[发明专利]蒽醌法双氧水生产装置

说明书

技术领域

本发明涉及双氧水生产装置，具体涉及蒽醌法双氧水生产装置。

背景技术

双氧水是一种绿色化工产品 ，其生产和使用过程几乎没有污染，故被称为 “清洁” 的化工产品，其应用前景日趋看好。最初双氧水仅用于医药和军工，逐步应用于化学品合成、纺织、造纸、环保、食品、医药、冶金和农业等广泛领域，市场需求日益扩大。

双氧水的生产方法有多种，其中蒽醌法生产双氧水是目前世界上该行业最为成熟的生产方法之一，国外大型的生产厂家都采用蒽醌法生产双氧水，国内目前双氧水的制备也几乎都是蒽醌法。该方法具体生产工艺为:2-烷基蒽醌与有机溶剂（C₉～C₁₀）配制成工作溶液，在压力为0.30～0.50MPa、温度55℃～65℃、催化剂（Ni或Pd）存在的条件下，通入H₂进行氢化，再在40～44℃与空气进行逆流氧化，经萃取、再生、精制与浓缩得到H₂O₂水溶液成品。

国内外蒽醌法生产双氧水的主要化学反应和基本原理相同，但具体的技术方案有所差别，主要区别在于工作液组成、氢化催化剂及采用的氢化方式。目前采用的氢化方式主要有悬浮床镍或钯碳催化剂工艺、固定床钯催化剂工艺和流化床钯碳催化剂反应工艺。

国内20世纪80年代中期以前，双氧水的生产主要以镍催化剂搅拌釜氢化蒽醌法工艺为主，随着生产能力的不断扩大，与搅拌釜工艺相比，以钯为催化剂的固定床工艺逐渐显示出其优越性：氢化设备结构简单，装置生产能力大，生产过程中不需经常补加催化剂，安全性能好，操作方便，借助于计算机集散控制技术，可大大提高装置的安全性能，该工艺已成为双氧水生产发展的方向。钯催化固定床工艺虽操作简单、催化剂不用分离，但也存在明显缺陷，诸如各部分反应不均匀，易形成短路，造成局部热点，容易产生工作液降解，催化剂粉碎、结块、利用率低，反应速度受氢的扩散影响，国内广泛使用的固定床加氢效率（以H₂O₂计）一般为6g/L～7g/L，与国外采用的流化床加氢效率可达18g/L以上相比，存在巨大差距。

流化床工艺虽然能够大大提高装置生产效率，降低生产成本，使蒽醌氢化反应均匀，避免反应过程局部热点形成而导致工作液降解，有利于提高双氧水产品质量，更好地满足食品等行业的需求，但是目前在国内还没有出现氢化流化床的文献报道，只有上海阿托菲纳双氧水公司和福建第一化工厂引进国外技术采用钯催化氢化流化床的专利工艺。

不论是固定床工艺还是流化床工艺，除了氢化反应设备不同外，其它部分基本相同。

氢化液的氧化是在带有分散器的三节空塔组成的氧化塔中进行的，现有的氧化方式和氧化设备存在着以下缺点：气流分布不均匀，气液接触不充分，传质效果差，空气利用效率及氧化效率低；氢化液氧化不完全，加重了后续工序的负担，运行不平稳；冷却不均匀，双氧水易分解。

双氧水的萃取是在筛板塔内进行的，纯水和氧化液进行逆流萃取、分离，这种萃取方式存在以下缺点：两相混合不充分，需要的纯水量大，分离出来的双氧水浓度低，影响设备生产能力等。

另外，现有的蒽醌法双氧水生产装置还存在着设备多、结构复杂、体积大、占地面积大、设备投资大等缺点。

发明内容

本发明的目的在于：根据蒽醌法生产双氧水氢化、氧化反应分别为气-液-固三相和气-液两相反应，反应速率及总效率受传质效果控制这一特征，提供一种新型的蒽醌法双氧水生产装置，以解决现有蒽醌法双氧水生产装置存在的诸多缺陷。