利用钯触媒固定床蒽醌法制双氧水工艺及其碱液分离器

摘要

本发明公开了一种利用钯触媒固定床蒽醌法制双氧水工艺，该工艺工艺合理高效，显著提高催化剂生产能力，减少降解物生成，通过强化碱液分离器的分离作用实现优化活性氧化铝的再生环境，优化工作液的再生环境，工作液进入白土床前设有工作液加热器，用于提高再生温度，从而提高活性氧化铝的活性，强化再生效果，将活性氧化铝的再生作用发挥到最大空间，使更多的降解物被再生，从源头控制降解物的增长率，使生产中触媒活性补偿空间得到了有效提高，延长了触媒使用寿命，加热器采用一碱蒸发器产生的二次蒸汽来加热，不仅可达到预热工作液提高再生效果的目的，而且对系统二次蒸汽进行了回收利用。

说明书

技术领域

本发明涉及一种工艺合理，有效延长钯触媒使用寿命，提高活性氧化铝的活性的利用钯触媒固定床蒽醌法制双氧水工艺及其碱液分离器。

背景技术

中国专利申请号：201310496104.1，公开了一种蒽醌法生产双氧水的氢化工艺，包括如下内容：蒽醌法生产双氧水的氢化工艺中设置两个反应器，第一股新鲜氢气和工作液作为进料I在第一反应器发生氢化反应后，反应后的物料经气液分离，得到气相和液相，部分液相循环回第一反应器，剩余的合理优化和调变，避免了反应氢气量不足或氢气量过剩现象，实现氢化完全液相与气相混合后作为进料II进入第二反应器；第二股新鲜氢气与进料II在第二反应器内发生氢化反应后，反应后的物料经气液分离，得到气相和液相，部分液相循环回第二反应器，剩余液相进入氧化工序。

中国专利申请号：201510653609.3，公开了一种蒽醌法制备双氧水工艺中的双氧水工作液再生剂及其制备方法。该再生剂的再生效果优于传统工业上使用的活性氧化铝蒽醌降解物再生剂，再生后，与现有再生剂比，有效蒽醌增加0.8％～2.1％。在制备的过程中，氧化镁和水的反应进行的非常缓慢，两者反应生成的氢氧化镁是难溶于水的物质，它包裹在氧化镁的表面，抑制了氧化镁和水的进一步反应。

上述发明创造工艺复杂，副反应多发，氢化反应不均匀，催化剂使用寿命短。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的上述缺陷，提供一种工艺合理，节能降耗的利用钯触媒固定床蒽醌法制双氧水工艺及其碱液分离器，本工艺改善工作液的再生环境，强化再生效果，有效控制降解物的增长率，使生产中钯触媒活性补偿空间得到了有效提高，延长了钯触媒使用寿命。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：一种利用钯触媒固定床蒽醌法制双氧水工艺，包括以下步骤：

A：在一再生液贮槽内分别添加重芳烃、蒽醌及磷酸三辛脂配制出工作液；在一提氢岗位中生产出氢气并经一氢气缓冲过滤器净化；

B：来自步骤A中的工作液经一再生液泵和氢气同时进入一氢化塔进行催化反应制得氢化液；

C：从氢化塔出来的氢化液经自控仪表控制设定液位后，借助氢化塔内压力分出10-20％，先流经氢化白土床，而后与其余的80-90％一起再回流入氢化液贮槽；

D：氢化液贮槽中的氢化液，与来自磷酸计量槽的磷酸水溶液一起进入氧化塔，使氢化液与净化过的空气接触，其中的氢蒽醌被空气中的氧所氧化而复原成蒽醌，同时生成过氧化氢于工作液中；

E：氢化液被完全氧化后成氧化液，氧化液借助氧化液泵进入萃取塔，具体为：含有过氧化氢的氧化液从萃取塔底部进入后，通过导入纯水萃取将工作液中的过氧化氢提取出来成萃取液，萃取液最后从塔底流出；

F：萃取液进入净化塔顶部与净化塔内的重芳烃逆流接触以除去过氧化氢中的有机杂质；

G：自萃取塔顶流出的萃余液，经萃余液计量槽除去夹带的部分水后，进入干燥塔；

H：干燥塔内装有规整填料和碳酸钾溶液，以分解工作液中的过氧化氢、中和酸，并进一步除去水份，工作液再流经碱液分离器，除去工作液中夹带的碱液，再通过白土床，白土床中设有再生反应装置，在再生反应装置中再生反应生成蒽醌降解物，并吸附工作液中残余的碳酸钾溶液；

I：最后，工作液流入再生液贮槽，再经再生液泵送至氢化工序，开始下一个循环。

根据以上技术要求，所述步骤F中经净化塔净化出的过氧化氢自净化塔底流出，进入包装罐区或浓缩岗位。

根据以上技术要求，所述步骤B中添加钯触媒固定床催化剂，步骤H中的再生反应装置中采用活性氧化铝作为再生剂。

根据以上技术要求，所述步骤H中工作液进入白土床前设有工作液加热器，用于提高再生温度，从而提高活性氧化铝的活性，加热器采用一碱蒸发器产生的二次蒸汽来加热，该碱蒸发器设于碱液分离器的输出管路中。

一种利用钯触媒固定床蒽醌法制双氧水工艺中的碱液分离器，包括筒体，筒体的前、后两端分别设有前封头、后封头，其特征在于：所述前封头上设有进液管，进液管从筒体的内腔穿过前封头并延伸出筒体外部，进液管位于筒体的内腔端部水平连接有分布管，分布管与进液管相互垂直，分布管一侧部开有若干分流孔；所述筒体的内腔固定有填料支承圈，填料支承圈上设有填料栅板，填料栅板的底端横向垂直设置有支持板，支持板的另一端部纵向垂直设置有填料压紧装置，所述填料栅板、支持板和填料压紧装置形成呈U字型填料固定腔，填料固定腔中设有波纹填料。

根据以上技术要求，所述分布管通过一管箍固定于一支座上，所述支座设于筒体的内腔壁。

根据以上技术要求，所述分流孔开于分布管朝波纹填料的侧部。

本发明的有益之处是：工艺合理高效，显著提高催化剂生产能力，减少降解物生成，通过强化碱液分离器的分离作用实现优化活性氧化铝的再生环境，优化工作液的再生环境，工作液进入白土床前设有工作液加热器，用于提高再生温度，从而提高活性氧化铝的活性，强化再生效果，将活性氧化铝的再生作用发挥到最大空间，使更多的降解物被再生，从源头控制降解物的增长率，使生产中触媒活性补偿空间得到了有效提高，延长了触媒使用寿命，加热器采用一碱蒸发器产生的二次蒸汽来加热，不仅可达到预热工作液提高再生效果的目的，而且对系统二次蒸汽进行了回收利用。

附图说明

图1是本发明所述碱液分离器的主视图；

图2是本发明所述碱液分离器的左视图；

图3是本发明所述碱液分离器的局部示意图；

图4是本发明所述碱液分离器的局部结构示意图；

图5是本发明利用钯触媒固定床蒽醌法制双氧水工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图及较佳实施例就本发明的技术方案作进一步的说明。

如图1-图5所示，本发明所述的一种利用钯触媒固定床蒽醌法制双氧水工艺，包括以下步骤：

A：在一再生液贮槽内分别添加重芳烃、蒽醌及磷酸三辛脂配制出工作液；在一提氢岗位中生产出氢气并经一氢气缓冲过滤器净化；

B：来自步骤A中的工作液经一再生液泵和氢气同时进入一氢化塔进行催化反应制得氢化液；

C：从氢化塔出来的氢化液经自控仪表控制设定液位后，借助氢化塔内压力分出10-20％，先流经氢化白土床，而后与其余的80-90％一起再回流入氢化液贮槽；

D：氢化液贮槽中的氢化液，与来自磷酸计量槽的磷酸水溶液一起进入氧化塔，使氢化液与净化过的空气接触，其中的氢蒽醌被空气中的氧所氧化而复原成蒽醌，同时生成过氧化氢于工作液中；

E：氢化液被完全氧化后成氧化液，氧化液借助氧化液泵进入萃取塔，具体为：含有过氧化氢的氧化液从萃取塔底部进入后，通过导入纯水萃取将工作液中的过氧化氢提取出来成萃取液，萃取液最后从塔底流出；

F：萃取液进入净化塔顶部与净化塔内的重芳烃逆流接触以除去过氧化氢中的有机杂质；

G：自萃取塔顶流出的萃余液，经萃余液计量槽除去夹带的部分水后，进入干燥塔；

H：干燥塔内装有规整填料和碳酸钾溶液，以分解工作液中的过氧化氢、中和酸，并进一步除去水份，工作液再流经碱液分离器，除去工作液中夹带的碱液，再通过白土床，白土床中设有再生反应装置，在再生反应装置中再生反应生成蒽醌降解物，并吸附工作液中残余的碳酸钾溶液；

I：最后，工作液流入再生液贮槽，再经再生液泵送至氢化工序，开始下一个循环。

根据以上技术要求，所述步骤F中经净化塔净化出的过氧化氢自净化塔底流出，进入包装罐区或浓缩岗位。

根据以上技术要求，所述步骤B中添加钯触媒固定床催化剂，步骤H中的再生反应装置中采用活性氧化铝作为再生剂。

根据以上技术要求，所述步骤H中工作液进入白土床前设有工作液加热器，用于提高再生温度，从而提高活性氧化铝的活性，加热器采用一碱蒸发器产生的二次蒸汽来加热，该碱蒸发器设于碱液分离器的输出管路中。

一种利用钯触媒固定床蒽醌法制双氧水工艺中的碱液分离器，包括筒体1，筒体1的前、后两端分别设有前封头11、后封头12，所述前封头11上设有进液管2，所述后封头12上设有出液弯管121，进液管2从筒体1的内腔穿过前封头11并延伸出筒体1外部，进液管2的外侧端部连接有法兰21，进液管2位于筒体的内腔的端部水平连接有分布管3，分布管3与进液管2相互垂直，分布管3一侧部开有若干分流孔30；所述筒体1的内腔固定有填料支承圈4，填料支承圈4上设有填料栅板41，填料栅板41的底端横向垂直设置有支持板42，支持板42的另一端部纵向垂直设置有填料压紧装置43，所述填料栅板41、支持板42和填料压紧装置43形成呈U字型填料固定腔40，填料固定腔40中设有波纹填料44。

根据以上技术要求，所述分布管3通过一管箍31固定于一支座32上，管箍31通过螺栓33连接于支座32上，所述支座32设于筒体1的内腔壁。

根据以上技术要求，所述分流孔30开于分布管3朝波纹填料44的侧部。

根据以上技术要求，所述筒体1的底端设有鞍座51，鞍座51的侧壁连接有接地板52，所述筒体1的底端还开有沉淀筒体53，沉淀筒体53设于填料栅板41与后封头12之间，沉淀筒体53的内腔与筒体1的内腔贯通，沉淀筒体53的底端设有出液接管54。

进一步的，所述填料栅板41与波纹填料44之间设有填料压盖45并通过螺栓(附图未示)将填料栅板41与波纹填料44连接固定。

经过碱液分离器处理后的工作液，由于经分布管再分布，碱液分离后不会出现返混现象，流体通过正反交错叠置的波纹填料，流动方向和流动截面积不断变化，加大了碱液颗粒聚结几率，从而更有效的提高分离效率，使白土床活性氧化铝吸附负荷减轻，有利于降解物的再生。所述碱液分离器在整体工艺中运行40天后，拆开白土床观察活性氧化铝性能，活性氧化铝表面粉末状颗粒明显减少，取500g溶于1000ml纯水中，测其碱液含量不足2mg/l，且无结块现象；

在所述工艺中工作液进入白土床前增设工作液加热器，用于提高再生温度，从而提高活性氧化铝的活性，相关实验如下：

在白土床输出管路中分别取活性氧化铝20g，工作液100ml分别置于不同编号的250ml锥形瓶中，并取20g无活性的惰性氧化铝，工作液100ml作为空白组，做对比用。将上述样品分别置于30℃、40℃、50℃、60℃恒温振荡器中摇动，5小时后，测定前后EAQ及H4EAQ的含量，并计算再生能力，下表1为不同温度下活性氧化铝的再生能力：

表1

通过以上实验数据表明，温度对活性氧化铝再生能力有影响，且随着温度升高，其再生能力逐渐增强，所述加热器采用设于碱液分离器的输出管路中的碱蒸发器产生的二次蒸汽来加热，该碱蒸发器不仅能达到预热工作液提高再生效果的目的，而且对系统二次蒸汽进行了回收利用。

控制工作液再生温度30℃左右，实验中在工艺实施阶段另行添加蒽醌，每天取再生后的工作液测其有效蒽醌含量。

表2 30℃下活性氧化铝的再生能力

从上表2中可以看出，在较低再生温度下，工作液中有效蒽醌含量趁明显减少的趋势，实验运行到第八天左右，为稳定工艺的完整运行，就必须向内添加新鲜蒽醌。

表3 50℃下活性氧化铝的再生能力

上表3数据中，在50℃再生环境下，工作液中有效蒽醌含量减少幅度较缓，系统试验运行14-16天，才向内添加新鲜蒽醌，相对于较低的30°再生温度下，活性氧化铝再生能力得到了提高。

以上，通过碱液分离器改善碱液分布流程，强化分离效率，使工作液中碱液含量从≥8mg/l降低到≤3mg/l，有效降低了碱液对白土床的影响，优化白土床再生条件，进而达到提高再生率的目的；通过工作液加热器提高再生温度，从而提高活性氧化铝的活性，强化再生能力，对进白土床工作液进行适当提温，达到强化再生的目的，加热器采用一碱蒸发器产生的二次蒸汽来加热。

以上所述的仅是本发明的原理和较佳实施例。应当指出，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还能做出若干的变型和改进，也应视为属于本发明的保护范围。