[发明专利]一种蒽醌法制过氧化氢过程萃取新工艺

说明书

技术领域：本发明涉及一种蒽醌法制过氧化氢过程萃取的工艺。含过氧化氢的氧化液从气液分离器直接进入萃取塔。该过程的萃取塔为填料塔，该萃取塔的特点是至少含一个组合填料单元，该组合填料单元由两种功能不同填料组成。一种是对分散相起破碎作用，另一种对分散相液滴起聚结作用。 

技术背景：

过氧化氢(双氧水)是一种多功能多用途的化学品。在不同的情况下可有氧化作用或还原作用。可用氧化剂、漂白剂、消毒剂、脱氯剂，可作为火箭燃料、可用于生产有机或无机过氧化物、泡沫塑料和其他多孔物质等。目前过氧化氢作为强氧化剂已广泛应用于其中包括纸浆/造纸漂白，化学合成，纺织漂染，废水处理，金属加工，微电子生产，食品包装，医疗保健和化妆品中等。中国每年生产的过氧化氢总量超过600万吨(27.5％计)，是世界上最大生产和消费国。 

制备过氧化氢的方法很多，但目前商业规模制造过氧化氢的方法主要采用循环蒽醌工作液自动氧化(AO)法。循环AO法生产过程是：在催化剂存在下，在一定温度和压力下，工作液(烷基蒽醌与混合有机溶剂按一定比例配成的有机溶液)中的烷基蒽醌(以下简称蒽醌)与氢气反应，生成相应的氢蒽醌，此时氢化后的工作液称为氢化液，氢化液中的氢蒽醌与气体中的氧反应，生成原始的蒽醌和过氧化氢，此时氢化液变成了氧化液，氧化液经纯水萃取得到过氧化氢水溶液，萃余液经处理后循环返回氢化工序。 

蒽醌法过氧化氢生产过程中存在的主要化学反应是氢化反应和氧化反应，反应原理是(反应式中R为C₂～C₅烷烃)： 

氢化反应： 

氧化反应： 

目前绝大多数大型过氧化氢的制造采用了基于蒽醌AO的工艺。蒽醌自动氧化制造过氧化氢方法的原理众所周知，20世纪30年代US 2158525和US 2215883就阐述过该方法；Kirk-Othmer化工技术百科全书，第3版，第13卷，(1981)，第15-22页也介绍了除蒽醌法外，其他制造过氧化氢的方法。Ullman化工大全，第5版，第3卷，第447-456页，也概述了蒽醌AO工艺的生产过氧化氢过程。 

溶剂萃取是一种在20世纪得到迅速发展的分离技术。由于选择性高、分离效果好、易于实现大规模连续生产和适应性强等优点。其应用范围不断扩大，不仅遍及石油、化工、湿法冶金、原子能、医药等工业部门，而且在生物工程、新材料等高科技和环保领域中得到越来越广泛的应用。 

液液萃取分离的塔设备分逐级接触式(如筛板塔)和微分接触式(如填料塔)两种。其中板式塔依靠板孔使分散相多次分散后再并聚，在该过程中液液接触表面不断更新的同时两相间进行着质量传递。由于分散相仅靠板孔分散，连续相单独通道(升液管或降液管)，使得板与板之间有一定间距，从而使其液体的表面更新速度小于填料塔，因而筛板塔通量较填料塔低，其传质效率也较低。此外如果液体中夹带气体将造成板式萃取传质效率迅速下降。 

填料塔是一种在化学工业、石油炼制、医药工业和环境保护等领域得到广泛应用的传质设备。填料塔由填料、塔内件及筒体构成。塔填料是其核心部件，可分为规整填料和散装填料两大类。 

散装填料又可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料、球形填料等形式。规整填料的种类很多，根据其几何结构可以分为波纹填料、格栅填料、脉冲填料等，还可以根据材质的结构分为压延孔板波纹填料、丝网波纹填料、板波纹填料和网孔波纹填料等。 

规整填料的结构均匀、规则、对称性，在与散装填料具有相同的比表面积时，填料的空隙率更大，具有更大的通量，规整填料抽提塔的比负荷一般是乱堆填料塔的1.5～2.0倍，综合处理能力比板式塔 和散装填料塔大得多。由于规整填料具有压降低、通量大、分离效率高等优点，在精细化工、香料工业、炼油、化肥、石油化工等领域的众多塔器内得到广泛应用。