專利名稱：過氧化氫生產中蒽醌工作液氫化反應的操作方法
技術領域：
本發明涉及一種過氧化氫生產中蒽醌工作液氫化反應的操作方法。屬于蒽醌法生產過氧化氫技術。
背景技術：
過氧化氫的生產技術主要是蒽醌衍生物自動氧化法(簡稱蒽醌法)。蒽醌法的典型化學反應式，見(1)和(2)。
式中R為烷基反應過程是在催化劑存在下用氫氣將工作液(所述的工作液是烷基蒽醌溶于適當有機溶劑的溶液)中的烷基蒽醌氫化，生成相應的烷基氫蒽醌(見反應式1)。溶劑中的氫蒽醌與催化劑分離后經氧化生成過氧化氫，同時氫蒽醌復原為蒽醌(見反應式2)。最后用水萃取有機溶劑中的過氧化氫，得到過氧化氫水溶液。
其中蒽醌工作液氫化反應在固定床反應器中進行，反應器內裝填有顆粒催化劑，反應器的操作壓力為0.2～0.3MPa，操作溫度為50～70℃。現有的固定床反應器操作方法都是氫氣和工作液連續地從固定床反應器頂部進料。這種操作方法存在的問題是，在固定床反應器中存在催化劑顆粒的部分潤濕，液相軸向和徑向分布不均現象。對于催化劑顆粒的部分潤濕現象而言，在潤濕部分氣相必須克服氣液和液固傳質阻力；在未潤濕部分，氣相更容易發生有效傳遞，反應速率因此提高，同時也導致反應的選擇性降低。液相軸、徑向分布不均現象則導致反應器局部利用效率低下。總的結果是因催化劑顆粒部分潤濕或反應器的局部不潤濕，反應轉化率和選擇性都低，有效蒽醌降解嚴重，從而制約了生產能力的提高。
發明內容
本發明的目的在于提供一種過氧化氫生產中蒽醌工作液氫化反應的操作方法，該方法操作條件易控，提高了反應器效率，能同時顯著提高反應的轉化率和選擇性。
本發明是通過下述技術方案加以實現的，一種過氧化氫生產中蒽醌工作液氫化反應的操作方法，該方法采用固定床反應器，反應器內裝填Pd/Al2O3催化劑，蒽醌工作液和氫氣從反應器頂部加入，該方法的操作特征在于，氫氣連續加入，蒽醌工作液周期加入，周期為10～400s，循環裂度(進料時間與操作周期之比)為0.1～0.9；反應器的操作溫度為40～70℃，操作壓力為101.3～400.0kPa。
上述蒽醌工作液周期加入時間為10～200s，循環裂度0.15～0.75，反應器的操作溫度50～65℃，反應器的操作壓力151.3～303.9kPa。
實現上述的蒽醌工作液周期性進料控制系統中的時間控制器采用時間計數器，或是電磁時間控制器，或是其他時間控制儀器、計算機程序；可控閥件是電磁閥，或是氣動閥，或是電動閥，或是其他可控閥。
本發明優點在于在液相不進料的半個周期，氣相與催化劑直接接觸，催化劑表面的氣相反應物濃度更接近氣液平衡時的濃度，從而使氣相組分在催化劑表面大量積累；在液相進料的半個周期，高的液相流量可以大幅提高催化劑的潤濕效率，并使積累的氣相組分與液相進料迅速反應，同時帶走和置換原有的靜態持液量。其結果是，反應速率、選擇性、催化劑利用率提高。實施簡單，操作條件易控，效率高，能顯著提高反應器的轉化率和選擇性。采用本發明的固定床反應器操作方法與連續進料操作方法相比較，連續進料操作方法蒽醌工作液轉化率為61.5％，采用本發明的反應器操作方法蒽醌工作液轉化率達67.5％，有效蒽醌降解率可從12.3％降低到3％。
具體實施例方式
實施例1反應器內徑為φ21mm，高650mm，Pd/Al2O3催化劑直徑為1.9mm，工作液時均流量為10mL/min，氫氣的流量為45mL/min，反應器操作溫度為60℃，壓力為300kPa。氫化反應的結果如表1所示。
表1連續進料和周期進料反應器性能比較
實施例2采用上述同樣的反應器，工作液時均流量為5mL/min，氫氣的流量為45mL/min，反應器操作溫度為60℃，壓力為250kPa。連續進料和周期進料固定床反應器性能比較，如表2所示。
表2連續進料和周期進料反應器性能比較
從表中數據可以看出，采用本發明的固定床反應器操作方法進行蒽醌氫化反應，反應器的轉化率和選擇性都有明顯的提高。
權利要求
1.一種過氧化氫生產中蒽醌工作液氫化反應的操作方法，該方法采用固定床反應器，反應器內裝填Pd/Al2O3催化劑，蒽醌工作液和氫氣從反應器頂部加入，該方法的操作特征在于氫氣連續加入，蒽醌工作液周期加入，周期為10～400s，循環裂度為0.1～0.9；反應器的操作溫度為40～70℃，操作壓力為101.3～400.0kPa。
2.按權利要求1所述的過氧化氫生產中蒽醌工作液氫化反應的操作方法，其特征在于蒽醌工作液周期加入時間為10～200s，循環裂度0.15～0.75，反應器的操作溫度50～65℃，反應器的操作壓力101.3～303.9kPa。
全文摘要
本發明涉及一種過氧化氫生產中蒽醌工作液氫化反應的操作方法。屬于蒽醌法生產過氧化氫技術。該方法采用固定床反應器，反應器內裝填Pd/Al
文檔編號C01B15/00GK1673069SQ20051001628
公開日2005年9月28日 申請日期2005年3月11日 優先權日2005年3月11日
發明者劉國柱, 米鎮濤, 王蒞, 張香文, 王亞權 申請人:天津大學