CN202201708U - 一种蒽醌法生产h2o2的固定床氢化装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型为一种蒽醌法生产H2O2的固定床氢化装置，包括2个或2个以上氢化塔串联而成，其特征在于：所述的氢化塔内分为三个小节，每小节的高径比为2:3，节与节之间用不锈钢隔板分开；氢化塔第一节从下往上依次为￠3～10mm惰性氧化铝球、20目的不锈钢丝网、￠1～3mm的催化剂和￠3～5mm的氧化铝瓷球，第二节与第三节物料的堆放均是在不锈钢隔板上重复第一节的顺序放置材料，其中第一节最上面还装有气液分布器。所述各氢化塔之间的串联路径上设有气液分离器，气液分离器的输出端与静态混合器的输入端相连，气液分离器上还接有H2和惰性气体放空气道，静态混合器还连接补充H2气道，静态混合器的输出端连接下方的氢化塔。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种蒽醌法生产双氧水用的固定床氢化反应装置，特别是公开一种蒽醌法生产H2O2的固定床氢化装置，包括氢化塔结构内部物料堆放方式，氢化塔之间的气液连接及相关反应条件。
背景技术
随着对生态环境保护的日益重视，H2O2作为一个绿色化学品，在越来越多的领域得到应用，市场需求也越来越大，因此对H2O2生产技术的研究已十分必要。氢化反应系统是整个H2O2生产过程中最重要的环节，追求氢化系统的高效才会使整个生产体系得以产生高的效率。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术生产H2O2装置的缺陷，提供一种高效生产H2O2的氢化装置，同时也能节省生产成本。
本实用新型是这样实现的：一种蒽醌法生产H2O2的固定床氢化装置，包括2个或2个以上氢化塔串联而成，其特征在于：所述的氢化塔内由三个小节组成，每小节的高径比为2:3，节与节之间用不锈钢隔板分开，氢化塔的最底下为￠3～10mm惰性氧化铝球，上面放置20目的不锈钢丝网，丝网上面放置￠1～3mm的催化剂，催化剂上部为￠3～5mm的氧化铝瓷球，第二节与第三节物料的堆放均是在不锈钢隔板上重复第一节的顺序放置材料，其中第一节最上面还装有气液分布器。所述各氢化塔之间的串联路径上设有气液分离器，气液分离器的输出端与静态混合器的输入端相连，气液分离器上还接有H2和惰性气体放空气道，静态混合器还连接补充H2气道，静态混合器的输出端连接下方的氢化塔。
本实用新型的有益效果是：使用本实用新型装置，氢化塔直径可减小1/3，体积相应减小近1/3，使设备投资相应减少。另外，本实用新型在达到同样产量时流量也比现工业方案少近20%，可降低循环泵的扬程要求，降低泵的功率消耗及减少工作液用量。最重要的是催化剂的装填体积减小了近2/3，使生产装置中的催化剂投资费用大幅下降。由于生产H2O2的加氢催化剂是贵金属催化剂，价格昂贵，以5万吨为例，同样生产能力的装置，本实用新型仅催化剂一项就可降低投资数千万元。
附图说明
图1 是本实用新型结构示意图。
图中：1、氢化反应塔； 2、气液分布器； 3、惰性填料； 4、催化剂； 5、隔板； 6、H2和惰性气体放空气道； 7、补充H2气道。
具体实施方式
本实用新型为一种蒽醌法生产H2O2的固定床氢化装置，包括2个或2个以上氢化塔串联而成。
氢化塔内由三个小节组成，每小节的高径比为2:3，节与节之间用不锈钢隔板分开。氢化塔的直径根据装置的生产能力及催化剂的堆积密度而定。
以现在国内外通常生产2.5万、5万吨（100%浓度）H2O2为例：生产5万吨H2O2，设置氢化塔2个，氢化塔直径为2.4m，催化剂每小节装填3吨，催化剂装填体积为6.6m3，总的催化剂装填体积约为40m3，重量为18吨。生产2.5万吨H2O2，设置氢化塔2个，氢化塔直径为1.8m，催化剂每小节装填1.5吨，催化剂装填体积为3.3m3，总的催化剂装填体积约为20 m3，重量为9吨。
根据附图，本实用新型的物料在氢化反应塔内堆放方式及塔之间气液连接方式为：物料在氢化反应塔内的堆放是分三节，每节用不锈钢筛板分开。氢化塔的第一节最底下为￠3～10mm惰性氧化铝球，上面放置20目的不锈钢丝网，丝网上面放置￠1～3mm的钯催化剂，催化剂上部为￠3～5mm的氧化铝瓷球，第二节与第三节物料的堆放均是在不锈钢隔板上重复第一节的顺序放置材料，其中第一节最上面还装有气液分布器。各氢化塔之间的串联路径上设有气液分离器，气液分离器的输出端与静态混合器的输入端相连，气液分离器上还接有H2和惰性气体放空气道，静态混合器还连接补充H2气道，静态混合器的输出端连接下方的氢化塔。
由于蒽醌法制H2O2是气液固三相反应，要求气液二相充分混合均匀才能最大限度发挥反应效果，本实用新型在氢化反应塔内这样放置物料正是为了达到这个目的。
氢化反应装置的物料连接方法是工作液（是由蒽醌溶解于溶剂中组成）和H2进入氢化塔内混合并通过气液分布器形成液封，使H2和工作液均匀流入催化剂床层，每节反应后进入下节时也是通过惰性氧化铝球使气液得到再次混合后进入下节催化剂床层进行反应。工作液和残余H2及反应产生的惰性气体出上部氢化塔后进入气液分离器，少量H2和惰性气体被放空，部份工作液根据需要与进塔前工作液混合进入上部氢化塔（这部份工作液称为循环液），其余工作液与另一管通过来的H2在静态混合器内混合进入下部氢化塔进行同样反应。
反应条件：
压力：2.0~4.4atm；
流量：根据不同的产量及氢化效益决定，但再生液及氢化循环液必须达到180m3/m2；
温度：40~70℃。
本实用新型与现有技术的比较：
| 本实用新型 | 现有技术 | |
| 氢化塔个数 | 2塔6小节、塔直径2.4m | 3塔、塔直径3.6m |
| 压力 | 2.0~4.5 | 2.0~3.0 |
| 工作液流量 | 700~750m3 | 850~900 m3 |
| 喷淋密度 | 180m3/m2 | 70~90 m3/m2 |
| 催化剂装填体积.r | 39 m3 | 110 m3 |
从表中可看出，使用本实用新型装置，氢化塔直径可减小1/3，体积相应减小近1/3，使设备投资相应减少。另外本发明在达到同样产量时流量也现工业方案少近20%，可降低循环泵的扬程要求，降低泵的功率消耗及减少工作液用量。最重要的是催化剂的装填体积减小了近2/3，使生产装置中的催化剂投资费用大幅下降。由于生产H2O2装置加氢催化剂是贵金属催化剂，价格昂贵，以5万吨为例，同样生产能力的装置仅催化剂投资就可降低数千万元。
Claims (4)
1.一种蒽醌法生产H2O2的固定床氢化装置，包括2个或2个以上氢化塔串联而成，其特征在于：所述的氢化塔内由三个小节组成，每小节的高径比为2:3，节与节之际用不锈钢隔板分开，氢化塔的最底下为￠3～10mm惰性氧化铝球，上面放置20目的不锈钢丝网，丝网上面放置￠1～3mm的催化剂，催化剂上部为￠3～5mm的氧化铝瓷球，第二节与第三节物料的堆放均是在不锈钢隔板上重复第一节的顺序放置材料，其中第一节最上面还装有气液分布器。
2.根据权利要求 1 所述的一种蒽醌法生产H2O2的固定床氢化装置，其特征在于：所述各氢化塔之间的串联路径上设有气液分离器，气液分离器的输出端与静态混合器的输入端相连，气液分离器上还接有H2和惰性气体放空气道，静态混合器还连接补充H2气道，静态混合器的输出端连接下方的氢化塔。
3.根据权利要求 1 或2所述的一种蒽醌法生产H2O2的固定床氢化装置，其特征在于：生产5万吨100%浓度的H2O2，设置氢化塔2个，所述的氢化塔直径为2.4m，催化剂每小节装填3吨，催化剂装填体积为6.6m3。
4.根据权利要求 1 或2所述的一种蒽醌法生产H2O2的固定床氢化装置，其特征在于：生产2.5万吨100%浓度的H2O2，设置氢化塔2个，所述的氢化塔直径为1.8m，催化剂每小节装填1.5吨，催化剂装填体积为3.3m3。
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