[發明專利]蒽醌法制取過氧化氫的固定床加氫反應系統

在審

• 申請號: 201510294547.1
• 申請日: 2015-06-02
• 公開（公告）號: CN104843648A
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發明（設計）人: 傅騏
• 申請（專利權）人: 傅騏
• 主分類號: C01B15/023
• 分類號: C01B15/023
• 代理公司: 上海浦東良風專利代理有限責任公司 31113
• 代理人: 陳志良

技術領域

本發明涉及一種制H₂O₂的固定床加氫體系，特別是公開一種蒽醌法制取過氧化氫（H₂O₂）的固定床加氫反應系統，包括反應系統的組成、液體工作液的進料方式、H₂進料方式、催化劑裝填及內置的換熱器及上、下節固定床之間的連接等，實現充分利用反應系統中的催化劑，提高產能的目的。

背景技術

隨著造紙、印染漂白、化學合成、環境保護和其它行業對過氧化氫需求量的不斷增長，中國國內這些年的過氧化氫產量一直以極大的速度增長，每年都有多套新的生產裝置建成投產。為了提高產能（即氫化效率），技術人員不斷對生產裝置的“硬件”（包括設備、氫化塔，氧化塔、萃取塔等）和“軟件”（包括工作液，氫化催化劑，工藝條件等）進行改進，采取了使用高活性、高選擇性的催化劑提高氫化效率（即氫化速度和深度）并同時降低對工作液的降解等手段。但是如何進一步提高單位生產過氧化氫工作液的生產能力，使設備在放大不多的情況下達到需要的生產能力，同時大量節省化工原材料的投資及生產中的能耗，基本上沒有可實用的突破性成果。并且，隨著H₂O₂生產裝置規模的擴大，對于生產裝置關鍵部位加氫反應系統的要求也越來越高。

發明內容

本發明的目的是解決現有技術的缺陷，設計一種蒽醌法制取過氧化氫的固定床加氫反應系統，使反應系統中的催化劑得到充分利用，副反應減少，使用壽命更長，提高生產裝置的產能。

本發明是這樣實現的：一種蒽醌法制取過氧化氫的固定床加氫反應系統，其特征在于：所述的加氫反應系統包括豎直連接或平行連接的氫化塔，所述的氫化塔裝設置有一段催化劑層或二段催化劑層，所述的催化劑層每段下部均設有換熱器層，氫化塔的底部設有管道連接氫化液貯槽，氫化塔頂部空間設有噴頭，噴頭為液體工作液的進料口，距離催化劑層上部的瓷球層為0.5～1m；采用二段催化劑層時，兩催化劑層之間還設有氣液分布器，氣液分布器距離下段催化劑層上方設置的瓷球層也為0.5～1m；所述噴頭噴出的液體來自工作液貯槽和氫化液貯槽，采用離心泵加壓進入噴頭，噴頭上部空間還設有氫氣管道，向氫化塔內通入氫氣，所述的氫氣管道環繞在噴頭周圍，氫氣管道上開有小孔，孔口向上。

所述的氫化塔的催化劑層裝填高度為1.0～3.0m，氫化塔根據產能設置兩個或兩個以上，氫化塔直徑小于2.75m時，設置一個噴頭，氫化塔直徑大于或等于2.75m時，設置兩個或兩個以上的噴頭。

所述的換熱器層采用換熱效果好的格柵形，使催化劑使用溫度均勻，延長催化劑使用壽命。

所述的氫氣由單向閥控制進入下一節氫化塔的氫氣管道，避免下一節氫氣單獨進氣壓力大于上一節時氫氣壓力反沖回上一節氫化塔。

氫化反應是氣液固三相放熱反應，在反應中三相分布均勻，反應熱及時轉移，有利于充分利用反應系統中的催化劑。

本發明具有如下特點：

1、一段或二段中上段的催化劑層的液體進料是通過噴頭，噴頭由一個或多個組成，視氫化床層（即氫化塔）的平面積而定，氫氣從另外氫氣管道進入；

2、每段催化劑層的下部均裝有換熱器，換熱器面積根據液體工作液的流量和反應熱而定，采用二段催化劑層時，經過換熱器后的物料入下層催化劑層時候的溫度與從噴頭進上層催化劑層的溫度接近；換熱器設計為格柵形式，既能作為物料支撐，又能換熱；

3、設有氣液分離器，氣液分離器有外置式或內置式兩種，分離出的氣體經單向閥與進下一節的H₂混合進入下一節的催化劑層；

4、固定床的催化劑層可設置成一段或二段，只裝填一段催化劑層時液體工作液進料采用噴頭形式，在采用串聯成二段催化劑層的結構時，上層物料通過氣液分離進入氫化液貯槽，H₂由單向閥控制和新鮮H₂共同進料至下層，液體再通過泵進噴頭進固定床催化劑層；

5、本發明使用的催化劑為負載型顆粒狀催化劑，催化劑主要活性成份為Pd、Pt、Ni等貴金屬，載體為Al₂O₃、SiO₂、Si-Al、活性C等，催化劑形為球形、條形、異形（如三葉草、四葉草、瓷球等）。