[发明专利]蒽醌法制取过氧化氢的固定床加氢反应系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种制H₂O₂的固定床加氢体系，特别是公开一种蒽醌法制取过氧化氢（H₂O₂）的固定床加氢反应系统，包括反应系统的组成、液体工作液的进料方式、H₂进料方式、催化剂装填及内置的换热器及上、下节固定床之间的连接等，实现充分利用反应系统中的催化剂，提高产能的目的。

背景技术

随着造纸、印染漂白、化学合成、环境保护和其它行业对过氧化氢需求量的不断增长，中国国内这些年的过氧化氢产量一直以极大的速度增长，每年都有多套新的生产装置建成投产。为了提高产能（即氢化效率），技术人员不断对生产装置的“硬件”（包括设备、氢化塔，氧化塔、萃取塔等）和“软件”（包括工作液，氢化催化剂，工艺条件等）进行改进，采取了使用高活性、高选择性的催化剂提高氢化效率（即氢化速度和深度）并同时降低对工作液的降解等手段。但是如何进一步提高单位生产过氧化氢工作液的生产能力，使设备在放大不多的情况下达到需要的生产能力，同时大量节省化工原材料的投资及生产中的能耗，基本上没有可实用的突破性成果。并且，随着H₂O₂生产装置规模的扩大，对于生产装置关键部位加氢反应系统的要求也越来越高。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的缺陷，设计一种蒽醌法制取过氧化氢的固定床加氢反应系统，使反应系统中的催化剂得到充分利用，副反应减少，使用寿命更长，提高生产装置的产能。

本发明是这样实现的：一种蒽醌法制取过氧化氢的固定床加氢反应系统，其特征在于：所述的加氢反应系统包括竖直连接或平行连接的氢化塔，所述的氢化塔装设置有一段催化剂层或二段催化剂层，所述的催化剂层每段下部均设有换热器层，氢化塔的底部设有管道连接氢化液贮槽，氢化塔顶部空间设有喷头，喷头为液体工作液的进料口，距离催化剂层上部的瓷球层为0.5～1m；采用二段催化剂层时，两催化剂层之间还设有气液分布器，气液分布器距离下段催化剂层上方设置的瓷球层也为0.5～1m；所述喷头喷出的液体来自工作液贮槽和氢化液贮槽，采用离心泵加压进入喷头，喷头上部空间还设有氢气管道，向氢化塔内通入氢气，所述的氢气管道环绕在喷头周围，氢气管道上开有小孔，孔口向上。

所述的氢化塔的催化剂层装填高度为1.0～3.0m，氢化塔根据产能设置两个或两个以上，氢化塔直径小于2.75m时，设置一个喷头，氢化塔直径大于或等于2.75m时，设置两个或两个以上的喷头。

所述的换热器层采用换热效果好的格栅形，使催化剂使用温度均匀，延长催化剂使用寿命。

所述的氢气由单向阀控制进入下一节氢化塔的氢气管道，避免下一节氢气单独进气压力大于上一节时氢气压力反冲回上一节氢化塔。

氢化反应是气液固三相放热反应，在反应中三相分布均匀，反应热及时转移，有利于充分利用反应系统中的催化剂。

本发明具有如下特点：

1、一段或二段中上段的催化剂层的液体进料是通过喷头，喷头由一个或多个组成，视氢化床层（即氢化塔）的平面积而定，氢气从另外氢气管道进入；

2、每段催化剂层的下部均装有换热器，换热器面积根据液体工作液的流量和反应热而定，采用二段催化剂层时，经过换热器后的物料入下层催化剂层时候的温度与从喷头进上层催化剂层的温度接近；换热器设计为格栅形式，既能作为物料支撑，又能换热；

3、设有气液分离器，气液分离器有外置式或内置式两种，分离出的气体经单向阀与进下一节的H₂混合进入下一节的催化剂层；

4、固定床的催化剂层可设置成一段或二段，只装填一段催化剂层时液体工作液进料采用喷头形式，在采用串联成二段催化剂层的结构时，上层物料通过气液分离进入氢化液贮槽，H₂由单向阀控制和新鲜H₂共同进料至下层，液体再通过泵进喷头进固定床催化剂层；

5、本发明使用的催化剂为负载型颗粒状催化剂，催化剂主要活性成份为Pd、Pt、Ni等贵金属，载体为Al₂O₃、SiO₂、Si-Al、活性C等，催化剂形为球形、条形、异形（如三叶草、四叶草、瓷球等）。