[实用新型]一种氢化反应装置以及一种生产过氧化氢的系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及过氧化氢制备技术领域，更具体地，本实用新型涉及采用蒽醌法制备过氧化氢的技术领域。

背景技术

蒽醌法是工业过氧化氢生产的主流方法，全球工业过氧化氢以产量计99％以上是由蒽醌法生产的。蒽醌法的工艺流程主要包括：在催化剂存在下，于一定温度和压力下，由蒽醌型化合物与有机溶剂按一定比例配成的工作液中的蒽醌型化合物与氢气反应，生成相应的氢蒽醌型化合物，得到氢化液；氢化液中的氢蒽醌型化合物与氧反应，生成蒽醌型化合物和过氧化氢，得到氧化液；氧化液经水萃取得到过氧化氢水溶液，萃余液经净化处理后循环回氢化工序。

在蒽醌法中，氢化工艺包括固定床氢化工艺和浆态床氢化工艺。固定床氢化工艺存在氢效低(6-7g/L)，不易大型化的缺陷；然而，浆态床氢化工艺采用细粉催化剂，具有优异的传质、传热等特点，蒽醌型化合物氢化度可达到60％以上，氢效可达10-18g/L。目前，固定床氢化工艺在国外已基本上被浆态床氢化工艺所取代。

浆态床反应器需要大量气体作为相间混合和浆液循环的动力。为提高气体的利用率，降低尾气排放，将氢化反应器输出的氢化尾气循环回氢化反应器是一个提高气体、特别是氢气利用率的优选方案。但是，在蒽醌法中，工作液是经过萃取工序后返回氢化反应工序循环使用的，目前工业装置上对于循环工作液中所含过氧化氢的处理方法是在工作液后处理阶段采用碱塔(碳酸钾塔)分解的方法，碱塔并不能将工作液中的过氧化氢完全脱除，循环工作液中仍然不可避免夹带有一定量(每升工作液约0.3克)的过氧化氢。这些过氧化氢在氢化反应器中与作为氢化反应催化剂的钯催化剂接触后，发生分解反应，释放微量的氧气进入氢化反应器释放的氢化尾气中。这些微量氧气随氢化尾气循环回氢化反应器，经一段时间的累积，循环尾气中的氧含量会达到一个平衡浓度。氢气在氧气中的爆炸下限为4.65体积％，而加氢系统的氢气中氧含量要求不得超过0.5体积％。经本发明人研究发现，如果循环工作液中过氧化氢含量为0.3g/L，氢化反应采用纯氢操作，运行稳定后循环氢化尾气中的氧含量约为5.6体积％，已达爆炸极限。

因此，如何实现将蒽醌法浆态床氢化工艺中的氢化尾气安全地回收利用仍然是一个亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决如何将蒽醌法浆态床氢化工艺中的氢化尾气安全地回收利用的技术问题，提供一种氢化反应装置，该装置不仅能实现氢化尾气的回收再利用，而且操作安全性高。

根据本实用新型的第一个方面，本实用新型提供了一种氢化反应装置，该氢化反应装置包括氢化反应器，所述氢化反应器用于将含有氢化原料的溶液和氢气与氢化反应催化剂接触，得到含有氢化反应产物的氢化反应混合液以及含氢尾气，其中，该氢化反应装置还包括氧气脱除器、压缩机、可选的气液分离器、可选的冷却器以及可选的二次气液分离器，以含氢尾气的流向为基准，所述气液分离器设置在所述氧气脱除器的上游，所述压缩机设置在所述氧气脱除器的下游，所述冷却器设置在所述压缩机的上游，且设置在所述氧气脱除器的上游和/或下游，所述二次气液分离器设置在所述压缩机的上游，且设置在所述氧气脱除器以及可选的所述冷却器的下游，

所述气液分离器用于脱除所述含氢尾气中夹带的液体，得到脱液含氢尾气；

所述氧气脱除器用于脱除所述含氢尾气或者所述脱液含氢尾气中的氧气，得到循环尾气；

所述冷却器用于降低所述含氢尾气或者所述循环尾气的温度；

所述二次气液分离器用于脱除所述循环尾气中夹带的液体；

所述压缩机的压缩物料出口与所述氢化反应器的气体物料入口连通，用于将所述循环尾气进行压缩后循环送入所述氢化反应器中。

优选地，所述氧气脱除器为物理吸附型氧气脱除器、化学吸附型氧气脱除器和催化脱氧型氧气脱除器中的一种或两种以上的组合。

更优选地，所述催化脱氧型氧气脱除器具有至少一个催化剂床层，所述催化剂床层中装填有脱氧反应催化剂。

优选地，该氢化反应装置包括冷却器和气液分离器，所述氧气脱除器、所述冷却器以及所述气液分离器按照以下方式之一设置：

方式一：所述冷却器设置在所述氧气脱除器的上游，且设置在所述气液分离器的下游，所述冷却器的待冷却物料入口与所述气液分离器的气体物料出口连通，所述冷却器的冷却物料出口与所述氧气脱除器的待脱氧物料入口连通；

方式二：所述冷却器设置在所述氧气脱除器的下游，所述气液分离器的气体物料出口与所述氧气脱除器的待脱氧物料入口连通，所述氧气脱除器的脱氧物料出口与所述冷却器的待冷却物料入口连通。