[發明專利]一種雙氧水生產的高效氧化方法

有效

• 申請號: 201410603744.2
• 申請日: 2014-11-03
• 公開（公告）號: CN105565276B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 楊秀娜;齊慧敏;王海波;金平;阮宗琳
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號: C01B15/023
• 分類號: C01B15/023
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種雙氧水生產的氧化方法，特別是蒽醌法生產雙氧水的高效氧化方法。

背景技術

蒽醌法為當前生產雙氧水的主要方法，是以2-乙基蒽醌（EAQ）為工作載體，以重芳烴（Ar）、磷酸三辛酯（TOP）或其它組分為工作溶劑配成工作液，經過蒽醌氫化、氫蒽醌氧化、純水萃取和工作液后處理等工序，得到雙氧水產品。氫蒽醌氧化過程為含有氫蒽醌的工作液與含氧氣體于氧化塔內發生的自動氧化反應，反應過程為大量的空氣與氫化液之間進行的，氣液兩相界面阻力較大，因此導致反應速率低、反應時間長、雙氧水分解、氧化收率低、副反應嚴重等不利后果。

為了保證氧化完全以及充分利用空氣中的氧，現有的雙氧水生產技術中的氧化塔一般分為上、下二節塔，兩節塔之間為表觀串聯流程，上塔為新鮮的氧化液和下塔反應過的空氣反應，下塔為新鮮空氣和上塔反應過的氧化液反應，每節塔內都是氫化液與空氣自塔底進入并流向上運動而逐漸發生氧化反應的過程。 當前氧化過程在運行時普遍存在幾個問題：（1）氧化反應為自動氧化反應，所需完全氧化反應時間較長，造成雙氧水分解及副反應多等后果；（2）氧化反應過程中，空氣氣泡會逐漸長大及物料的重力作用而返混會引起空氣和氫化液接觸不充分，氧化收率偏低。

CN102009961A提出了一種蒽醌法生產過氧化氫的氧化方法，該方法是將含氧氣的氣相分散到含油氫化蒽醌衍生物的工作液中，得到含微米級氣泡的氣-液混合流體，進而在氣液混合液體流過延遲管道的過程中完成氧化反應。該方法的目的一方面是提高氧化效率，另一方面縮小氧化時間，減小氧化塔體積。

但實際上，隨著氧化反應的進行，微米級氣泡會很快長大為大氣泡，一方面大幅度降低氧化速率，另一方面尾氧含量高，存在安全隱患；涉及的微米級氣泡的形成過程所用的微孔膜、微孔篩板、微米級通道等投資高，不適宜大規模工業應用。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種雙氧水生產的高效氧化方法，該方法具有氧化速率快、完全氧化時間短、氧化收率高以及尾氧含量低等優點。

本發明雙氧水生產的高效氧化方法，包括如下內容：（1）首先將氫化液與含氧氣體引入高壓溶氣設備，將部分含氧氣體溶解在氫化液中；（2）將步驟（1）的物料引入到霧化器進行霧化；（3）霧化后的氣液混合物在氧化反應器內進行氧化反應；（4）氧化完全后的物料進行氣液分離，氧化液引入下一工序。

本發明方法中，所述的氫化液為蒽醌法生產雙氧水的工作液發生氫化后的產物，其中工作液中的溶質可以為2-乙基蒽醌、戊基蒽醌及其同分異構體中的一種或多種，溶劑為本領域技術人員常用的有機溶劑，如重芳烴、磷酸三辛酯、2-甲基環己基醋酸酯、4-丁基脲或2-異丁基甲醇等有機溶劑中的一種或多種。

本發明方法中，所述的含氧氣體為純氧氣、氧氣與氮氣的混合物或氧氣與惰性氣體的混合物中的一種，氧氣在氣相中的體積分數為10%~50%。

本發明方法中，高壓溶氣設備可以為高壓溶氣泵、高壓射流泵及管道溶氣泵中的一種或多種組合。高壓溶氣設備可以是單級別的或者多級串聯或者并聯組合使用。

本發明方法中，氫化液與含氧氣體的體積流量（Nm³/h）比為1：6～1：35，優選1：10~1:18。

本發明方法中，氫化液中溶解的含氧氣體的體積百分比為10%～85%，優選21%~50%，含氧氣體的溶解量與操作壓力和溫度有關，可以根據需要實際操作需要進行調整，其中高壓溶氣設備操作壓力為0.5～30MPa，優選15～25 MPa，操作溫度為45～55℃。

本發明方法中，所述的霧化器可以為霧化噴嘴、高速離心霧化器或超聲霧化器等中的一種或幾種組合，優選為霧化噴嘴；霧化反應器可以內置于氧化反應器底部；也可以霧化器主體設置于反應器外，出料口（霧化產物出口）內置于氧化反應器底部。

本發明方法中，霧化器的進料口與氣液混合物進口管連接，霧化產物由出料口排出自下而上進行氧化反應。

本發明方法中，所述的霧化噴嘴的操作壓力為0.15～0.5MPa，操作溫度為50～55℃。

本發明方法中，所述的霧化器霧化后的液滴尺寸為1～50微米。

本發明方法中，氧化反應器可采用一個或多個氧化反應器，當采用多個氧化反應器時，優選各氧化反應器之間并聯。

本發明方法中，氧化反應溫度50～55℃，反應壓力0.15～0.5MPa。

本發明方法中，反應物料在氧化反應器內的停留時間為0.5～5分鐘。