一种基于蒽醌法制备双氧水的自动强化系统及工艺的制作方法

文档序号:24305879发布日期:2021-03-17 00:58阅读:226来源:国知局
一种基于蒽醌法制备双氧水的自动强化系统及工艺的制作方法

本发明涉及蒽醌制备双氧水技术领域,尤其涉及一种基于蒽醌法制备双氧水的自动强化系统及工艺。



背景技术:

双氧水是一种重要的无机过氧化物,重要的石油化工原料和精细化工产品,可应用于织物、纸浆脱色、化工合成、废水处理、医疗、冶金、军工、食品加工等领域,具有氧化性、漂白性和使用过程绿色环保等特点,充当氧化剂、漂白剂、消毒剂、聚合物引发剂和交联剂、推进剂等。过氧化氢的生产方法有蒽醌法、电解法、异丙醇氧化法,无机反应法、氢氧直接合成法等。其中,蒽醌法是目前国内外生产过氧化氢的主流方法。随着环保法规的日益严格,过氧化氢直接氧化法(hppo法)生产环氧丙烷、绿色己内酰胺等产品产能增加,导致双氧水的市场需求旺盛。

中国专利公开号:cn107473188a公开了一种使用蒽醌法制备过氧化氢的生产工艺,包括如下步骤:依次串联氢化超重力反应器、氧化超重力反应器和萃取超重力反应器;将氢气和含有蒽醌的溶液输入进料腔内进行气液两相高效混合,形成气液混合物进行加氢反应,得到含有氢蒽醌的工作液;将氧气和含有氢蒽醌的工作液输入进料腔内进行气液两相高效混合,形成气液混合物进行氧化反应,得到含有过氧化氢和蒽醌的工作液;将含有过氧化氢和蒽醌的工作液和去离子水进入萃取超重力反应器进行萃取;萃取后分离,得双氧水。由此可见,所述方法存在以下问题:

第一,所述方法中仅通过氢气和含有蒽醌的溶液输入进料腔内进行气液两相高效混合,氢气进入氢化超重力反应器内,形成大气泡,然而由于气泡体积过大,无法与催化剂和蒽醌衍生物工作液充分接触,降低了所述系统的氢化效率。

第二,所述方法中无法根据反应系统的实时参数,自动优化并调控体系温度和压力,影响所述系统的反应效率。



技术实现要素:

为此,本发明提供一种基于蒽醌法制备双氧水的自动强化系统及工艺,用以克服现有技术中物料间混合不均匀产生副产物导致的系统反应效率低的问题。

一方面,本发明提供一种基于蒽醌法制备双氧水的自动强化系统,包括:

原料供应单元,用于对反应原料含蒽醌衍生物工作液、氢气、催化剂和空气进行供应;

反应单元,其与所述原料供应单元相连,用以为氢化反应和氧化反应提供反应场所;

分离单元,其与所述反应单元相连,用以对反应单元输出的物料进行萃取分离;

微界面发生器,其设置在所述反应单元内部的指定位置,与原料供应单元相连,将气体的压力能和/或液体的动能转变为气泡表面能并传递给气体,使气体破碎形成直径≥1μm、且<1mm的微米级气泡,减小液膜厚度,降低传质阻力,以在预设操作条件范围内强化气相和液相的传质效率和反应效率;

自动控制单元,其与所述原料供应单元、所述反应单元和所述分离单元相连,用以对系统进行智能控制。

进一步地,所述反应单元包括:

氢化塔,用以为含蒽醌衍生物工作液与氢气提供反应场所,所述氢化塔的内部底端至少设置一个所述微界面处理器,所述氢化塔包括:设置在侧壁,用以回输氢气的氢气回流管路,设置在顶部,用以排出尾气的第一尾气出口;

氢化液处理器,其与所述氢化塔相连,用以对氢化塔输出的氢化物料进行过滤、冷却处理;

氧化反塔,其与所述氢化液处理器相连,用以为氢化液处理器输出的物料与氧气提供反应场所,所述氧化反塔的内部底端至少设置一个所述微界面处理器,所述氧化反塔包括:设置在侧壁,用以回输氧化反塔输出物料的物料回流管路,设置在顶部,用以排出尾气的第二尾气出口。

进一步地,所述氢化液处理器包括:

过滤器,设置在所述氢化塔侧壁,用以对氢化液进行过滤;

冷却器,与所述过滤器相连,用以对氢化液进行冷却;

氢化液传输管路,与所述冷却器相连,用以传输氢化液的。

进一步地,所述原料供应单元包括:

氢气供应器,与所述氢化塔内微界面处理器相连,用以对氢化塔供应氢气,所述氢气供应器包括:用以存储氢气的氢气供应罐,与所述氢气供应罐相连,用以对氢气传输的氢气传输管;

工作液供应器,与所述氢化塔相连且位于所述氢化供应器上方,用以对氢化塔供应含蒽醌衍生物工作液;

催化剂供应口,与所述氢化塔相连且位于所述工作液供应器上方,用以将催化剂放至氢化供应器内;

空气供应器,与所述氧化反塔内微界面处理器相连,用以对氧化反塔供应空气,所述空气供应器包括:用以存储空气的空气供应罐,与所述空气供应罐相连,用以对空气传输的空气传输管。

进一步地,所述工作液供应器包括:

工作液供应罐,用以存储含蒽醌衍生物工作液;

加热器,与所述工作液供应罐相连,用以对含蒽醌衍生物工作液预热;

工作液传输管,与所述加热器相连,用以对工作液传输。

进一步地,所述分离单元包括:

萃取器,用以对氧化反塔输出物料与纯水进行逆流萃取;

油水分离器,与所述萃取器相连,用以对萃取器输出物料进行水相油相分离;

净化器,与所述油水分离器相连,用以对水相进行净化。

进一步地,所述萃取器包括

纯水进料管道,其设置在所述萃取器顶部,用以将纯水传输至萃取器内部;

纯水加酸计量泵,其与所述纯水进料管道相连,用以加入磷酸对纯水酸度进行调节;

纯水泵,其与所述纯水进料管道相连,用以对纯水进行传输。

进一步地,自动控制单元包括智能传感模块、云处理模块、智能控制模块、紧急预警模块和供电模块,所述智能传感模块、智能控制模块、紧急预警模块和供电模块均与所述云处理模块相连,其中智能传感模块用以数据采集并将采集的电信号传输给云处理模块,云处理模块用以对智能传感模块回传的数据参数进行云数据库分析、筛选和比对,优化出最佳控制参数,并向智能控制模块发出相应控制指令,同时当数据参数达到运行极限的预设值,云处理模块向紧急预警模块发出相应指令,智能控制模块用以对系统进行控制调整,紧急预警模块用以对运行极限进行预警,供电模块用以对自动控制单元提供电能供应。

进一步地,所述智能传感模块包括:

温度传感器,用以温度检测,所述温度传感器包括:设置在所述加热器内,用以检测含蒽醌衍生物工作液温度的第一温度传感器,设置在所述氢化塔内,用以检测氢化反应温度的第二温度传感器,设置在所述冷却器内,用以检测氢化液冷却温度的第三温度传感器,设置在所述氧化反塔内,用以检测氧化反应温度的第四温度传感器;

压力传感器,用以压力检测,所述压力传感器包括:设置在所述氢化塔内,用以检测氢化反应压力的第一压力传感器,设置在所述氧化反塔内,用以检测氧化反应压力的第二压力传感器;

流量传感器,用以流量检测,所述流量传感器包括:设置在所述氢气传输管内,用以检测氢气流量的第一流量传感器,设置在所述工作液传输管内,用以检测含蒽醌衍生物工作液流量的第二流量传感器,设置在所述空气传输管内,用以检测空气流量的第三流量传感器,设置在所述氢化液传输管路内,用以检测氢化液流量的第四流量传感器;

所述智能控制模块包括:

第一控制器,其设置在所述加热器上,用以控制加热器加热温度;

第二控制器,其设置在所述冷却器上,用以控制冷却器冷却温度;

第一控制阀,其设置在所述氢气传输管上,用以控制进入氢化塔的进气量;

第二控制阀,其设置在所述工作液传输管上,用以控制进入氢化塔的进液量;

第三控制阀,其设置在所述空气传输管上,用以控制进入氧化反塔的进气量;

第四控制阀,其设置在所述氢化液传输管路上,用以控制进入氧化反塔的进液量。

另一方面,本发明提供一种基于蒽醌法制备双氧水的自动强化工艺,包括:

步骤1:通过所述氢气供应器向所述氢化塔内输送含蒽醌衍生物工作液,并通过所述催化剂供应口将催化剂输送至所述氢化塔内;

步骤2:通过所述氢气供应器向所述氢化塔内输送氢气,所述氢气传输管会将氢气输送至所述微界面发生器,所述微界面发生器对氢气进行破碎,形成微米尺度的微米级气泡;

步骤3:所述微界面发生器将微米级气泡输出至所述氢化塔并与含蒽醌衍生物工作液混合形成气液乳化物,气液乳化物在催化剂的作用下发生氢化反应,生成含2-乙基氢蒽醌溶液的氢化液,与此同时,未充分反应的氢气沿氢气回流管路回输至氢化塔内;

步骤4:含2-乙基氢蒽醌溶液的氢化液进入氢化液处理器,含2-乙基氢蒽醌氢化液经过过滤器,夹带的固体杂质残留在所述过滤器内,滤液由所述过滤器底部排出并进入所述冷却器内,冷却后的含2-乙基氢蒽醌氢化液进入所述氧化反塔底部;

步骤5:通过所述空气供应器向所述氧化反塔内输送空气,所述空气传输管会将空气输送至所述微界面发生器,所述微界面发生器对空气进行破碎,形成微米尺度的微米级气泡;

步骤6:所述微界面发生器将微米级气泡输出至所述氧化反塔并与含2-乙基氢蒽醌氢化液混合形成气液乳化物,气液乳化物发生氧化反应,生成含2-乙基蒽醌和过氧化氢的混合物,与此同时,未充分氧化的混合物向上流动并沿所述物料回流管路;

步骤7:含2-乙基蒽醌和过氧化氢的混合物进入萃取器底部,纯水通过所述纯水加酸计量泵调节对纯水酸度进行调节,并通过所述纯水进料管道传输至所述萃取器内,与2-乙基蒽醌和过氧化氢的混合物逆流萃取,并进入所述油水分离器,萃余液沿油水分离器底部排出,萃取液沿油水分离器顶部流出并进入净化器,产品双氧水沿净化器流出;

步骤8:所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器和所述第四温度传感器分别对含蒽醌衍生物工作液温度、氢化塔反应温度、氢化液冷却温度和氧化反塔反应温度进行检测,当温度与预设值不匹配时,相应的所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器或所述第四温度传感器通过发送电信号到云处理模块,云处理模块发送控制命令到相应的第一控制器或第二控制器,通过调节加热器或冷却器的功率实现温度控制功能,当温度达到预设极限值时,云处理模块接收到电信号,并将信号传输至紧急预警模块,发出警报;

所述第一压力传感器和所述第二压力传感器分别对氢化塔反应压力和氧化反塔反应压力进行监测,所述第一流量传感器、所述第二流量传感器、所述第三流量传感器和第四流量传感器分别对氢气传输管氢气流量、工作液传输管含蒽醌衍生物工作液流量、空气传输管空气流量和氢化液传输管路氢化液流量进行监测,当压力与预设值不匹配时,相应的所述第一压力传感器或所述第二压力传感器通过发送电信号到云处理模块,云处理模块发送控制命令到相应的所述第一控制阀、所述第二控制阀、所述第三控制阀和第四控制阀,通过调节相应流量,从而控制进入氢化塔或氧化反塔的反应物料量,从而实现对反应速率和反应压强的控制,当压力达到预设极限值时,云处理模块接收到电信号,并将信号传输至紧急预警模块,发出警报。

与现有技术相比,本发明的有益效果在于,本发明在反应单元内设有微界面发生器,氢气和空气在微界面发生器中被打碎成为微米级别的小气泡,这些微气泡具有附加压力,它们之间彼此碰撞时不容易相互聚并,因此相对于未打碎前的氢气具有更大的相界面积,从而使得氢气微气泡更容易与含蒽醌衍生物工作液混合形成气液乳化物,空气气泡更容易与含2-乙基氢蒽醌氢化液混合形成气液乳化物,达到在较低预设操作条件范围内强化传质的效果,增加氢化反应和氧化反应收率。

尤其,微界面发生器可以将输入的氢气和空气打碎成微气泡使得相界面积大副提升,促进传质和反应,从而可以降低所述反应单元中的反应压力和反应温度,节约能耗,使得整个反应装置更安全。

进一步地,在整个反应系统中设有自动控制单元,工作人员可以通过移动设备随时了解由智能传感模块传回的各个数据的实时情况,并可通过改变预设值实现对整个反应器内温度和压强的精确控制,进一步提高反应效率。

附图说明

图1为本发明所述的基于蒽醌法制备双氧水的自动强化系统的结构示意图;

图2为本发明所述的基于蒽醌法制备双氧水的自动强化系统的控制流程图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理,并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是,在本发明的描述中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

此外,还需要说明的是,在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示,其为本发明所述的基于蒽醌法制备双氧水的自动强化系统的结构示意图,其系统包括原料供应单元1(图中未标出)、反应单元2(图中未标出)、分离单元3和微界面发生器4,所述原料供应单元1与所述反应单元2相连,用于对反应原料含蒽醌衍生物工作液、氢气、催化剂和空气进行供应,所述反应单元2与所述分离单元3相连,用以为氢化反应和氧化反应提供反应场所,所述分离单元3,用以对反应单元输出的物料进行萃取分离。

继续参阅图1所示,所述反应单元2包括氢化塔21、氢化液处理器22和氧化反塔23,所述氢化塔21的输出端与所述氢化液处理器22的输入端相连,所述氢化液处理器22的输出端与所述氧化反塔23的输入端相连,所述氢化塔21,用以为含蒽醌衍生物工作液与氢气提供反应场所,所述氢化液处理器22与所述氢化塔21和所述氧化反塔23相连,用以对氢化塔输出的氢化物料进行过滤、冷却处理,所述氧化反塔23,用以为氢化液处理器输出的物料与氧气提供反应场所,所述氢化塔21和所述氧化反塔23的内部底端均至少设置一个所述微界面处理器4,分别用以将氢气、氧气破碎形成微米尺度的微米级气泡并将微米级气泡,与氢化塔、氧化反塔内的含蒽醌衍生物工作液、含2-乙基氢蒽醌溶液的氢化液混合形成气液乳化物,可以理解的是,所述氢化塔21和所述氢化塔21可以是管式反应器,反应器,固定床反应器等,只要满足氢化塔21和所述氧化反塔23能够达到的其指定的工作状态即可。

具体而言,所述氢化塔21包括氢气回流管路211和第一尾气出口212,所述氢气回流管路211,设置在侧壁,用以回输氢气,所述第一尾气出口212,设置在顶部,用以排出尾气。

具体而言,所述氢化液处理器22包括过滤器221、冷却器222和氢化液传输管路223,所述过滤器221,设置在所述氢化塔侧壁并与所述氢化塔21的液相物料输出端相连,用以对氢化液进行过滤,所述冷却器222,与所述过滤器相连,用以对氢化液进行冷却,所述氢化液传输管路223,与所述冷却器相连,用以传输氢化液的。

可以理解的是,所述过滤器221和所述冷却器222的型号及功率本实施例均不作具体限制,只要满足过滤器221和冷却器222能够达到其指定的工作状态即可。

具体而言,所述氧化反塔23包括物料回流管路231和第二尾气出口232,所述物料回流管路231,设置在侧壁,用以回输氧化反塔输出物料,所述第二尾气出口232,设置在顶部,用以排出尾气。

继续参阅图1所示,所述原料供应单元1包括氢气供应器11(图中未标出)、工作液供应器12、催化剂供应口13和空气供应器14,所述氢气供应器11,与所述氢化塔内微界面处理器相连,用以对氢化塔供应氢气,所述工作液供应器12,与所述氢化塔相连且位于所述氢化供应器上方,用以对氢化塔供应含蒽醌衍生物工作液,所述催化剂供应口13,与所述氢化塔相连且位于所述工作液供应器上方,用以将催化剂放至氢化供应器内,所述空气供应器14,与所述氧化反塔内微界面处理器相连,用以对氧化反塔供应空气。

具体而言,所述氢气供应器11包括氢气供应罐111和氢气传输管112,所述氢气供应罐111,用以存储氢气,所述氢气传输管112,与所述氢气供应罐相连,用以对氢气传输。

具体而言,所述工作液供应器12包括工作液供应罐121、加热器122和工作液传输管123,所述工作液供应罐121,用以存储含蒽醌衍生物工作液,所述加热器122,与所述工作液供应罐相连,用以对含蒽醌衍生物工作液预热,所述工作液传输管123,与所述加热器相连,用以对工作液传输。

具体而言,所述空气供应器14包括空气供应罐141和空气传输管142,所述空气供应罐141,用以存储空气,所述空气传输管142,与所述空气供应罐相连,用以对空气传输。

可以理解的是,所述氢气传输管112、所述工作液传输管123和所述空气传输管142的材质和尺寸本实施例均不做具体限制,只要满足在指定时间内输送指定体积的所述氢气、工作液和空气即可。

继续参阅图1所示,所述分离单元3包括萃取器31、油水分离器32和净化器33,所述萃取器31,用以对氧化反塔输出物料与纯水进行逆流萃取,所述油水分离器32,与所述萃取器相连,用以对萃取器输出物料进行水相油相分离,所述净化器33,与所述油水分离器相连,用以对水相进行净化。

具体而言,所述萃取器31包括纯水进料管道311、纯水加酸计量泵312和纯水泵313,所述纯水进料管道311,其设置在所述萃取器顶部,用以将纯水传输至萃取器内部,所述纯水加酸计量泵312,其与所述纯水进料管道相连,用以加入磷酸对纯水酸度进行调节,所述纯水泵313,其与所述纯水进料管道相连,用以对纯水进行传输。

可以理解的是,所述纯水加酸计量泵312和所述纯水泵313的型号及功率本实施例均不作具体限制,只要满足纯水加酸计量泵312和纯水泵313能够达到其指定的工作状态即可。

当所述系统运行时,通过原料供应单元1向反应单元2内输原料,其中,含蒽醌衍生物工作液从工作液供应罐121内进入加热器122,通过加热器122对含蒽醌衍生物工作液进入预热,然后通过工作液传输管123传输入氢化塔21内,催化剂沿催化剂供应口13进入氢化塔21,同时氢气从氢气供应罐111内进入氢气传输管112并输入至氢化塔21内微界面发生器4,微界面发生器4将氢气破碎形成微米尺度的微米级气泡并使微米级气泡与含蒽醌衍生物工作液混合形成气液乳化物,气液乳化物在催化剂作用下进行氢化反应,生成含2-乙基氢蒽醌溶液的氢化液,通过第一尾气出口212将反应过程中尾气排出系统,并将反应后的含2-乙基氢蒽醌溶液的氢化液输出至氢化液处理器22,与此同时,未充分反应的氢气沿氢气回流管路211回输至氢化塔21内,提高氢气利用率,进入氢化液处理器22的含2-乙基氢蒽醌溶液的氢化液,先经过过滤器221,将氢化液中固体杂质进行过滤,滤液进入冷却器222使氢化液冷却至适宜温度,冷却后的氢化液沿氢化液传输管路223流入氧化反塔23的下部,空气从空气供应罐141内进入空气传输管142并输入至氧化反塔23内微界面发生器4,微界面发生器4将空气破碎形成微米尺度的微米级气泡并使微米级气泡与含2-乙基氢蒽醌溶液的氢化液混合形成气液乳化物,气液乳化物进行氧化反应,生成含2-乙基蒽醌和过氧化氢的混合物,通过第二尾气出口232将反应过程中尾气排出系统,并将未充分反应的反应后的含2-乙基蒽醌和过氧化氢的混合物回输至氧化反塔23内,提高氧化率,然后将含2-乙基蒽醌和过氧化氢的混合物输出至分离单元3,含2-乙基蒽醌和过氧化氢的混合物进入萃取器31底部,纯水通过纯水加酸计量泵312调节对纯水酸度进行调节,并通过纯水进料管道311传输至萃取器31内,与2-乙基蒽醌和过氧化氢的混合物逆流萃取,萃取器31内过氧化氢浓度自上而下增大,并沿萃取器31底部进入水油分离器32进行水油分离,萃余液沿油水分离器32底部排出,萃取液沿油水分离器32顶部流出并进入净化器33,产品双氧水沿净化器33流出。

请参阅图1和图2所示,自动控制单元,其包括智能传感模块、云处理模块、智能控制模块、紧急预警模块和供电模块,所述智能传感模块、智能控制模块、紧急预警模块和供电模块均与所述云处理模块相连,其中智能传感模块用以数据采集并将采集的电信号传输给云处理模块,云处理模块用以对智能传感模块回传的数据参数进行云数据库分析、筛选和比对,优化出最佳控制参数,并向智能控制模块发出相应控制指令,同时当数据参数达到运行极限的预设值,云处理模块向紧急预警模块发出相应指令,智能控制模块用以对系统进行控制调整,紧急预警模块用以对运行极限进行预警,供电模块用以对自动控制单元提供电能供应。

所述智能传感模块包括:

所述温度传感器包括:设置在所述加热器内,用以检测含蒽醌衍生物工作液温度的第一温度传感器,设置在所述氢化塔内,用以检测氢化反应温度的第二温度传感器,设置在所述冷却器内,用以检测氢化液冷却温度的第三温度传感器,设置在所述氧化反塔内,用以检测氧化反应温度的第四温度传感器;

压力传感器,用以压力检测,所述压力传感器包括:设置在所述氢化塔内,用以检测氢化反应压力的第一压力传感器,设置在所述氧化反塔内,用以检测氧化反应压力的第二压力传感器;

流量传感器,用以流量检测,所述流量传感器包括:设置在所述氢气传输管内,用以检测氢气流量的第一流量传感器,设置在所述工作液传输管内,用以检测含蒽醌衍生物工作液流量的第二流量传感器,设置在所述空气传输管内,用以检测空气流量的第三流量传感器,设置在所述氢化液传输管路内,用以检测氢化液流量的第四流量传感器;

进一步地,所述智能控制模块5(图中位标出)包括:

第一控制器,其设置在所述加热器上,用以控制加热器加热温度;

第二控制器,其设置在所述冷却器上,用以控制冷却器冷却温度;

第一控制阀51,其设置在所述氢气传输管上,用以控制进入氢化塔的进气量;

第二控制阀52,其设置在所述工作液传输管上,用以控制进入氢化塔的进液量;

第三控制阀53,其设置在所述空气传输管上,用以控制进入氧化反塔的进气量;

第四控制阀54,其设置在所述氢化液传输管路上,用以控制进入氧化反塔的进液量。

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白,下面结合实施例对本发明作进一步描述;应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。

一种基于蒽醌法制备双氧水的自动强化工艺,包括:

步骤1:通过所述氢气供应器向所述氢化塔内输送含蒽醌衍生物工作液,并通过所述催化剂供应口将催化剂输送至所述氢化塔内;

步骤2:通过所述氢气供应器向所述氢化塔内输送氢气,所述氢气传输管会将氢气输送至所述微界面发生器,所述微界面发生器对氢气进行破碎,形成微米尺度的微米级气泡;

步骤3:所述微界面发生器将微米级气泡输出至所述氢化塔并与含蒽醌衍生物工作液混合形成气液乳化物,气液乳化物在催化剂的作用下发生氢化反应,生成含2-乙基氢蒽醌溶液的氢化液,与此同时,未充分反应的氢气沿氢气回流管路回输至氢化塔内;

步骤4:含2-乙基氢蒽醌溶液的氢化液进入氢化液处理器,含2-乙基氢蒽醌氢化液经过过滤器,夹带的固体杂质残留在所述过滤器内,滤液由所述过滤器底部排出并进入所述冷却器内,冷却后的含2-乙基氢蒽醌氢化液进入所述氧化反塔底部;

步骤5:通过所述空气供应器向所述氧化反塔内输送空气,所述空气传输管会将空气输送至所述微界面发生器,所述微界面发生器对空气进行破碎,形成微米尺度的微米级气泡;

步骤6:所述微界面发生器将微米级气泡输出至所述氧化反塔并与含2-乙基氢蒽醌氢化液混合形成气液乳化物,气液乳化物发生氧化反应,生成含2-乙基蒽醌和过氧化氢的混合物,与此同时,未充分氧化的混合物向上流动并沿所述物料回流管路;

步骤7:含2-乙基蒽醌和过氧化氢的混合物进入萃取器底部,纯水通过所述纯水加酸计量泵调节对纯水酸度进行调节,并通过所述纯水进料管道传输至所述萃取器内,与2-乙基蒽醌和过氧化氢的混合物逆流萃取,并进入所述油水分离器,萃余液沿油水分离器底部排出,萃取液沿油水分离器顶部流出并进入净化器,产品双氧水沿净化器流出;

步骤8:所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器和所述第四温度传感器分别对含蒽醌衍生物工作液温度、氢化塔反应温度、氢化液冷却温度和氧化反塔反应温度进行检测,当温度与预设值不匹配时,相应的所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器或所述第四温度传感器通过发送电信号到云处理模块,云处理模块发送控制命令到相应的第一控制器或第二控制器,通过调节加热器或冷却器的功率实现温度控制功能,当温度达到预设极限值时,云处理模块接收到电信号,并将信号传输至紧急预警模块,发出警报;

所述第一压力传感器和所述第二压力传感器分别对氢化塔反应压力和氧化反塔反应压力进行监测,所述第一流量传感器、所述第二流量传感器、所述第三流量传感器和第四流量传感器分别对氢气传输管氢气流量、工作液传输管含蒽醌衍生物工作液流量、空气传输管空气流量和氢化液传输管路氢化液流量进行监测,当压力与预设值不匹配时,相应的所述第一压力传感器或所述第二压力传感器通过发送电信号到云处理模块,云处理模块发送控制命令到相应的所述第一控制阀、所述第二控制阀、所述第三控制阀和第四控制阀,通过调节相应流量,从而控制进入氢化塔或氧化反塔的反应物料量,从而实现对反应速率和反应压强的控制,当压力达到预设极限值时,云处理模块接收到电信号,并将信号传输至紧急预警模块,发出警报。

实施例1

使用上述系统及工艺进行蒽醌法制备双氧水,其中:

氢化反应:所述工艺中氢化塔内加入钯催化剂,通入由2-乙基蒽醌(eaq)、重芳烃(ar)和及磷酸三辛酯组成的含蒽醌衍生物工作液,其中eaq浓度110g/l,反应温度为35℃,反应压强为0.10mpa,其中微界面发生器内的气液比为400:1。

氧化反应:所述工艺中氢化塔内的反应温度为38℃,反应压强为0.15mpa,其中微界面发生器内的气液比为600:1。

实施例2

使用上述系统及工艺进行蒽醌法制备双氧水,其中:

氢化反应:所述工艺中氢化塔内加入钯催化剂,通入由2-乙基蒽醌(eaq)、重芳烃(ar)和及磷酸三辛酯组成的含蒽醌衍生物工作液,其中eaq浓度120g/l,反应温度为37℃,反应压强为0.13mpa,其中微界面发生器内的气液比为500:1。

氧化反应:所述工艺中氢化塔内的反应温度为40℃,反应压强为0.17mpa,其中微界面发生器内的气液比为700:1。

实施例3

使用上述系统及工艺进行蒽醌法制备双氧水,其中:

氢化反应:所述工艺中氢化塔内加入钯催化剂,通入由2-乙基蒽醌(eaq)、重芳烃(ar)和及磷酸三辛酯组成的含蒽醌衍生物工作液,其中eaq浓度125g/l,反应温度为39℃,反应压强为0.14mpa,其中微界面发生器内的气液比为600:1。

氧化反应:所述工艺中氢化塔内的反应温度为42℃,反应压强为0.19mpa,其中微界面发生器内的气液比为750:1。

实施例4

使用上述系统及工艺进行蒽醌法制备双氧水,其中:

氢化反应:所述工艺中氢化塔内加入钯催化剂,通入由2-乙基蒽醌(eaq)、重芳烃(ar)和及磷酸三辛酯组成的含蒽醌衍生物工作液,其中eaq浓度130g/l,反应温度为41℃,反应压强为0.17mpa,其中微界面发生器内的气液比为700:1。

氧化反应:所述工艺中氢化塔内的反应温度为45℃,反应压强为0.21mpa,其中微界面发生器内的气液比为800:1。

实施例5

使用上述系统及工艺进行蒽醌法制备双氧水,其中:

氢化反应:所述工艺中氢化塔内加入钯催化剂,通入由2-乙基蒽醌(eaq)、重芳烃(ar)和及磷酸三辛酯组成的含蒽醌衍生物工作液,其中eaq浓度135g/l,反应温度为38℃,反应压强为0.19mpa,其中微界面发生器内的气液比为800:1。

氧化反应:所述工艺中氢化塔内的反应温度为45℃,反应压强为0.23mpa,其中微界面发生器内的气液比为850:1。

对比例

使用现有技术进行蒽醌法制备双氧水,其中,本实施例选用的工艺参数与所述实施例5中的工艺参数相同。

经检测,使用所述系统及工艺及现有技术后,氢化效率和氧化反应转化率如下表所示:

至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明;对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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