一种制备过氧化氢的氢化流化床反应器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种制备过氧化氢的氢化流化床反应器。反应器罐体的上封头上设有催化剂进口、出气口、人孔，中部设有清液出口，下侧部设有工作液进口、氢气进口，反应器罐体的下封头底部设有出料口。反应器内上部设有除沫器，反应器内中部设有导流筒，导流筒内设有盘管冷却器，反应器罐体内壁与导流筒之间安装有金属膜分离器，每个金属膜分离器的清液出口通过管路通至反应器罐体外部。反应器罐体内设有隔板，隔板上有通液孔，最上层的隔板低于导流筒顶端，最下层的隔板高于导流筒底端。反应器罐体内下部设有氢气分布器和工作液分布口。适用于气、液、固三相催化反应分离系统,气、液、固三相混合均匀，提高氢化率，反应安全稳定。
【专利说明】
一种制备过氧化氢的氢化流化床反应器
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种化工反应装置，特别是一种制备过氧化氢的氢化流化床反应器，属于气液固三相催化反应的流化床反应装置。
【背景技术】
[0002] 过氧化氢俗称双氧水，在自然界中仅以微量存在于雨雪和某些植物的液汁中。纯净的过氧化氢是粘稠液体，能以任何比例与水混合。过氧化氢既是一种氧化剂，又是一种还原剂。最初双氧水仅用于医药和军工，后逐步应用于化学品合成、纺织、造纸、环保、食品、 医药、冶金和农业等领域，市场需求日益扩大。现有技术，双氧水生产主要采用蒽醌法生产工艺，烷基蒽醌在重芳烃与磷酸三辛酯的混合溶剂中配制成工作液，工作液与氢气进行氢化反应，得到相应的氢蒽醌溶液，再用空气进行氧化反应，之后经萃取、净化得到合格的双氧水。一些厂家的氢化工序采用钯触媒催化加氢固定床反应器，固定床反应器中钯触媒催化剂被固定在固定床上，传热差，容易造成局部反应温度过高，出现“飞温”，产生副反应，还存在偏流、沟流、触媒板结等缺点，同时，操作过程中催化剂不能更换，为了解决上述问题， 需要对过氧化氢的氢化反应器进行改进。
【发明内容】
[0003] 本实用新型的目的是提供一种制备过氧化氢的氢化流化床反应器，以克服固定床反应器存在的偏流、沟流、触媒板结等缺点，提高氢化效率，降低副反应的发生，减轻后续降解物再生负担。
[0004] 本实用新型解决其技术问题采取的技术方案是这样的。一种制备过氧化氢的氢化流化床反应器，包括反应器罐体，包括反应器罐体，在反应器罐体的上封头上设有催化剂进口、出气口、人孔，反应器罐体中部设有清液出口，反应器罐体下侧部设有工作液进口、氢气进口，反应器罐体的下封头底部设有出料口，反应器内上部设有除沫器，反应器内中部设有导流筒，导流筒内设有盘管冷却器，反应器罐体内壁与导流筒之间安装有金属膜分离器，每个金属膜分离器的清液出口通过管路通至反应器罐体外部，反应器罐体内下部设有氢气分布器。
[0005] 本实用新型，金属膜分离器的数量依据反应物料量和金属膜的通量来设计，每个金属膜分离器由多支金属膜管竖向排列组成，金属膜管之间留有间隙，其渗透侧汇集在一起通过清液管路经清液出口排出，金属膜管的过滤精度为0.5?30mi。
[0006] 本实用新型，反应器罐体内设有多层隔板，隔板上有通液孔，最上层的隔板低于导流筒顶端，最下层的隔板高于导流筒底端，盘管冷却器设在两层隔板之间，盘管冷却器的进出口穿过导流筒通至反应器罐体外部。
[0007] 本实用新型，氢气分布器为圆环管结构，环管上设有若干个开口向上的直径为2? 5mm的出气孔。
[0008] 本实用新型，工作液进料管路出口为开有若干个出液孔的圆盘，圆盘与工作液进料管路紧固为一体。
[0009] 本实用新型，隔板为一定厚度的圆板，圆板厚度为10?20mm，通液孔孔径为1? 5mm 〇
[0010] 本实用新型不仅用于过氧化氢的氢化反应分离过程，还适用于其它气、液、固三相催化反应分离系统，使气、液、固三相混合的更加均匀，提高转化率，降低能耗和生产成本。
[0011] 本实用新型的工作原理如下:催化剂从上封头上的催化剂进口加入，工作液从反应器罐体下侧部的工作液进口沿工作液进料管路经工作液分布口均匀加入反应器内，氢气从反应器罐体下侧部的氢气进口经氢气分布器上的出气孔均匀溢出，工作液和氢气在催化剂的作用下进行催化氢化反应，反应物料在导流筒内穿过隔板，向上流动，至导流筒上方， 边流动边进行氢化反应，得到催化剂和氢蒽醌的混合溶液，在导流筒上方混合溶液在下方氢气的带动下流向四周经反应器罐体内壁与导流筒之间的金属膜分离器过滤，氢蒽醌清液沿清液管路经清液出口排出反应器，催化剂浆液被截留在反应器内在重力的作用下向下至反应器底部，与加入的工作液和氢气继续进行催化氢化反应，反应物料在导流筒内继续穿过隔板向上流动，如此反复，至所有工作液完成氢化反应。在反应过程中，通过向盘管冷却器内连续不断的加入冷却水，移去氢化反应产生的反应热，控制反应的温度，通过加入氢气的量和出气口排气量控制反应的压力。
[0012] 在反应和分离过程中，氢蒽醌清液的渗出质量和从出气口排出的气体与加入的工作液及氢气的质量相同，以保证反应分离过程的连续性。同时采用氢蒽醌清液定时对金属膜分离器进行反冲，以去掉金属膜管表面的滤饼层，保证分离过程的连续性。
[0013] 本实用新型取得的有益效果是:1、反应器内采用金属膜分离器进行催化剂和氢蒽醌的混合溶液的过滤，与传统的反应釜外过滤相比，能耗降低，同时避免催化剂和物料泄露的风险;2、反应器内设有导流筒，一方面提高了物料的混合效率，另一方面限定了物料的循环路径，确立了充分循环的流型，使反应器内所有物料均能通过导流筒内的强烈混合区，避免物料走短路;3、反应器内采用隔板作为物料分布器，可使反应原料与氢气、催化剂混合更加均匀，避免偏流、沟流、触媒板结等情况的出现，提高蒽醌氢化率，降低副反应的发生;4、 采用盘管冷却器及时移去氢化反应热，使工作液的催化氢化反应安全稳定;5、与传统的钯触媒催化加氢固定床反应器相比，催化剂可及时更换和补加。
【附图说明】
[0014] 图1为本实用新型的结构示意图。
[0015] 图2为工作液分布口示意图。
[〇〇16]图3为金属膜分离器分布示意图。
[0017]图4为隔板的主视图。
[〇〇18]图5为隔板的俯视图。
[0019] 图6为金属膜管的俯视图。
[0020] 图中标号含义如下:
[0021] 1、下封头2、工作液进口3、隔板4、盘管冷却器进口5、金属膜分离器6、清液出口7、 盘管冷却器8、导流筒9、反应器罐体10、支撑件11、上封头12、催化剂进口 13、除沫器14、出气口 15、人孔16、盘管冷却器出口 17、氢气进口 18、氢气分布器19、出料口20、工作液分布口 21、工作液进料管路22、金属膜管23、清液管路24、出液孔25、渗透侧。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合附图以及附图给出的具体实施例对本实用新型作进一步描述。
[0023] 如图1所示，一种制备过氧化氢的氢化流化床反应器，反应器罐体9的上封头11上设有催化剂进口 12、出气口 14、人孔15，反应器罐体9中部设有多个盘管冷却器的进口 4和出口 16、多个清液出口 6，反应器罐体9下侧部设有工作液进口 2、氢气进口 17，反应器罐体9的下封头1底部设有出料口 19。反应器内上部位于出气口 14的下方设有除沫器13,焊接于反应器罐体内壁上，反应器内中部设有导流筒8,与焊接在反应器罐体内壁上的支撑件10固定。 反应器罐体内设有若干层隔板3,见图4、图5,隔板3为厚度为10?20mm孔径为1?5mm的圆板，隔板3上有通液孔，最上层的隔板低于导流筒顶端，最下层的隔板高于导流筒底端，并留有一定的距离，盘管冷却器7设在两层隔板之间，各盘管冷却器7的进出口穿过导流筒8延伸至反应器罐体9外部，在反应器罐体9内壁与导流筒8之间安装有若干层金属膜分离器5，每层设有4?12个金属膜分离器，每个金属膜分离器5的清液出口 6通过清液管路23延伸出反应器罐体9外，金属膜分离器5的数量依据反应物料量和金属膜的通量来设计，见图3、图6， 每个金属膜分离器5由多支金属膜管22竖向排列组成，各金属膜管之间留有间隙，其渗透侧 25汇集在一起通过清液管路23经清液出口6排出，金属膜管22的过滤精度为0.5?30wii。参见图2，反应器罐体9内下部的工作液进料管路21的工作液分布口为设有若干个出液孔24的圆盘20,圆盘20与工作液进料管路21做成一体。反应器罐体9内下部设有圆环管式氢气分布器18，圆环管上设有若干个开口向上的直径为2?5mm的出气孔。
[〇〇24]本实用新型的工作原理叙述如下:催化剂从上封头11上的催化剂进口 12加入，工作液从反应器罐体9下侧部的工作液进口 2沿工作液进料管路21经工作液分布口出液孔24 均勾进入反应器内，氢气从反应器罐体9下侧部的氢气进口 17经氢气分布器18上的出气孔均匀溢出，工作液和氢气在催化剂的作用下进行催化氢化反应，反应物料在导流筒8内穿过隔板3,向上流动，至导流筒8上方，边流动边进行氢化反应，得到催化剂和氢蒽醌的混合溶液，在导流筒上方混合溶液在下方氢气的带动下流向四周经反应器罐体9内壁与导流筒8之间的金属膜分离器5过滤，氢蒽醌清液沿清液管路23经清液出口 6排出反应器外，催化剂浆液被截留在反应器内在重力的作用下向下至反应器底部，然后与加入的工作液和氢气继续进行催化氢化反应，反应物料在导流筒8内继续穿过隔板3向上流动，如此反复，至所有工作液完成氢化反应。在反应过程中，通过向盘管冷却器7内连续不断的加入冷却水，移去氢化反应产生的反应热，控制反应的温度，通过加入氢气的量和出气口 14的排气量控制反应的压力。
[0025]在反应和分离过程中，氢蒽醌清液的渗出质量和从出气口 14排出的气体与加入的工作液及氢气的质量相同，以保证反应分离过程的连续性。同时采用氢蒽醌清液定时对金属膜分离器5进行反冲，以去掉金属膜管表面的滤饼层，保证分离过程的连续性。
【主权项】
1.一种制备过氧化氢的氢化流化床反应器，包括反应器罐体(9)，其特征在于反应器罐 体的上封头(11)上设有催化剂进口(12)、出气口(14)、人孔(15)，反应器罐体中部设有清液 出口(6)，反应器罐体下侧部设有工作液进口(2)、氢气进口(17)，反应器罐体的下封头底部 设有出料口(19)，反应器内上部设有除沫器(13)，反应器内中部设有导流筒(8)，导流筒(8) 内设有盘管冷却器(7)，反应器罐体内壁与导流筒之间安装有金属膜分离器(5)，每个金属 膜分离器的清液出口通过管路通至反应器罐体外部，反应器罐体内下部设有氢气分布器 (18)〇2.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于金属膜分离器(5)由多支金属膜管竖向排 列组成，金属膜管之间留有间隙，其渗透侧汇集在一起通过清液管路经清液出口排出，金属 膜管的过滤精度为0.5?30mi。3.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于反应器罐体内设有隔板(3)，隔板(3)上有 通液孔，最上层的隔板低于导流筒顶端，最下层的隔板高于导流筒底端，盘管冷却器(7)设 在两层隔板之间，盘管冷却器的进出口穿过导流筒通至反应器罐体外部。4.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于工作液分布口为开有多个出液孔的圆盘。5.根据权利要求3所述的反应器，其特征在于隔板(3)为圆板，圆板厚度10?20mm，通液 孔孔径为1?5mm。
【文档编号】C01B15/023GK205709860SQ201620616714
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月22日
【发明人】金作宏, 高文杲, 李华北, 张志学
【申请人】河北美邦工程科技股份有限公司