[发明专利]一种蒽醌法生产双氧水的氢化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种双氧水生产工艺，特别涉及一种蒽醌法生产双氧水的氢化工艺。

背景技术

目前双氧水的工业化生产主要采用蒽醌法，蒽醌法生产双氧水工艺一般是以2-乙基蒽醌（EAQ）为工作载体，以重芳烃（Ar）和磷酸三辛酯（TOP）为溶剂配成工作液，经过氢化、氧化、萃取和工作液后处理等工序，得到双氧水产品。其中氢化过程是指工作液中的EAQ在钯催化剂的存在下，与氢气发生加氢反应生成2-乙基氢蒽醌（HEAQ）。

氢化反应过程不均匀会使蒽醌发生过度加氢，产生降解物，降解物的积聚会使工作液的粘度、密度和表面张力发生变化，从而影响后续的萃取过程、产品质量、催化剂使用寿命以及装置的稳定运行，同时会增大蒽醌消耗，增加了生产成本。为了减少过度加氢，一般蒽醌加氢过程中允许的氢化度要低于50%，国产钯催化剂要控制在40%以下，这样就影响了装置的产能。

因此蒽醌法生产双氧水的氢化过程中的副反应控制就显得更加重要，理想的情况下是既能提高氢化度，提高装置产能，又不会使蒽醌因过度加氢而发生较大程度的降解，保持良好的工作液质量水平和催化剂使用寿命。目前在现有技术中主要是通过控制反应条件，如反应温度、反应压力和氢气流量，以及使用性能好的液体分布器，但尽管如此双氧水生产中的过度加氢现象仍未得到有效的控制。

CN101229915A 提出了一种蒽醌法生产过氧化氢的工艺方法，该方法是将工作液和氢气通入装有钯催化剂的固定床反应器中，工作液为连续相，利用气体分布器将氢气分散成小气泡分布在工作液中，以达到控制副反应、减少过度氢化现象、提高氢效的目的。但是随着反应的进行及气体的扩散运动，大气泡会逐渐长大而成为连续相，同样没有从根本上解决局部过度氢化现象。

发明内容

针对目前现有技术的不足，本发明提供一种可以有效避免过度氢化、提高氢效、延长催化剂使用寿命的蒽醌法生产双氧水的氢化工艺。

本发明蒽醌法生产双氧水的氢化工艺，包括如下内容：蒽醌法生产双氧水氢化工艺的工作液和含氢气体，沿反应器内物料流动方向分股引入反应器，在催化剂床层进行加氢反应，每股工作液对应一股含氢气体，其中含氢气体分为2~10股，工作液的股数少于含氢气体股数，沿物料流动方向最末股物料为含氢气体。

本发明工艺中，含氢气体为纯氢气、氢气与氮气的混合物或氢气与惰性气体的混合物中的一种，氢气在气相中的体积分数为10%~100%。

本发明工艺中，每股含氢气体与总含氢气体的体积流量（Nm³/h）比为1：2～1：10。

本发明工艺中，每股工作液与总工作液的体积流量（Nm³/h）比为1：1～1：9。

本发明工艺中，每股工作液与每股含氢气体的体积流量（Nm³/h）比为1：1.5~1：15。

本发明工艺中，反应器中催化剂床层的数量为2~10个，且不小于含氢气体的股数。

本发明工艺中，物料的流动方向为沿反应器自上而下或自下而上。

本发明工艺中，反应物料在每个催化剂床层的停留时间为1～3.5分钟。

本发明工艺中，氢化过程的反应温度为40～60℃，反应压力为0.2～0.3MPa。

本发明工艺中，催化剂床层中采用以钯或铂为活性组分的贵金属催化剂。

本发明工艺中，优选工作液分为两股，分别为工作液I和II，含氢气体分为三股，分别为含氢气体I、II和III，催化剂床层为3个，其中加氢过程分为以下两种情况：

（1）催化剂床层由上至下分别为催化剂床层I、II和III，工作液I和含氢气体I的从反应器的顶部进入，在催化床层I进行加氢反应，反应后的物料进入第二催化剂床层；工作液II和含氢气体II从催化剂床层I和催化剂床层II之间进入反应器，与催化剂层I反应后的物料混合在催化剂床层II进行加氢反应，反应后的物料进入催化剂床层III；含氢气体III从催化剂床层II和催化剂床层III之间进入反应器，与催化剂床层II反应后的物料混合在催化剂层III进行加氢反应，最终氢化产物从反应器流出，进入下一工序；