[发明专利]一种含氢蒽醌工作液的氢化方法及氢化装置

权利要求书

1.一种含氢蒽醌工作液的氢化方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备含氢蒽醌工作液：蒽醌工作液经过工作液预热器(7)预热后由工作液进口(62)进入到流化床(6)底部的列管式膜混合器(69)的管程中，含氢气体由新反应氢气进口(63)进入到列管式膜混合器的壳程中，含氢气体、蒽醌工作液在列管式膜混合器中进行气-液预混合形成混合物；循环氢气压缩机(1)中的加压气体由循环气进口(64)进入到流化床下部、且由循环氮氢气同心分布环管(610)分散；混合物与加压气体合流后一起并流而上至流化床内装有催化剂的反应段中，在流化床内的催化剂的固体颗粒的催化作用下、在0.10～0.8MPa、30～80℃的条件下进行连续加氢反应生成含氢蒽醌工作液；在加氢反应的过程中，在循环气体压缩机的气提作用下，流化床内的气液固三相在流化床内保持鼓泡或湍流状态，液固两相则在气提作用下从流化床上部的循环液出口(67)导入到氢化液高位槽(8)中；

(2)尾气处理：步骤(1)中的氢化反应结束后，未参加反应的含氢气体由流化床的循环气出口(68)排出至循环氢冷凝器(4)中，依次经过循环氢冷凝器的冷凝、循环氢气液分离器(3)的分离、循环氢气过滤器(2)的过滤后返回至循环氢气压缩机(1)中循环利用；

(3)含氢蒽醌工作液后处理：步骤(1)中的氢化反应结束后，生成的氢蒽醌工作液借助流化床内的压力在氢化液高位槽(8)中经过气液分离后，液相的氢蒽醌工作液流入氢化液一级过滤器(9)中，一部分经过过滤去除所含催化剂后，再经氢化液冷却器(12)冷却后流入氢化液受槽(13)中；流入氢化液受槽中的氢蒽醌工作液，通过氢化液循环泵(14)送出，依次经氢化液二级过滤器(15)、安保过滤器(16)安保过滤后进入到氧化塔中进行后续的氧化工序；另一部分经循环液冷却器(10)冷却后由循环液进口A(65)返回至流化床中进行进一步氢化反应；

步骤(1)中，在加氢反应的过程中，流化床的塔顶与塔底的差压为80～150kPa，流化床内的含氢气体的总表观气速为5～100cm/s、表观浆速为2～30cm/s，流化床反应器的澄清床浓度不低于2g/L；所述的含氢气体包括氢气和氮气，其中：氢气的体积占气体总体积的30～99％、其余为氮气；

所述的蒽醌工作液中，溶质为蒽醌、蒽醌的浓度为140～240g/L；所述的蒽醌为2-乙基蒽醌、四氢2-乙基蒽醌、2-戊基蒽醌、四氢2-戊基蒽醌中的任意一种、两种及以上以任意比例混合而成的混合物；溶剂为多烷基苯、磷酸三辛脂、二异丁基甲醇、四丁基脲、醋酸甲基环己脂中的任意一种、两种及以上以任意比例混合而成的混合物，溶剂的浓度为760～860g/L；

所述的流化床反应器中装填的催化剂的固体颗粒，包括有效成分和载体，有效成分的重量百分比为1％～3％、载体的重量百分比为97％～99％，二者通过传统的浸渍法、沉积沉淀法、离子交换法负载技术结合在一起的。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的有效成分为钯、铂、钴、镍、铁中的任意一种、两种及以上以任意比例混合而成的混合物；

所述的载体为硅铝酸钠、二氧化硅、三氧化二铝、二氧化硅-三氧化二铝、活性炭、氧化硅-氧化钛中的任意一种、两种及以上以任意比例混合而成的混合物；

所述的载体，平均粒度为70～300微米、平均孔径(埃)、比表面积为80～200平方米/克、孔隙体积0.6～0.8mL/g。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的流化床反应器中装填的催化剂的固体颗粒密度小于1g/cm³，粒径为40～400微米。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的蒽醌工作液，加热至35～60℃后再通入流化床反应器内，所述的加氢反应的温度为35～70℃。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的流入氢化液一级过滤器(9)中的氢蒽醌工作液，大部分经循环液冷却器(10)冷却后由循环液进口A(65)返回至流化床中循环利用、少部分经过滤滤除催化剂后，经氢化液冷却器(12)冷却后流入氢化液受槽(13)中，二者的体积比为1：3～40。

6.一种含氢蒽醌工作液的氢化装置，包括氢化液制备系统和氮氢混合尾气处理系统：所述的氢化液制备系统包括依次连接的流化床(6)、氢化液高位槽(8)、氢化液一级过滤器(9)、氢化液冷却器(12)、氢化液受槽(13)、氢化液循环泵(14)、氢化液二级过滤器(15)和安保过滤器(16)，原料在流化床内进行反应得到的工作液最终经过安保过滤器过滤后流入去氧化塔中；所述的氮氢混合尾气处理系统包括依次连接的循环氢冷凝器(4)、循环氢气液分离器(3)、循环氢气过滤器(2)和循环氢气压机(1)，循环氢冷凝器的进气口与流化床的循环气出口相连接，循环氢气压机的排气口与流化床的循环气进口相连接，流化床内反应后形成的尾气进入循环氢冷凝器中依次经过处理后由循环氢气压机返回至流化床中循环利用；

所述的流化床(6)为气液固三相自循环式反应器，包括反应器壳体(61)及内部构件，其中：

所述的反应器壳体(61)的底部设有工作液进口(62)、新反应氢气进口(63)、循环液进口B(66)，下部设有循环氮氢气同心分布环管(610)、循环气进口(64)、循环液进口A(65)，上部设有循环液出口(67)，顶部设有循环气出口(68)；

在反应器壳体底部的工作液进口(62)与位于壳体底部的列管式膜混合器(69)的管程连接，新反应氢气进口(63)与列管式膜混合器的壳程连接；所述的列管式膜混合器的膜管管程与反应器内部连通，膜管管程出口设有防沉聚装置；

在反应器内上部沿内壁固定有环形的槽板(611)，槽板底部开有8～20个排液孔，槽板中间设计气体通道，该通道上方设有伞型挡板(612)，伞型挡板的上方设置有除雾器(613)，除雾器上方设有防蒽醌凝析的冲洗液分布装置(614)；

所述的循环液出口(67)位于槽板(611)的下方，循环液进口B(66)位于列管式膜混合器(69)的下方，循环液进口A位于列管式膜混合器、循环氮氢气同心分布环管之间；

所述的列管式膜混合器上方设有所述的循环氮氢气同心分布环管；

所述的循环氮氢气同心分布环管(610)、槽板(611)之间为反应段，反应段内装有催化剂；

所述的流化床(6)的外部还配设有催化剂加料器(5)，通过加料管道与流化床(6)内部的反应段连通；

所述的工作液进口(62)与提供工作液的装置相连接，新反应氢气进口(63)与提供氢气的装置相连接，循环气进口(64)与循环氢气压机(1)的排气口相连接，循环气出口(68)与循环氢冷凝器(4)的进气口相连接；所述的提供工作液的装置、工作液进口之间连接有工作液预热器(7)；

所述的氢化液高位槽(8)，中部设有进口A，底部设有破旋器且设有出口A；进口A通过管道与流化床(6)的循环液出口(67)相连接；出口A分为两路：一路与氢化液一级过滤器(9)的进口B相连接，一路与流化床的循环液进口B(66)相连接，两路上都安装有阀门或者路阀；

所述的氢化液一级过滤器(9)，中部设有进口B、顶部设有反应液出口(615)、底部设有出口B；进口B与氢化液高位槽的出口A相连接，出口B通过循环液冷却器(10)与流化床的循环液进口A(65)相连接；反应液出口(615)分为两路，一路与氢化液冷却器(12)的进口相连接，一路连接有反吹扫泵(11)及仪表控制系统，反吹扫泵的入口与氢化液受槽(13)相连接；

所述的氢化液高位槽(8)、氢化液一级过滤器(9)构成外循环及出料设备，流化床(6)的壳体外连接6-12个所述的外循环及出料设备。