固定床催-->化剂，在通过固定催化剂床层时液体表面速度比气体表面速度低。特别是液体表面速度最低约为0.25cm/s，优选最你为0.3cm/s。特别是液体表面速度不高于的1.5cm/s，更优选不高于1cm/s。在本专利技术的方法中，把加氢气体的表面速度调节在至少2.5cm/s，更优选至少3cm/s是有利的。加氢气体的表面速度不要高于10cm/s。在本专利技术的方法的进一步优选实施方案中，希望把液体和气体的进料流速和加氢气体的压力调节成使液体/气体比例(“L/G比例”)至少为0.45/10，优选至少为0.6/10。在本专利技术的方法的另一优选实施方案中，希望把液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用ＡＯ法生产过氧化氢的方法，包括在交替步骤中加氢和氧化一种含溶解在至少一种有机溶剂中的至少一种烷基蒽醌的工作溶液，并萃取出在氧化步骤中生成的过氧化氢，其中加氢步骤是在一装有加氢催化剂颗粒的固定床加氢反应器中进行的，包括把工作溶液和加氢气体自塔的顶部只经过一常用的入口管加入塔中，调节液体和气体进料流的比例和加氢气体的压力，在不存在产生泡沫的任何设备或扩散器或喷嘴下，使工作溶液和加氢气体生成一种自发泡的混合物，并将此发泡混合物向下通过催化剂颗粒的固定床。

【技术特征摘要】
GB 1998-2-4 9802405.21．一种用AO法生产过氧化氢的方法，包括在交替步骤中加氢和氧化一种含溶解在至少一种有机溶剂中的至少一种烷基蒽醌的工作溶液，并萃取出在氧化步骤中生成的过氧化氢，其中加氢步骤是在一装有加氢催化剂颗粒的固定床加氢反应器中进行的，包括把工作溶液和加氢气体自塔的顶部只经过一常用的入口管加入塔中，调节液体和气体进料流的比例和加氢气体的压力，在不存在产生泡沫的任何设备或扩散器或喷嘴下，使工作溶液和加氢气体生成一种自发泡的混合物，并将此发泡混合物向下通过催化剂颗粒的固定床。2．权利要求1的方法，其中加氢气体的压力是在1.1至15巴(绝对)的范围内，优选在1.8至5巴(绝对)范围内。3．权利要求1或2的方法，其中液体表面速度是至少0.25cm/s，优选的范围是0.3至1.5cm/s。4．以上任一项权利要求的方法，其中气体表面速度是至少2.5cm/s，优选的...

【专利技术属性】
技术研发人员：D范登贝里，JP甘许，N范劳特姆，
申请(专利权)人：索尔维公司，
类型：发明
国别省市：BE[比利时]