[发明专利]一种基于异丙醇法制备双氧水的系统及工艺

说明书

本发明涉及一种基于异丙醇法制备双氧水的系统及工艺，包括：反应器、微界面发生器和回收器。本发明通过破碎空气或氧气使其形成微米尺度的微米级气泡，使微米级气泡与原料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；同时，微米级气泡能够与原料液充分混合形成气液乳化物，通过将气液两相充分混合，能够保证系统中的异丙醇溶液能够与空气或氧气充分接触，有效提高了所述系统的反应效率同时提高双氧水转化率。

技术领域

本发明涉及双氧水制备技术领域，尤其涉及一种基于异丙醇法制备双氧水的系统及工艺。

背景技术

双氧水，一种绿色化工产品，具有氧化性，还原性，是一种较好的氧化剂，其在使用过程中本身被还原成水，不会引入杂质，纯净的过氧化氢是粘稠液体，能以任何比例与水混合；

最初双氧水仅用于医药和军工，后随化学工业的发展，双氧水逐步用于化学品合成、纺织、造纸、环保、食品、医药、冶金及农业等领域，市场需求日益扩大；

双氧水在用于各类织物漂白过程中，对纤维强度损伤较小，织物不易泛黄，手感适宜，对于环境无污染；

双氧水在化学合成方面，双氧水可制造多种无机过氧化物，其中较为常见的是过硼酸钠和过碳酸钠，两者均为洗涤剂的添加剂，具有漂白和消毒功效，用量巨大；

双氧水在处理有毒废水和废气方面，对硫化物、氰化物具有较好的分解作用，其具有处理范围广、效果好、且不产生二次污染的优点。

我国现有生产双氧水的厂家主要采用传统的电解法工艺制备双氧水，吨位小、成本高，少数厂家采用蒽醌法制备双氧水，产量也不能满足市场需求，随化学工业发展，采用异丙醇氧化法生产双氧水在降低综合成本的同时可得到重要化工产品丙酮而被业界青睐。

现有异丙醇氧化法制备双氧水的原理为，以异丙醇为原料，采用过氧化氢或其他氧化物为引发剂，用空气或氧气进行液相氧化，生成过氧化氢和丙酮，所述方法存在下述问题

所述方法中将空气或氧气通入液相异丙醇原料中时，气液两项混合，产生加大较多气泡，由于气泡较多较大，致使气液两项无法充分混合，降低整个气液系统的反应速率。

发明内容

为此，本发明提供一种基于异丙醇法制备双氧水的系统及工艺，用以克服现有技术中气液两项无法充分混合，降低整个气液系统的反应速率的问题。

一方面，本发明提供一种基于异丙醇法制备双氧水的系统，包括：

反应器，用以为空气体或氧气与异丙醇溶液提供反应场所，所述反应器包括：设置在上方，用以装载空气或氧气、异丙醇溶液和引发剂并为空气或氧气和异丙醇溶液提供反应空间的混合反应区以及设置在下方，用以对反应完成后物料进行输送和液液分离的溶剂萃取区；

微界面发生器，其设置在所述混合反应区内的指定位置，将气体的压力能和/或液体的动能转变为气泡表面能并传递给空气或氧气，使空气或氧气破碎形成直径≥1μm、且＜1mm的微米级气泡以提高异丙醇溶液与空气或氧气间的传质面积，减小液膜厚度，降低传质阻力，并在破碎后将异丙醇溶液与微米级气泡混合形成气液乳化物，以在预设操作条件范围内强化异丙醇溶液与空气或氧气间的传质效率和反应效率；

回收器，其设置在所述反应器顶部，用以对反应器输出的未反应完的异丙醇气体进行冷凝并在冷凝后回流至反应器内以对反应原料异丙醇进行回收并重复利用。

进一步地，所述微界面发生器为气动式微界面发生器，所述微界面发生器设置在所述混合反应区内并位于反应区底部，用以将空气或氧气破碎形成微米尺度的微米级气泡并在破碎完成后将微米级气泡输出至反应器、并与反应器内的异丙醇溶液混合形成气液乳化物。

进一步地，所述混合反应区包括：