专利名称：过氧化氢生产中蒽醌工作液氢化反应的操作方法
技术领域：
本发明涉及一种过氧化氢生产中蒽醌工作液氢化反应的操作方法。属于蒽醌法生产过氧化氢技术。
背景技术：
过氧化氢的生产技术主要是蒽醌衍生物自动氧化法(简称蒽醌法)。蒽醌法的典型化学反应式，见(1)和(2)。
式中R为烷基反应过程是在催化剂存在下用氢气将工作液(所述的工作液是烷基蒽醌溶于适当有机溶剂的溶液)中的烷基蒽醌氢化，生成相应的烷基氢蒽醌(见反应式1)。溶剂中的氢蒽醌与催化剂分离后经氧化生成过氧化氢，同时氢蒽醌复原为蒽醌(见反应式2)。最后用水萃取有机溶剂中的过氧化氢，得到过氧化氢水溶液。
其中蒽醌工作液氢化反应在固定床反应器中进行，反应器内装填有颗粒催化剂，反应器的操作压力为0.2～0.3MPa，操作温度为50～70℃。现有的固定床反应器操作方法都是氢气和工作液连续地从固定床反应器顶部进料。这种操作方法存在的问题是，在固定床反应器中存在催化剂颗粒的部分润湿，液相轴向和径向分布不均现象。对于催化剂颗粒的部分润湿现象而言，在润湿部分气相必须克服气液和液固传质阻力；在未润湿部分，气相更容易发生有效传递，反应速率因此提高，同时也导致反应的选择性降低。液相轴、径向分布不均现象则导致反应器局部利用效率低下。总的结果是因催化剂颗粒部分润湿或反应器的局部不润湿，反应转化率和选择性都低，有效蒽醌降解严重，从而制约了生产能力的提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种过氧化氢生产中蒽醌工作液氢化反应的操作方法，该方法操作条件易控，提高了反应器效率，能同时显著提高反应的转化率和选择性。
本发明是通过下述技术方案加以实现的，一种过氧化氢生产中蒽醌工作液氢化反应的操作方法，该方法采用固定床反应器，反应器内装填Pd/Al2O3催化剂，蒽醌工作液和氢气从反应器顶部加入，该方法的操作特征在于，氢气连续加入，蒽醌工作液周期加入，周期为10～400s，循环裂度(进料时间与操作周期之比)为0.1～0.9；反应器的操作温度为40～70℃，操作压力为101.3～400.0kPa。
上述蒽醌工作液周期加入时间为10～200s，循环裂度0.15～0.75，反应器的操作温度50～65℃，反应器的操作压力151.3～303.9kPa。
实现上述的蒽醌工作液周期性进料控制系统中的时间控制器采用时间计数器，或是电磁时间控制器，或是其他时间控制仪器、计算机程序；可控阀件是电磁阀，或是气动阀，或是电动阀，或是其他可控阀。
本发明优点在于在液相不进料的半个周期，气相与催化剂直接接触，催化剂表面的气相反应物浓度更接近气液平衡时的浓度，从而使气相组分在催化剂表面大量积累；在液相进料的半个周期，高的液相流量可以大幅提高催化剂的润湿效率，并使积累的气相组分与液相进料迅速反应，同时带走和置换原有的静态持液量。其结果是，反应速率、选择性、催化剂利用率提高。实施简单，操作条件易控，效率高，能显著提高反应器的转化率和选择性。采用本发明的固定床反应器操作方法与连续进料操作方法相比较，连续进料操作方法蒽醌工作液转化率为61.5％，采用本发明的反应器操作方法蒽醌工作液转化率达67.5％，有效蒽醌降解率可从12.3％降低到3％。
具体实施例方式
实施例1反应器内径为φ21mm，高650mm，Pd/Al2O3催化剂直径为1.9mm，工作液时均流量为10mL/min，氢气的流量为45mL/min，反应器操作温度为60℃，压力为300kPa。氢化反应的结果如表1所示。
表1连续进料和周期进料反应器性能比较
实施例2采用上述同样的反应器，工作液时均流量为5mL/min，氢气的流量为45mL/min，反应器操作温度为60℃，压力为250kPa。连续进料和周期进料固定床反应器性能比较，如表2所示。
表2连续进料和周期进料反应器性能比较
从表中数据可以看出，采用本发明的固定床反应器操作方法进行蒽醌氢化反应，反应器的转化率和选择性都有明显的提高。
权利要求
1.一种过氧化氢生产中蒽醌工作液氢化反应的操作方法，该方法采用固定床反应器，反应器内装填Pd/Al2O3催化剂，蒽醌工作液和氢气从反应器顶部加入，该方法的操作特征在于氢气连续加入，蒽醌工作液周期加入，周期为10～400s，循环裂度为0.1～0.9；反应器的操作温度为40～70℃，操作压力为101.3～400.0kPa。
2.按权利要求1所述的过氧化氢生产中蒽醌工作液氢化反应的操作方法，其特征在于蒽醌工作液周期加入时间为10～200s，循环裂度0.15～0.75，反应器的操作温度50～65℃，反应器的操作压力101.3～303.9kPa。
全文摘要
本发明涉及一种过氧化氢生产中蒽醌工作液氢化反应的操作方法。属于蒽醌法生产过氧化氢技术。该方法采用固定床反应器，反应器内装填Pd/Al
文档编号C01B15/00GK1673069SQ20051001628
公开日2005年9月28日 申请日期2005年3月11日 优先权日2005年3月11日
发明者刘国柱, 米镇涛, 王莅, 张香文, 王亚权 申请人:天津大学