CN103588176A - 一种双氧水生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种双氧水生产方法，涉及大规模高浓度的双氧水生产工艺技术领域，特别是蒽醌法双氧水生产技术。将以重芳烃、四丁基脲和磷酸三辛脂为溶剂，以2-乙基蒽醌为反应物质，将配制好的工作液加入循环工作液贮槽中，利用循环工作液泵将工作液送入工作液调温器，利用循环冷却水将工作液温度降到35℃左右，然后进入流化加氢反应器的底部，提前将加氢催化剂通过催化剂添加槽加入流化加氢反应器内，同时压缩氢气经过氢气缓冲过滤器过滤杂质后也进入流化加氢反应器底部，利用压缩氢气将催化剂和工作液吹起搅动进行加氢化应，反应温度50℃左右，反应压力0.26mPa左右，加氢反应氢化效率为13g/l左右。
Description
技术领域
本发明涉及大规模高浓度的双氧水生产工艺技术领域，特别是蒽醌法双氧水生产技术。
背景技术
现有国内的蒽醌法双氧水加氢反应器为固定床形式，催化剂是固定不动的，液体在催化剂层中滴流向下流动，氢气与液体同时向下流动进行加氢反应，存在偏流、沟流、催化剂结块、氢化反应不均匀、反应阻力大、副反应多、原材料消耗高、催化剂用量大、产品成本高等缺陷；氧化反应器为工作液体与压缩空气并流向上流动，存在氧化塔效率低、氧化收率低、空气消耗高、尾气中氧含量高等缺陷；萃取塔板为单层板结构，存在工作液体聚合不好、产品浓度低、工作液体中残留双氧水量高等缺陷；利用浓碱液脱除工作液体中残留的双氧水和水份，碱消耗高、产生的生产污水难以处理，***生产安全性差等缺陷。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种新型的双氧水生产方法，以达到利于规模化生产的节约投资、降低原材料消耗，可生产高浓度双氧水产品，装置生产更加安全可靠，使生产装置的产能进一步提高的目的。
本发明包括流流化氢化反应、氧化反应、萃取和提纯步骤。
在流化氢化反应时，在钯催化剂存在条件下，以重芳烃、四丁基脲和磷酸三辛脂为溶剂，将2-乙基蒽醌和过量的氢气在流化加氢反应器内温度为50±2℃条件下进行反应，取得反应液。
在流化加氢反应器内通入钯催化剂和由重芳烃、四丁基脲、磷酸三辛脂、2-乙基蒽醌和2-乙基蒽醌混合形成的、温度为35±2℃的循环工作液，然后由流化加氢反应器的底部向上通入压缩氢气，对催化剂和工作液吹起搅动进行流化加氢反应。
将流化氢化反应取得的反应液过滤，去除钯催化剂后进行净化。
在净化时：将流化氢化反应取得的反应液以活性氧化铝过滤，取得滤过液。
氧化反应时，在设置有冷却器的氧化塔内，将净化取得的滤过液与氧气在反应温度不高于52℃的条件进行反应，取得氧化液。
将压缩空气经空气过滤器过滤杂质后进入氧化塔底部向上流动，空气中的氧气与自氧化塔顶向下的滤过液进行反应，自氧化塔底取得氧化液。
在于萃取时，萃取剂为温度45±2℃、PH值为3～3.6的磷酸水溶液，将萃取剂由萃取塔顶向下，与自萃取塔底向上的氧化液进行逆流萃取，至萃取塔底部的粗双氧水溶液浓度达到42±2%时，靠位差取得双氧水萃取液；
提纯时，以重芳烃溶剂进行提纯。
本发明原理：将以重芳烃、四丁基脲和磷酸三辛脂为溶剂，以2-乙基蒽醌为反应物质，将配制好的工作液加入循环工作液贮槽中，利用循环工作液泵将工作液送入工作液调温器，利用循环冷却水将工作液温度降到35℃左右，然后进入流化加氢反应器的底部，提前将加氢催化剂通过催化剂添加槽加入流化加氢反应器内，同时压缩氢气经过氢气缓冲过滤器过滤杂质后也进入流化加氢反应器底部，利用压缩氢气将催化剂和工作液吹起搅动进行加氢化应，反应温度50℃左右，反应压力0.26mPa左右，加氢反应氢化效率为13g/l左右。
过量的氢气从反应器的顶部排出经氢气循环机加压后再次进入流化加氢反应器中进行反应。
加氢反应后的工作液从反应器的中上部流出，进入催化剂过滤器对液体中夹带的催化剂进行过滤，从催化剂过滤器流出的洁净的液体进入氢化液贮槽内。催化剂过滤器数量设置有许多台，当一台催化剂过滤器的滤饼厚度到一定厚度时，利用反冲液泵抽取氢化液贮槽内洁净的液体对催化剂过滤器进行反冲洗，将催化剂过滤器滤芯表面粘附的催化剂反冲到流化加氢反应器内再次利用。
在进行加氢反应时有微量的副反应物产生，为了保持用于氧化反应的工作液的洁净程度，从氢化液泵出口引出少量液体进入工作液再生塔内利用活性氧化铝进行再生净化，再生净化后的液体返回到氢化液贮槽内。
氢化液贮槽内的液体利用氢化液泵流经保安过滤器、冷却器，将其温度降到46℃左右送入氧化塔上部，因氧化是放热反应，为了保持氧化反应温度不高于52℃，在氧化塔设置了冷却器，压缩空气经空气过滤器过滤杂质后进入氧化塔底部向上流动，空气中的氧与向下流动的液体中的加氢物质进行氧化反应，生成双氧水，加氢物质还原成原来的物质。
没有参与反应的尾气从氧化塔顶部排出，去溶剂回收工序回收尾气中夹带的溶剂。
氧化反应后的工作液体进入氧化液中间槽，利用氧化液泵输送到萃取塔底部。
萃取塔为多层多孔筛板塔。纯水经纯水贮槽，利用纯水泵送到纯水加热器，利用蒸汽将纯水预热到45℃左右混入少量磷酸溶液将其PH值调整为3-3.6后进入萃取塔上部，在塔内向下流动，与向上漂浮的工作液体逆流萃取，将工作液体含的双氧水萃取出来，至萃取塔底部时粗双氧水溶液浓度达到42%左右靠位差流入净化塔顶部，将重芳烃溶剂从净化塔底部加入，重芳烃溶剂进入净化塔后靠与双氧水的密度差向上漂浮，与向下流动的粗双氧水溶液进行逆流接触，净粗双氧水溶液中含的大部分有机碳萃取出来，净化后的成品双氧水溶液去贮存罐。
萃取塔内的工作液体漂浮到萃取塔顶流出，进入聚结器和除水器脱除其中夹带的微量双氧水和水份，脱除双氧水和水份的工作液体流入循环工作液中循环使用。
净化后的重芳烃溶剂从净化塔顶部流出。
本发明的有益效果是：
1、催化剂用量不到原来的5%，以一套产能4万吨（折浓度100%计算）双氧水生产装置计算，催化剂投资成本可降低约2700万元人民币。
2、氢化效率可提高到11—14g/l，可直接生产浓度45%左右的双氧水产品。
3、每吨双氧水产品（折浓度100%计算）可降低生产成本240元左右。
4、可实现大规模化生产，单套***最高产量可达25万吨（折浓度100%计算）。
5、利用聚结器和脱水器脱除工作液体中残留的双氧水和水份，不再需要使用浓碱液脱除工作液体中残留的双氧水和水份，使生产污水容易处理，整个生产***处理酸性状态下运行，更加安全可靠。
6、设备体积小，工作液体用量少，投资更加节省。
附图说明
图1为本发明的设备及流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明设备有：流化加氢反应器、氧化塔、萃取塔、净化塔、氢气缓冲过滤器、空气过滤器、催化剂过滤器、氢气循环机、催化剂添加槽、纯水贮槽、纯水加热器、纯水泵、工作液调温器、循环工作液泵、循环工作液贮槽、工作液再生塔、工作液加热器、氢化液贮槽、氢化液泵、反冲液泵、保安过滤器、氢化液冷却器、氧化液中间槽、氧化液泵、聚结器、脱水器。
具体操作过程：
将重芳烃、四丁基脲、磷酸三辛脂、2-乙基蒽醌四种化工原料按一定的比例配制成工作液(其中重芳烃、四丁基脲和磷酸三辛脂为溶剂，2-乙基蒽醌为溶质)，将配制好的工作液加入循环工作液贮槽中，利用循环工作液泵将工作液送入工作液调温器，利用循环冷却水将工作液温度降到35℃左右，然后进入流化加氢反应器的底部，提前将加氢的钯催化剂通过添加槽加入流化加氢反应器内，同时压缩氢气经过氢气缓冲过滤器过滤杂质后也进入流化加氢反应器底部，利用压缩氢气将钯催化剂和工作液吹起搅动进行加氢化应，反应温度50℃左右，反应压力0.26mPa左右，加氢反应氢化效率为13g/l左右。
过量的氢气从反应器的顶部排出经氢气循环机加压后再次进入流化加氢反应器中进行反应。
加氢反应后的工作液从反应器的中上部流出，进入催化剂过滤器对液体中夹带的钯催化剂进行过滤，从催化剂过滤器流出的洁净的液体进入氢化液贮槽内。催化剂过滤器数量设置有许多台，当一台催化剂过滤器的滤饼厚度到一定厚度时，利用反冲液泵抽取氢化液贮槽内洁净的液体对催化剂过滤器进行反冲洗，将催化剂过滤器滤芯表面粘附的钯催化剂反冲到流化加氢反应器内再次利用。
在进行加氢反应时有微量的副反应物产生，为了保持用于氧化反应的工作液的洁净程度，从氢化液泵出口引出少量液体进入工作液再生塔内利用活性氧化铝进行再生净化，再生净化后的液体返回到氢化液贮槽内。
氢化液贮槽内的液体利用氢化液泵流经保安过滤器、冷却器，将其温度降到46℃左右送入氧化塔上部，因氧化是放热反应，为了保持氧化反应温度不高于52℃，在氧化塔设置了冷却器，压缩空气经空气过滤器过滤杂质后进入氧化塔底部向上流动，空气中的氧与向下流动的液体中的加氢物质进行氧化反应，生成双氧水，加氢物质还原成原来的物质。
没有参与反应的尾气从氧化塔顶部排出，去溶剂回收工序回收尾气中夹带的溶剂。
氧化反应后的工作液体进入氧化液中间槽，利用氧化液泵输送到萃取塔底部。
萃取塔为多层多孔筛板塔。纯水经纯水贮槽，利用纯水泵送到纯水加热器，利用蒸汽将纯水预热到45℃左右混入少量磷酸溶液将其PH值调整为3-3.6后进入萃取塔上部，在塔内向下流动，与向上漂浮的工作液体逆流萃取，将工作液体含的双氧水萃取出来，至萃取塔底部时粗双氧水溶液浓度达到42%左右靠位差流入净化塔顶部，将重芳烃溶剂从净化塔底部加入，重芳烃溶剂进入净化塔后靠与双氧水的密度差向上漂浮，与向下流动的粗双氧水溶液进行逆流接触，净粗双氧水溶液中含的大部分有机碳萃取出来，净化后的成品双氧水溶液去贮存罐。
萃取塔内的工作液体漂浮到萃取塔顶流出，进入聚结器和除水器脱除其中夹带的微量双氧水和水份，脱除双氧水和水份的工作液体流入循环工作液中循环使用。
净化后的重芳烃溶剂从净化塔顶部流出。
Claims (9)
1.一种双氧水生产工艺方法，其特征在于包括流化氢化反应、氧化反应、萃取和提纯步骤。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于在流化氢化反应时，在钯催化剂存在条件下，以重芳烃、四丁基脲和磷酸三辛脂为溶剂，将2-乙基蒽醌和过量的氢气在流化加氢反应器内温度为50±2℃条件下进行反应，取得反应液。
3.根据权利要求2所述方法，其特征在于在流化加氢反应器内通入钯催化剂和由重芳烃、四丁基脲、磷酸三辛脂、2-乙基蒽醌和2-乙基蒽醌混合形成的、温度为35±2℃的循环工作液，然后由流化加氢反应器的底部向上通入压缩氢气，对钯催化剂和工作液吹起搅动进行流化加氢反应。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于将流化氢化反应取得的反应液过滤，去除钯催化剂后进行净化。
5.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于在净化时：将流化氢化反应取得的反应液以活性氧化铝过滤，取得滤过液。
6.根据权利要求1所述方法，其特征在于氧化反应时，在设置有冷却器的氧化塔内，将净化取得的滤过液与氧气在反应温度不高于52℃的条件进行反应，取得氧化液。
7.根据权利要求6所述方法，其特征在于将压缩空气经空气过滤器过滤杂质后进入氧化塔底部向上流动，空气中的氧气与自氧化塔顶向下的滤过液进行反应，自氧化塔底取得氧化液。
8.根据权利要求1所述方法，其特征在于萃取时，萃取剂为温度45±2℃、PH值为3～3.6的磷酸水溶液，将萃取剂由萃取塔顶向下，与自萃取塔底向上的氧化液进行逆流萃取，至萃取塔底部的粗双氧水溶液浓度达到42±2%时，靠位差取得双氧水萃取液。
9.根据权利要求1所述方法，其特征在于提纯时，以重芳烃溶剂进行提纯。
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