[发明专利]一种双氧水生产中的高效氢化工艺

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明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。

本发明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。

本发明方法中，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。

本发明方法中，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。

本发明方法中，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。

本发明方法中，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。

本发明方法中，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%。

本发明方法中，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%。

本发明方法中，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。