[实用新型]基于陶瓷中空纤维膜的过氧化氢合成系统

说明书

本实用新型公开了一种基于陶瓷中空纤维膜的过氧化氢合成系统，陶瓷膜反应器，其管程入口连接一氢气储罐的出口，陶瓷膜反应器的管程出口连接至氢气储罐的入口；甲醇溶液/氧气静置分离塔，其入口连接陶瓷膜反应器壳程出口，甲醇溶液/氧气静置分离塔的上出口连接一氧气储罐的入口；过氧化氢萃取塔，其入口连接甲醇溶液/氧气静置分离塔的下出口，过氧化氢萃取塔的第一出口连接一过氧化氢产品罐，过氧化氢产品罐的第二出口连接一甲醇储罐；其中，氧气储罐的出口和甲醇储罐的出口共接至陶瓷膜反应器壳程入口，甲醇溶液/氧气的两相混合物与氢气在陶瓷膜反应器中的流向相同。本实用新型解决了直接法生产过氧化氢的安全性问题。

技术领域

本实用新型涉及过氧化氢安全生产技术领域，更具体地说，本实用新型涉及一种基于陶瓷中空纤维膜的过氧化氢合成系统。

背景技术

过氧化氢广泛应用于纺织品和纸浆的漂白、化学品的合成和环保领域，也应用于电子、食品和冶金等工业，是重要的化工原料。由于过氧化氢分解只产生对环境无污染的水和氧气两种产物，是一种绿色化学品，因此，随着科学技术的发展，应用过氧化氢的领域越来越广泛，需求量逐年递增。但产能低、产品质量较差、纯度低以及对环境污染较大制约着过氧化氢工业的发展。目前工业生产过氧化氢的主要方法是蒽醌法，该方法以蒽醌作为中间介质，对环境污染严重。众多研究者做了使用直接法、电解法等合成过氧化氢的研究，但目前并未取得较好的效果。而以陶瓷膜为反应器，氢气和氧气分别从陶瓷膜内外侧流动并在负载过氧化氢合成催化剂的陶瓷膜表面合成过氧化氢可有效隔绝氢气和氧气的直接接触，又能使氢气和氧气同时在催化剂表面反应，为过氧化氢的直接合成是一种安全环保可靠的技术路径。气态的过氧化氢易分解为水和氧气，将过氧化氢溶液于甲醇中可有效避免过氧化氢的分解。

综上所述，开发一种环保安全的过氧化氢合成技术有重要意义。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本实用新型还有一个目的是提供一种基于陶瓷中空纤维膜的过氧化氢合成系统，并设计一种有效的反应器结构，以陶瓷膜为载体，在膜管外表面负载钯-铂合金催化剂，膜管内通氢气，膜管外通甲醇和氧气的气液混合物。氢气分子穿透膜管微孔，与膜管外表面的氧气分子在催化剂上合成过氧化氢，合成的过氧化氢由于极易溶解于甲醇而被甲醇吸收后带出反应器。氢气和氧气反应生成过氧化氢的同时，阻隔了氢气和氧气的直接接触，从而避免了氢氧燃烧爆炸的可能性。本实用新型解决了直接法生产过氧化氢的安全性问题。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种基于陶瓷中空纤维膜的过氧化氢合成系统，包括：

陶瓷膜反应器，其管程入口连接一氢气储罐的出口，所述陶瓷膜反应器的管程出口连接至所述氢气储罐的入口；

甲醇溶液/氧气静置分离塔，其入口连接所述陶瓷膜反应器壳程出口，所述甲醇溶液/氧气静置分离塔的上出口连接一氧气储罐的入口；

过氧化氢萃取塔，其入口连接所述甲醇溶液/氧气静置分离塔的下出口，所述过氧化氢萃取塔的第一出口连接一过氧化氢产品罐，所述过氧化氢产品罐的第二出口连接一甲醇储罐；

其中，所述氧气储罐的出口和甲醇储罐的出口共接至所述陶瓷膜反应器壳程入口，甲醇溶液/氧气的两相混合物与氢气在所述陶瓷膜反应器中的流向相同。

优选的，所述管程出口外接一将未反应的氢气加压后打回至所述氢气储罐中的氢气压缩机，所述氢气储罐出口通过一氢气质量流量计连接至所述陶瓷膜反应器的管程入口。

优选的，所述甲醇溶液/氧气静置分离塔的上出口外接一将分离出来的氧气加压后打回至所述氧气储罐中的氧气压缩机，所述氧气储罐出口通过一氧气质量流量计连接至所述陶瓷膜反应器的壳程入口。

优选的，所述甲醇储罐出口通过一甲醇流量泵连接至所述陶瓷膜反应器的壳程入口。