一种制备双氧水的塔式强化氧化系统以及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种制备双氧水的塔式强化氧化系统及方法，其中所述塔式强化氧化系统包括：氧化塔；所述氧化塔的侧面设置有用于输送氢化蒽醌的液相管道，以及设置有用于输送氧气的气相管道；氧化塔内设置有多组混合微界面发生器机组，混合微界面发生器机组由上至下依次排列，每组混合微界面发生器机组包括连接为一个整体的上置式微界面发生器以及下置式微界面发生器，上置式微界面发生器以及下置式微界面发生器之间设置有气液乳化物通道，气液乳化物通道连接有气液乳化物出口，气液乳化物出口紧贴于下置式微界面发生器的上侧壁。通过采用本发明专利技术的塔式强化氧化系统能够提高氧气的利用率，提高产品的收率，而且整个系统高度集成，占地面积小操作简便。占地面积小操作简便。占地面积小操作简便。

【技术实现步骤摘要】
一种制备双氧水的塔式强化氧化系统以及方法


[0001]本专利技术涉及双氧水制备领域，具体而言，涉及一种制备双氧水的塔式强化氧化系统以及方法。

技术介绍

[0002]双氧水为过氧化氢(H2O2)的水溶液，是一种重要的无机过氧化物，具有氧化性、漂白性和使用过程绿色环保等特点，可应用于织物、纸浆脱色、化工合成、废水处理、医疗、冶金、军工、食品加工等领域，充当氧化剂、漂白剂、消毒剂、聚合物引发剂和交联剂、推进剂等。随着环保法规的日益严格，过氧化氢直接氧化法(HPPO法)生产环氧丙烷、绿色己内酰胺等产品产能增加，导致H2O2的市场需求旺盛。
[0003]过氧化氢的生产方法有蒽醌法、电解法、异丙醇氧化法，无机反应法、氢氧直接合成法等。其中，蒽醌法是目前国内外生产过氧化氢的主流方法。
[0004]蒽醌法过氧化氢生产工艺是以2
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乙基蒽醌(EAQ)为载体，重芳烃(AR)及磷酸三辛酯(TOP)为混合溶剂，配制成具有一定组成的溶液(工作液)，在钯或镍催化剂的催化作用下，交替进行烷基蒽醌的催化加氢和空气氧化，氧化生成的过氧化氢用水萃取出来成粗品双氧水，烷基蒽醌可以循环使用。但是目前的工艺中，氧化过程中的氧气利用率比较低，导致制备得到的双氧水收率比较低。
[0005]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的第一目的在于提供一种制备双氧水的塔式强化氧化系统，该塔式强化氧化系统通过在氧化塔内部设置混合微界面机组，使得在空气与氢化蒽醌进行氧化反应之前将空气破碎为微气泡，提高空气与氢化蒽醌之间的相界传质面积，从而解决了现有技术中由于空气与氢化蒽醌在氧化塔内部无法得到充分混合，导致氧气利用率低，产品收率低的问题。
[0007]本专利技术的第二目的在于提供一种采用塔式强化氧化系统制备双氧水的方法，反应得到的双氧水纯度高，应用广泛，提高了双氧水本身的适用面，值得广泛推广应用。
[0008]为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
[0009]本专利技术提供了一种制备双氧水的塔式强化氧化系统，包括：氧化塔；所述氧化塔的侧面设置有用于输送氢化蒽醌的液相管道，以及设置有用于输送空气的气相管道；
[0010]所述氧化塔内设置有多组混合微界面发生器机组，所述混合微界面发生器机组由上至下依次排列，每组混合微界面发生器机组包括连接为一个整体的上置式微界面发生器以及下置式微界面发生器，所述上置式微界面发生器以及所述下置式微界面发生器之间设置有气液乳化物通道，所述气液乳化物通道连接有气液乳化物出口，所述气液乳化物出口紧贴于所述下置式微界面发生器的上侧壁。
[0011]在本专利技术的塔式强化氧化系统中，原料为氢化蒽醌以及空气，氢化蒽醌是通过氢
化塔加氢得到的产物，一般实际运行时，先向氢化塔内输送含蒽醌衍生物的工作液和催化剂，同时向氢化塔内输送氢气，以生成含2
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乙基氢蒽醌溶液的混合物，该混合物后续通过过滤冷却后，输送至氧化塔中，在氧化塔内与经过微界面分散破碎的空气形成气液乳化物，进行氧化反应，生成含2
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乙基蒽醌和过氧化氢的混合物，并传输至萃取塔，含2
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乙基蒽醌和过氧化氢的混合物与纯水在萃取塔内进行萃取，萃取后得到的产物即为双氧水。
[0012]本专利技术的方案中，通过在氧化塔内设置混合微界面发生器机组，从而提高空气的利用率，继而提升产品双氧水的产率，该混合微界面发生器机组是将微界面发生器通过特定的结构组合在一起，其包含了上置式微界面发生器以及下置式微界面发生器，两者需要结合为一个整体并不是单独设置的，之所以这样设置是为了提升整个微界面机组的牢固性，本身氧化塔内的空间比较窄小，如果微界面发生器设置的过于分散也会影响到氧化塔的正常工作，另外设计为整体的结构也缩短了各个微界面发生器的距离，加强各个部件之间的互相协作能力，通过微界面破碎的气泡互相碰撞冲击后，从而提高分散破碎效果。
[0013]另外，在本专利技术的方案中，上置式微界面发生器与下置式微界面发生器是通过气液乳化物通道连接为一个整体的，而且气液乳化物通道直接连通有气液乳化物出口，该气液乳化物出口即是上置式微界面发生器分散破碎后形成的气液乳化物的出口，因为在该氧化塔内上部属于混合区，下部属于剧烈反应区，所以上部的物料混合比较平稳，下部反应比较剧烈，那么设置于上部的气液乳化物通道的长度可以稍短一些，下部的气液乳化物通道可以稍微长一些，通过气液乳化物通道的引导作用，给气液乳化物出口出去的物料提供动力，且该气液乳化物出口正好紧贴于下置式微界面发生器的上侧壁，这样从出口出去的气液乳化物立刻与下置式的微界面发生器发生作用，提高分散破碎效果。此外，该出口可以设置为沿水平方向或垂直朝上的方向，水平方向就是直接喷射出去，垂直朝上的方向相当于在出口处设置了180的回弯，从而更加提升气液乳化物的流通能量，也可以带动位于上部的混合效果差的物料进行返混再破碎。虽然本专利技术的气液乳化物出口并没有在图中明示出来，但是其具体结构已经在文字部分进行详细的阐述。
[0014]优选地，混合微界面发生器机组(SBBS)为两组，因为这样一组负责气液混合，一组负责氧化反应，正好满足实际需要。每组的混合微界面发生器机组中，上置式微界面发生器为气液联动式微界面发生器或液动式微界面发生器，下置式微界面发生器为气动式微界面发生器。气动式微界面发生器的破碎气相从壁面的孔中分散出与上置式微界面发生器出来的气液乳化物进行互相作用，加强分散融合碰撞效果。且位于上面一组的混合微界面发生器机组的气液乳化物出口可以设计为沿水平方向，下面一组的混合微界面发生器机组的气液乳化物出口可以设计为垂直朝上的方向，因为下部属于反应区，为了提高反应效果，喷射出的气液乳化物朝上出去后更加提高与上面区域的物料的混合效果，提高反应效果，进而提高原料的利用率，通过采用本专利技术的特定结构的氧化塔操作后，氢化蒽醌的转化率可以达到98％以上，产品收率可以达到98％以上，氧气利用率也能达到99％以上，基本不会有任何浪费。
[0015]在本专利技术的方案中，液相管道一般为一条，且直接通过氧化塔的侧壁伸入进去，一般设置位置在氧化塔的中部，气相管道最好分为多个分支分别连通上置式微界面发生器以及下置式微界面发生器，以用于将空气通入微界面发生器中，当上置式为液动式微界面发生器时，可以不通入气相，当上置式为气液联动式微界面发生器时，需要从顶部通入气相，
下置式微界面发生器一般为气动式类型，所以是需要直接通过分支出的气相管道通入空气的。
[0016]优选地，所述气液联动式微界面发生器或液动式微界面发生器连接有液相循环管道，所述液相循环管道上设置有循环泵。这样循环管道通过提供液相动力对气相不断卷吸从而达到分散破碎的效果，此外对于位于氧化塔顶部的氧气也可以设置导气管卷吸进来进行进一步的利用。
[0017]优选地，所述上置式微界面发生器以及所述下置式微界面发生器分别设置有单独控制阀，以用于微界面发生器发生阻塞时切换工作状态。当下置式微界面发生器为气动式微界面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备双氧水的塔式强化氧化系统，其特征在于，包括：氧化塔；所述氧化塔的侧面设置有用于输送氢化蒽醌的液相管道，以及设置有用于输送空气的气相管道；所述氧化塔内设置有多组混合微界面发生器机组，所述混合微界面发生器机组由上至下依次排列，每组混合微界面发生器机组包括连接为一个整体的上置式微界面发生器以及下置式微界面发生器，所述上置式微界面发生器以及所述下置式微界面发生器之间设置有气液乳化物通道，所述气液乳化物通道连接有气液乳化物出口，所述气液乳化物出口紧贴于所述下置式微界面发生器的上侧壁。2.根据权利要求1所述的塔式强化氧化系统，其特征在于，所述混合微界面发生器机组为两组，每组的混合微界面发生器机组中，上置式微界面发生器为气液联动式微界面发生器或液动式微界面发生器，下置式微界面发生器为气动式微界面发生器。3.根据权利要求2所述的塔式强化氧化系统，其特征在于，所述气相管道分为多个分支分别连通上置式微界面发生器以及下置式微界面发生器，以用于将空气通入微界面发生器中。4.根据权利要求1所述的塔式强化氧化系统，其特征在于，所述气液乳化物出口的朝向为沿水平方向或垂直朝上。5.根据权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：张志炳，孟为民，周政，王宝荣，杨高东，罗华勋，张锋，李磊，杨国强，田洪舟，曹宇，
申请(专利权)人：南京延长反应技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：