一种蒽醌法制备双氧水的氢化系统的制作方法

1.本实用新型涉及双氧水制备技术领域，尤其涉及一种蒽醌法制备双氧水的氢化系统。


背景技术：

2.氢化塔在国内有两大类型：固定床和流化床(浆态床)，目前国内过氧化氢装置基本以固定床为主。固定床工艺氢化工序关键设备是氢化塔，10万吨以上产能的装置多采用三段塔结构(两用一备)，塔内主要的内构件是塔顶的气液分布器，因氢气和工作液均从上向下流动，分布器设计的优劣直接影响反应物在塔内的分布及与催化剂的接触方式，最终影响氢化反应速率，体现在工艺指标上即为氢效和氢化程度。为保证氢气和工作液中的蒽醌发生良好的反应，一般分布器设置成多层分布结构，底部设置特殊的分配盘，使工作液以滴流的形式均匀的从分配盘上的所有分布管流向催化剂床层，此过程要保证每个分布管内的流量基本一致，否则会造成从工作液在塔径向分布不均，易在催化剂床层内部发生偏流，造成局部反应过度引发副反应，并且催化剂利用率差。氢化塔若在设计或操作上存在问题很容易导致塔内催化剂结疤，行业内大多数企业都出现过此类现象，清理结疤难度大，对催化剂损伤大，且对安全生产带来极大隐患。因而国内相关科研机构及生产企业历来重视氢化塔，国内有诸多相关专利，比如使用两个氢化塔串联使气液两相得以充分混合，两个氢化塔依次进行同样的氢化反应，能有效降低循环泵的扬程要求，减小氢化塔的直径，减少催化剂的用量。或者使用三个氢化塔串联，并且依次降低并调整每个氢化塔的溶氢比例，氢化塔的内蒽醌副反应处于可控状态，有助于减少蒽醌的降解产物，降低催化剂与蒽醌的消耗。为减少副反应将塔底部的催化液再次循环加入塔内，防止氢化塔内反应过度氢化等工艺优化方案。
3.传统的氢化塔钯触媒生产工艺都是单层触媒生产工艺，当产能无法达标时，就要进行触媒再生，此时装置停产，触媒清洗过程需要七天左右，严重影响生产进度，且容易存在偏流现象，造成催化剂局部结块。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种蒽醌法制备双氧水的氢化系统，本实用新型的氢化系统，可大幅减少塔高，减少料液循环泵的运行功率，对装置的稳定运行，产能提高、成本下降有直接好处。同时，使用最新的催化工艺技术，使触媒使用寿命得以延长，本实用新型采用的技术方案如下：
5.根据本实用新型的一个方面，提供了一种蒽醌法制备双氧水的氢化系统，系统包括氢化塔，所述氢化塔的上端设有出气管，所述氢化塔的下端设有出液管，所述氢化塔内从上往下依次设有三个触媒机构，位于下方的所述触媒机构的下侧通过导流板连接有气液分离器，所述气液分离器的出料口与所述出液管连接，所述气液分离器的一侧连接有氢气进气管，所述氢化塔一侧且位于最上方的触媒机构的上方设有工作液进液管。
6.优选的，所述触媒机构包括气液分布器、丝网、钯触媒层和栅板，所述气液分布器、丝网、钯触媒层和栅板从上往下依次设置，所述气液分布器的下方设有丝网，所述丝网的下侧与所述钯触媒层连接，所述钯触媒层的下侧与所述栅板连接。
7.优选的，所述出气管的下端连接有除雾器，所述除雾器设在所述氢化塔上端内侧。
8.优选的，所述气液分离器底部内侧设有过滤器，所述过滤器与所述出液管的一端连接。
9.优选的，所述氢气进气管通过三通管连接有循环管，所述循环管远离三通管的一端与所述出气管连接。
10.本实用新型采用的上述技术方案，具有如下显著效果：
11.(1)本实用新型可根据工艺需要串联一节或两节，也可以同时串联三节使用，根据氢化效率及生产能力的要求而定自主调节，增强生产灵活性，通过塔内多层触媒反应，不仅可以达到较高氢效，而且能有效降低塔高，有助于提高产品浓度与装置规模，降低催化剂及蒽醌的消耗。
12.(2)本实用新型含有多个气液分布器与钯触媒层，大幅减少塔高与料液泵运行功率，使设备投资相应减少，可降低循环泵的扬程要求，降低泵的功率及工作液用量。
13.(3)本实用新型的塔内采用高效钯触媒相结合的流程，具有氢化效率高、操作简单和触媒使用寿命(达5年以上)长的特点，对确保生产稳定和经营管理都具有重要意义。
14.(4)本实用新型结构紧凑，氢化液分离器与塔体连为一体，可减少部分管路设置，增大气液分离界面，进一步保证气液分离效果。
附图说明
15.图1为本实用新型的结构示意图。
16.1-氢化塔，2-出气管，3-除雾器，4-人孔，5-气液分布器，6-丝网，7-钯触媒层，8-栅板，9-过滤器，10-出液管，11-气液分离器，12-氢气进气管，13-导流板，14-工作液进液管。
具体实施方式
17.为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本实用新型进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。
18.如图1所示，根据本实用新型的一种蒽醌法制备双氧水的氢化系统，系统包括氢化塔1，氢化塔1的上端设有出气管2，氢化塔1的下端设有出液管10，氢化塔1内从上往下依次设有三个触媒机构，触媒机构包括气液分布器5、丝网6、钯触媒层7和栅板8，气液分布器5、丝网6、钯触媒层7和栅板8从上往下依次设置，气液分布器5的下方设有丝网6，丝网6的下侧与钯触媒层7连接，钯触媒层7的下侧与栅板8连接。位于最下方的触媒机构的下侧通过导流板13连接有气液分离器11，气液分离器11的出料口与出液管10连接，气液分离器11的一侧连接有氢气进气管12，氢化塔1一侧且位于最上方的触媒机构的上方设有工作液进液管14。
19.进一步的，在出气管2的下端连接有除雾器3，除雾器3设在氢化塔1上端内侧。
20.更进一步的，气液分离器11底部内侧设有过滤器9，过滤器9与出液管10的一端连
接。
21.其中，氢气进气管12通过三通管连接有循环管，循环管远离三通管的一端与出气管2连接。
22.本实用新型在使用时，氢气进气口与氢化塔1的氢气进气管12相连接，氢气的输入压力为0.2mpa，钯触煤层7出来的氢化液进入到气液分离器11，而未反应的氢气进入到氢化塔1顶部经循环管再次进入氢气进气管12，氢化塔1内部有除雾器3外接循环管，避免尾气外漏，每节触媒机构均设有气液分布器5与钯触媒层7，工作液从氢化塔1的工作液进液管14进入，工作液中溶质组分为2-乙基蒽醌(eaq)，2-乙基四氢蒽醌(theaq),第一溶剂组分是重芳烃(ar)，第二溶剂组分是磷酸三辛酯(top)、四丁基脲(tbu)，是一种新型的全酸性三元溶剂体系。工作液与氢气的一级流量比为1:5。工作液经气液分布器5均匀进入塔内，氢化塔1内分为三节触媒机构，工作液和氢气在气液分布器5混合溶解后依次进行三级氢化反应，反应后的物料流出后经气液分离器11进入下一触媒机构层，工作液与逆流氢气混合后进入第一节钯触媒装置进行一级氢化反应，一级氢化反应流出物和逆流氢气在气液分布器5混合后进入第二节钯触媒机构，进行二级氢化反应，二级氢化反应流出物和逆流氢气在气液分布器5混合后进入第三节钯触媒机构，进行三级氢化反应，三级氢化反应后的物料流出，进入气液分离器11后进入下一工序。该工艺通过塔内多层触媒反应，不仅可以达到较高氢效，而且能有效降低塔高，有助于提高产品浓度与装置规模，降低催化剂及蒽醌的消耗。
23.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。