[发明专利]一种提高蒽醌法生产双氧水氧化收率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高蒽醌法生产双氧水氧化收率的方法。

背景技术

蒽醌法生产双氧水是以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，得到双氧水产品。

在氢蒽醌氧化过程中，工作液与大量的含氧气体（一般采用空气）于氧化塔内发生的自动氧化反应，为了保证氧化完全以及充分利用含氧气体中的氧，现有的双氧水生产技术中的氧化塔一般分为上、下二节塔或上、中、下三节塔，各节塔之间为表观串联流程，每节塔内都是氢化液与空气自塔底进入并流向上运动而逐渐发生氧化反应的过程。 现有技术中氢蒽醌氧化过程普遍存在几个问题：（1）氧化反应为放热反应，反应过程中温度不断升高，温度的升高一方面造成气液传质效率降低，另一方面会引起双氧水的分解，造成氧化收率偏低；（2）氧化过程中为大量空气和含有芳烃的大量氢化液进行的反应，温度升高或控制不好会达到氢化液的闪点，引起闪爆，同时也会引起双氧水的分解，引发爆炸事故。（3）氧化过程中的空气量非常大，且空气中的氧含量有限，因此氧化时间较长，在引起副反应的同时还会造成双氧水的分解。因此，氧化反应过程中控制稳定且合适的温度、减少氧化时间、并且保证氧化完全对于氧化收率及氧化过程安全性具有重要意义。

目前现有技术中，氧化塔反应温度控制即氧化塔取热几乎全部采用内嵌冷却器进行。CN201809195U和CN201817279U中，氧化塔的反应温度控制均采用内嵌水冷却器进行取热，该结构的缺点为采用循环水冷却的取热效果不理想，且由于内嵌的水冷器会对塔内的气液流体流动的流型及传质效果有不利影响，从而影响氧化收率。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种提高蒽醌法生产双氧水氧化收率的方法，该方法可以保证氧化完全的同时减少氧化时间，提高氧化收率，并且有助于提高氧化过程安全性。

本发明的提高蒽醌法生产双氧水氧化收率的方法，包括如下内容：将氧化塔上、下两节塔由下至上各分为一级反应区、二级反应区和三级反应区；

含有蒽醌的氢化液引入氧化塔上节塔的一级反应区，含氧气体I引入氧化塔下节塔的一级反应区，低温含氧气体II分为两股引入上节塔和下节塔的二级反应区，低温含氧气体III分为两股引入上节塔和下节塔的三级反应区；

氢化液自下而上依次与上节塔的一、二、三级反应区内的含氧气体进行氧化反应，反应产物经气液分离，气相经膨胀制冷系统得到低温尾气，液相引入下节塔一级反应区，自下而上依次与下节塔的一、二、三级反应区内的含氧气体进行氧化反应，氧化产物经气液分离，液相进入下一工序，气相引入上节塔的一级反应区继续反应；

其中低温含氧气体II、III是分别通过含氧气体II|、III与膨胀制冷低温尾气换热得到的。

本发明方法中，所述的含氧气体为空气、氧气与氮气的混合物或氧气与惰性气体的混合物中的一种。

本发明方法中，所述的氢化液为蒽醌法制双氧水的氢化工艺中得到，氢化液（m³/h）与总含氧气体的体积流量（Nm³/h）比为1：20～1：35。

本发明方法中，以氧化塔内总反应区高度为基准，一级反应区高度占总反应区的2/5～3/5，二级反应区高度占总反应区的1/5～3/10，三级反应区高度占总反应区的1/5～3/10。

本发明方法中，可以采用常规的氧化塔上、下塔结构，优选采用如下结构的氧化塔：氧化塔塔径自下而上按照反应区顺序逐级递减，一级反应区、二级反应区和三级反应区所对应氧化塔的塔径比为1:0.7~0.8:0.6～0.7。

本发明方法中，所述的膨胀制冷系统是由冷却器、气液分离器和膨胀制冷机组组成，其中膨胀制冷机组是利用氧化尾气自身压力进行等熵膨胀，膨胀过程中气体对外作功，造成气体的压力、温度降低。

本发明方法中，含氧气体I的温度为40～45℃，含氧气体I与引入氧化塔的总含氧气体的体积比为1:1～1:2。

本发明方法中，低温含氧气体II的温度为20～25℃，含氧气体II中氧气的体积分数为25%～40%，含氧气体II与引入氧化塔的总含氧气体的体积比为1:5～1:30；其中含氧气体II通过与低温含氧气体换热得到低温含氧气体II。