[发明专利]一种基于蒽醌法制备双氧水的系统及工艺

说明书

本发明涉及一种基于蒽醌法制备双氧水的系统及工艺，包括：氢化塔、微界面发生器、过滤冷却单元、氧化塔和萃取塔。本发明通过破碎氢气使其形成微米尺度的微米级气泡，使微米级气泡与含蒽醌衍生物工作液或含2‑乙基氢蒽醌氢化液混合形成气液乳化物，以增大气液两相的相界面积，并达到在较低预设操作条件范围内强化传质的效果，提高含蒽醌衍生物工作液氢化、氧化效率，提高氢气反应率，节约成本，降低危险性，通过萃取塔对2‑乙基蒽醌和过氧化氢的混合物进行萃取，水相自上而下与自下而上的混合物进行逆流萃取，实现快速萃取。

技术领域

本发明涉及蒽醌法制双氧水技术领域，尤其涉及一种基于蒽醌法制备双氧水的系统及工艺。

背景技术

双氧水为过氧化氢(H₂O₂)的水溶液，是一种重要的无机过氧化物，具有氧化性、漂白性和使用过程绿色环保等特点，可应用于织物、纸浆脱色、化工合成、废水处理、医疗、冶金、军工、食品加工等领域，充当氧化剂、漂白剂、消毒剂、聚合物引发剂和交联剂、推进剂等。随着环保法规的日益严格，过氧化氢直接氧化法(HPPO法)生产环氧丙烷、绿色己内酰胺等产品产能增加，导致H₂O₂的市场需求旺盛。

过氧化氢的生产方法有蒽醌法、电解法、异丙醇氧化法，无机反应法、氢氧直接合成法等。其中，蒽醌法是目前国内外生产过氧化氢的主流方法。

蒽醌法过氧化氢生产工艺是以2-乙基蒽醌(EAQ)为载体，重芳烃(AR)及磷酸三辛酯(TOP)为混合溶剂，配制成具有一定组成的溶液(工作液)，在钯或镍催化剂的催化作用下，交替进行烷基蒽醌的催化加氢和空气氧化，氧化生成的过氧化氢用水萃取出来成粗品双氧水，烷基蒽醌可以循环使用。相当于H₂和O₂合成H₂O₂。蒽醌法主要分为氢化、氧化、萃取、后处理四个工序。其中，氢化是蒽醌法生产过氧化氢的关键步骤。蒽醌加氢催化剂的活性和选择性很大程度上决定了氢化过程的效率和单耗，高活性和高选择性的氢化催化剂可以提高双氧水的产率，减少蒽醌降解，降低生产成本，创造更好的经济效益。

中国专利公开号：CN106395755A公开了一种蒽醌法制备过氧化氢的方法，通过采用一种将含蒽醌衍生物工作液和氢气在纤维催化反应器中的纤维催化剂接触，在纤维催化剂的催化活性组分作用下反应生成氢化液；再通过空气氧化烷基氢蒽醌生成含有过氧化氢和烷基蒽醌的氧化液，然后用水萃取氧化液中的过氧化氢，经净化、浓缩得一定浓度的过氧化氢产品，萃取后的含烷基蒽醌的工作液循环使用。由此可见，所述方法存在以下问题：

第一，所述方法中仅通过纤维催化反应器使纤维催化剂与含蒽醌衍生物工作液和氢气接触，氢气通过氢气分布器进入纤维催化反应器内，形成大气泡，然而由于气泡体积过大，无法与纤维催化剂和蒽醌衍生物工作液充分接触，降低了所述系统的氢化效率。

第二，所述方法在氢气与纤维催化剂和蒽醌衍生物工作液接触不充分情况下，氢化程度降低，直接影响后续氧化、萃取效率，且系统内易燃易爆原料氢气含量增加，剩余氢气沿氢气第二尾气出口流出，既增加了生产成本，又具有一定为危险性。

第三，所述方法仅通过空气分布器通入空气，通过空气氧化烷基氢蒽醌生成含有过氧化氢和烷基蒽醌的氧化液，气泡体积过大，无法与烷基氢蒽醌充分接触，降低了所述系统的反应效率。

发明内容

为此，本发明提供一种基于蒽醌法制备双氧水的系统及工艺，用以克服现有技术中物料间混合不均匀产生副产物导致的系统反应效率低的问题。

一方面，本发明提供一种基于蒽醌法制备双氧水的系统，包括：

氢化塔，用以为含蒽醌衍生物工作液与氢气提供反应场所；

微界面发生器，其设置氢化塔，用以为含蒽醌衍生物工作液与氢气提供反应场所；