專利名稱：過氧化氫生產(chǎn)中蒽醌工作液氫化反應(yīng)的操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種過氧化氫生產(chǎn)中蒽醌工作液氫化反應(yīng)的操作方法。屬于蒽醌法生產(chǎn)過氧化氫技術(shù)。
背景技術(shù)：
過氧化氫的生產(chǎn)技術(shù)主要是蒽醌衍生物自動氧化法(簡稱蒽醌法)。蒽醌法的典型化學(xué)反應(yīng)式，見(1)和(2)。
式中R為烷基反應(yīng)過程是在催化劑存在下用氫氣將工作液(所述的工作液是烷基蒽醌溶于適當(dāng)有機(jī)溶劑的溶液)中的烷基蒽醌氫化，生成相應(yīng)的烷基氫蒽醌(見反應(yīng)式1)。溶劑中的氫蒽醌與催化劑分離后經(jīng)氧化生成過氧化氫，同時氫蒽醌復(fù)原為蒽醌(見反應(yīng)式2)。最后用水萃取有機(jī)溶劑中的過氧化氫，得到過氧化氫水溶液。
其中蒽醌工作液氫化反應(yīng)在固定床反應(yīng)器中進(jìn)行，反應(yīng)器內(nèi)裝填有顆粒催化劑，反應(yīng)器的操作壓力為0.2～0.3MPa，操作溫度為50～70℃。現(xiàn)有的固定床反應(yīng)器操作方法都是氫氣和工作液連續(xù)地從固定床反應(yīng)器頂部進(jìn)料。這種操作方法存在的問題是，在固定床反應(yīng)器中存在催化劑顆粒的部分潤濕，液相軸向和徑向分布不均現(xiàn)象。對于催化劑顆粒的部分潤濕現(xiàn)象而言，在潤濕部分氣相必須克服氣液和液固傳質(zhì)阻力；在未潤濕部分，氣相更容易發(fā)生有效傳遞，反應(yīng)速率因此提高，同時也導(dǎo)致反應(yīng)的選擇性降低。液相軸、徑向分布不均現(xiàn)象則導(dǎo)致反應(yīng)器局部利用效率低下?？偟慕Y(jié)果是因催化劑顆粒部分潤濕或反應(yīng)器的局部不潤濕，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和選擇性都低，有效蒽醌降解嚴(yán)重，從而制約了生產(chǎn)能力的提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種過氧化氫生產(chǎn)中蒽醌工作液氫化反應(yīng)的操作方法，該方法操作條件易控，提高了反應(yīng)器效率，能同時顯著提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和選擇性。
本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案加以實現(xiàn)的，一種過氧化氫生產(chǎn)中蒽醌工作液氫化反應(yīng)的操作方法，該方法采用固定床反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)裝填Pd/Al2O3催化劑，蒽醌工作液和氫氣從反應(yīng)器頂部加入，該方法的操作特征在于，氫氣連續(xù)加入，蒽醌工作液周期加入，周期為10～400s，循環(huán)裂度(進(jìn)料時間與操作周期之比)為0.1～0.9；反應(yīng)器的操作溫度為40～70℃，操作壓力為101.3～400.0kPa。
上述蒽醌工作液周期加入時間為10～200s，循環(huán)裂度0.15～0.75，反應(yīng)器的操作溫度50～65℃，反應(yīng)器的操作壓力151.3～303.9kPa。
實現(xiàn)上述的蒽醌工作液周期性進(jìn)料控制系統(tǒng)中的時間控制器采用時間計數(shù)器，或是電磁時間控制器，或是其他時間控制儀器、計算機(jī)程序；可控閥件是電磁閥，或是氣動閥，或是電動閥，或是其他可控閥。
本發(fā)明優(yōu)點在于在液相不進(jìn)料的半個周期，氣相與催化劑直接接觸，催化劑表面的氣相反應(yīng)物濃度更接近氣液平衡時的濃度，從而使氣相組分在催化劑表面大量積累；在液相進(jìn)料的半個周期，高的液相流量可以大幅提高催化劑的潤濕效率，并使積累的氣相組分與液相進(jìn)料迅速反應(yīng)，同時帶走和置換原有的靜態(tài)持液量。其結(jié)果是，反應(yīng)速率、選擇性、催化劑利用率提高。實施簡單，操作條件易控，效率高，能顯著提高反應(yīng)器的轉(zhuǎn)化率和選擇性。采用本發(fā)明的固定床反應(yīng)器操作方法與連續(xù)進(jìn)料操作方法相比較，連續(xù)進(jìn)料操作方法蒽醌工作液轉(zhuǎn)化率為61.5％，采用本發(fā)明的反應(yīng)器操作方法蒽醌工作液轉(zhuǎn)化率達(dá)67.5％，有效蒽醌降解率可從12.3％降低到3％。
具體實施例方式
實施例1反應(yīng)器內(nèi)徑為φ21mm，高650mm，Pd/Al2O3催化劑直徑為1.9mm，工作液時均流量為10mL/min，氫氣的流量為45mL/min，反應(yīng)器操作溫度為60℃，壓力為300kPa。氫化反應(yīng)的結(jié)果如表1所示。
表1連續(xù)進(jìn)料和周期進(jìn)料反應(yīng)器性能比較

實施例2采用上述同樣的反應(yīng)器，工作液時均流量為5mL/min，氫氣的流量為45mL/min，反應(yīng)器操作溫度為60℃，壓力為250kPa。連續(xù)進(jìn)料和周期進(jìn)料固定床反應(yīng)器性能比較，如表2所示。
表2連續(xù)進(jìn)料和周期進(jìn)料反應(yīng)器性能比較

從表中數(shù)據(jù)可以看出，采用本發(fā)明的固定床反應(yīng)器操作方法進(jìn)行蒽醌氫化反應(yīng)，反應(yīng)器的轉(zhuǎn)化率和選擇性都有明顯的提高。
權(quán)利要求
1.一種過氧化氫生產(chǎn)中蒽醌工作液氫化反應(yīng)的操作方法，該方法采用固定床反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)裝填Pd/Al2O3催化劑，蒽醌工作液和氫氣從反應(yīng)器頂部加入，該方法的操作特征在于氫氣連續(xù)加入，蒽醌工作液周期加入，周期為10～400s，循環(huán)裂度為0.1～0.9；反應(yīng)器的操作溫度為40～70℃，操作壓力為101.3～400.0kPa。
2.按權(quán)利要求1所述的過氧化氫生產(chǎn)中蒽醌工作液氫化反應(yīng)的操作方法，其特征在于蒽醌工作液周期加入時間為10～200s，循環(huán)裂度0.15～0.75，反應(yīng)器的操作溫度50～65℃，反應(yīng)器的操作壓力101.3～303.9kPa。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種過氧化氫生產(chǎn)中蒽醌工作液氫化反應(yīng)的操作方法。屬于蒽醌法生產(chǎn)過氧化氫技術(shù)。該方法采用固定床反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)裝填Pd/Al
文檔編號C01B15/00GK1673069SQ20051001628
公開日2005年9月28日 申請日期2005年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月11日
發(fā)明者劉國柱, 米鎮(zhèn)濤, 王蒞, 張香文, 王亞權(quán) 申請人:天津大學(xué)