專利名稱:一種用于制備過(guò)氧化氫的氫化反應(yīng)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及過(guò)氧化氫生產(chǎn)設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體來(lái)說(shuō)是一種用于制備過(guò)氧化氫的氫化反應(yīng)系統(tǒng)，包括氫氣進(jìn)口端、氮?dú)膺M(jìn)口端、混合溶液進(jìn)口端、流化床反應(yīng)器、氫氣循環(huán)壓縮機(jī)、氫氣冷卻器、一級(jí)過(guò)濾器、液液換熱器、氫化液冷卻器、氫化液受槽、氫化液泵組A/B、反沖洗泵組A/B、二級(jí)過(guò)濾器及安保過(guò)濾器，所述的流化床反應(yīng)器為底部帶有冷卻器的空塔，流化床反應(yīng)器的外圍設(shè)有溫差、壓差分析報(bào)警控制閥及溫度、壓力顯示儀表，塔底設(shè)有氣體輸入端及混合溶液輸入端，塔側(cè)設(shè)有氫化液輸出口。本實(shí)用新型中流化床反應(yīng)器為氣液固三相反應(yīng)器，空速大，反應(yīng)器內(nèi)壓降小，溫度分布均勻、傳質(zhì)和傳熱好，催化劑利用率高、運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)、操作環(huán)境安全性高。
【專利說(shuō)明】一種用于制備過(guò)氧化氫的氫化反應(yīng)系統(tǒng)
[【技術(shù)領(lǐng)域】]
[0001]本實(shí)用新型涉及過(guò)氧化氫生產(chǎn)設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體來(lái)說(shuō)是一種用于制備過(guò)氧化氫的氫化反應(yīng)系統(tǒng)。
[【背景技術(shù)】]
[0002]過(guò)氧化氫是一種重要的化工原料。由于過(guò)氧化氫分解后產(chǎn)生水和氧氣，對(duì)環(huán)境無(wú)二次污染，屬于綠色化學(xué)品，使得過(guò)氧化氫作為氧化劑受到越來(lái)越多的重視。過(guò)氧化氫廣泛應(yīng)用于造紙、紡織、化工、醫(yī)藥、環(huán)保、食品、軍工等行業(yè)。由于其生產(chǎn)和使用的過(guò)程幾乎無(wú)污染，故被稱為“最清潔”的化工產(chǎn)品，常作為氧化劑、漂白劑、消毒劑、脫氧劑、聚合物引發(fā)劑和交聯(lián)劑。隨著人民生活質(zhì)量提高及環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，過(guò)氧化氫生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展將會(huì)更快，其開發(fā)利用前景將會(huì)更加廣闊，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)過(guò)氧化氫的年產(chǎn)量約300萬(wàn)噸。
[0003]過(guò)氧化氫工業(yè)生產(chǎn)方法包括蒽醌法、電解法、異丙醇法以及近年來(lái)發(fā)展的氫氧直接合成法等。電解法是生產(chǎn)過(guò)氧化氫的最早方法，該法具有效率高和流程簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，不足之處是能耗高、設(shè)備生產(chǎn)能力低、成本高，目前已很少有廠家采用。異丙醇法以過(guò)氧化物等作為誘發(fā)劑，用空氣或氧氣對(duì)異丙醇進(jìn)行液相氧化，生成過(guò)氧化氫和丙酮。該法的不足之處是副產(chǎn)物丙酮也需要尋找消費(fèi)市場(chǎng)，需要消耗大量的異丙醇，因此整體缺乏競(jìng)爭(zhēng)力，同樣已被淘汰。氫氧直接合成法是由氫氣和氧氣直接反應(yīng)制備過(guò)氧化氫的方法，由于過(guò)程簡(jiǎn)單、產(chǎn)品清潔、生產(chǎn)成本低等原因已成為當(dāng)今過(guò)氧化氫新技術(shù)的開發(fā)熱點(diǎn)，但技術(shù)上還有待成熟，目前未大規(guī)?；I(yè)應(yīng)用。蒽醌法是目前生產(chǎn)過(guò)氧化氫的主要方法，也是最為成熟的方法。
[0004]蒽醌法的生產(chǎn)方法為固定床工藝蒽醌法生產(chǎn)工藝，雖然產(chǎn)量較大，但也表現(xiàn)出了生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品質(zhì)量差、單位產(chǎn)品生產(chǎn)消耗高、生產(chǎn)設(shè)備笨重、投資大、生產(chǎn)操作安全性差等較多的缺點(diǎn)。國(guó)外過(guò)氧化氫的生產(chǎn)大都采用流化床氫化工藝，其特點(diǎn)是生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量高、消耗低和安全性高等特點(diǎn)，但長(zhǎng)期以來(lái)，由于國(guó)外技術(shù)保密的原因，其工藝一直準(zhǔn)不轉(zhuǎn)讓給中國(guó)。
[
【發(fā)明內(nèi)容】
]
[0005]本實(shí)用新型的目的是參考化工行業(yè)其它類似的流化床工藝，并在此基礎(chǔ)上，根據(jù)過(guò)氧化氫工藝、原料、反應(yīng)及生產(chǎn)控制特點(diǎn)，開發(fā)出蒽醌法過(guò)氧氫化氫生產(chǎn)氫化部分流化床加氫系統(tǒng)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，設(shè)計(jì)一種用于制備過(guò)氧化氫的氫化反應(yīng)系統(tǒng)，包括氫氣進(jìn)口端、氮?dú)膺M(jìn)口端、混合溶液進(jìn)口端、流化床反應(yīng)器、氫氣循環(huán)壓縮機(jī)、氫氣冷卻器、一級(jí)過(guò)濾器、液液換熱器、氫化液冷卻器、氫化液受槽、氫化液泵組A/B、反沖洗泵組A/B、二級(jí)過(guò)濾器及安保過(guò)濾器，所述的流化床反應(yīng)器為底部帶有冷卻器的空塔，流化床反應(yīng)器的外圍設(shè)有溫差、壓差分析報(bào)警控制閥及溫度、壓力顯示儀表，塔底設(shè)有氣體輸入端及混合溶液輸入端，塔側(cè)設(shè)有氫化液輸出口，塔頂設(shè)有除霧器，除霧器的出口端連接氫氣冷卻器的D端，氫氣冷卻器的B端連接旋風(fēng)分離器后通過(guò)蝶閥連接循環(huán)氫氣過(guò)濾器，循環(huán)氫氣過(guò)濾器經(jīng)過(guò)管道連接至氫氣循環(huán)壓縮機(jī)的輸入端，流化床反應(yīng)器的氣體輸入端連接旋塞閥、止回閥后一端連接氮?dú)膺M(jìn)口端及其流量監(jiān)控閥、流量氣動(dòng)閥，另一端連接流量監(jiān)控閥后連接至氫氣循環(huán)壓縮機(jī)的輸出端，并抽頭一端一路連接截止閥、流量監(jiān)控閥、壓力氣動(dòng)閥至氫氣過(guò)濾器的輸出端，氫氣過(guò)濾器的輸入端連接旋塞閥及氫氣進(jìn)口端，流化床反應(yīng)器的混合溶液輸入端一路連接閘閥、流量氣動(dòng)閥、流量監(jiān)控閥至混合溶液進(jìn)口端，流化床反應(yīng)器的氫化液輸出端連接氫化液氣液分離器的輸入端，氫化液氣液分離器輸出端一端通過(guò)旋塞閥連接至一級(jí)過(guò)濾器的輸入端，另一端經(jīng)過(guò)氫化液氣液分離罐后與一級(jí)過(guò)濾器的底部輸出端合并連接至塔底的冷卻器，一級(jí)過(guò)濾器的頂部輸出端經(jīng)過(guò)液位控制閥組連接至液液換熱器的B端，液液換熱器的B端與D端合并后連接至氫化液冷卻器的B端，氫化液冷卻器的D端連接氫化液受槽的輸入D端，氧化液受槽的輸出A端連接反沖洗泵組A/B，反沖洗泵組A/B連接至一級(jí)過(guò)濾器的頂部輸入端，氫化液受槽的輸出B端連接至氧化液泵組A/B，氧化液泵組A/B連接二級(jí)過(guò)濾器，二級(jí)過(guò)濾器連接安保過(guò)濾器后輸出。
[0007]所述的流化床反應(yīng)器為氣液固三相反應(yīng)器，空速大，反應(yīng)器內(nèi)壓降小，溫度分布均勻、傳質(zhì)和傳熱好，催化劑利用率高、運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)、操作環(huán)境安全性高，流化床反應(yīng)器內(nèi)有催化劑，催化劑是以有載體的鈀。
[0008]所述的氫化液受槽輸入C端通過(guò)壓力氣動(dòng)閥連接氮?dú)廨斎肟?，氫化液受槽外圍設(shè)有液壓監(jiān)控控制閥。
[0009]反沖洗泵組A/B包括反沖洗泵、開關(guān)、壓力儀表、壓力傳感器、截止閥及止回閥，壓力傳感器法蘭連接至反沖洗泵的輸入端，反沖洗泵的輸出端一路連接壓力傳感器、止回閥及截止閥，反沖洗泵輸出端抽出一端連接壓力儀表，反沖洗泵的啟停由開關(guān)控制。
[0010]所述的氫化液泵組A/B包括氫化液泵、開關(guān)、壓力儀表、壓力傳感器、截止閥及止回閥，氫化液受槽的輸出B端分別通過(guò)截止閥及壓力傳感器連接至第一氫化液泵及第二氫化液泵，第一氫化液泵的輸出端連接壓力傳感器、止回閥及截止閥，第二氫化液泵輸出端連接壓力傳感器、止回閥、截止閥，第一氫化液泵及第二氫化液泵輸出端分別抽出一端連接壓力儀表，第一氫化液泵及第二氫化液泵的啟停由開關(guān)控制。
[0011]本實(shí)用新型同現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于:
[0012]1.由于流化床反應(yīng)器為氣液固三相反應(yīng)器，具有空速大，反應(yīng)器內(nèi)壓降小，溫度分布均勻、傳質(zhì)和傳熱好，催化劑利用率高、運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)、操作環(huán)境安全性高等優(yōu)點(diǎn)；
[0013]2.流化床中的催化劑采用小顆粒且粒度范圍較為寬泛，催化劑顆粒和工作液處于劇列攪動(dòng)狀態(tài)，大大增加氣固間的接觸面積，體系內(nèi)給熱系數(shù)大，傳熱速率加快，床層溫度分布均勻。
[0014]3.催化劑加入方式可通過(guò)催化劑加注罐直接加入塔內(nèi)，或者通過(guò)催化劑配制系統(tǒng)用泵打入到氫化液過(guò)濾循環(huán)管上，并能從反應(yīng)器底部間歇加入新催化劑和取出舊催化劑，能長(zhǎng)期保證氫化效率較穩(wěn)定；
[0015]4.設(shè)有氫氣循環(huán)系統(tǒng)，將流化床反應(yīng)器產(chǎn)生尾氣和可能夾帶的有機(jī)液體在反應(yīng)器頂部的除霧器上分離，在進(jìn)氫氣循環(huán)壓縮機(jī)之前，還要經(jīng)過(guò)冷凝、分離和過(guò)濾器再次分離聚集變成可循環(huán)利用的氫氣，節(jié)約能源。
[【附圖說(shuō)明】

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[0016]圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)連接圖。
[0017]圖中:1.氫氣進(jìn)口端 2.氮?dú)膺M(jìn)口端 3.混合溶液進(jìn)口端4.流化床反應(yīng)器5.氫氣循環(huán)壓縮機(jī)6.氫氣冷卻器7.—級(jí)過(guò)濾器8.液液換熱器9.氫化液冷卻器10.氫化液受槽11.第一氫化液泵12.第二氫化液泵13.反沖洗泵14.二級(jí)過(guò)濾器15.安保過(guò)濾器 16.冷卻器 17.旋風(fēng)分離器 18.循環(huán)氫氣過(guò)濾器19.氫氣過(guò)濾器20.氫化液出口端21.氣體輸入端22.混合溶液輸入端23.氫化液輸出口 24.氫化液氣液分離罐；
[【具體實(shí)施方式】]
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，這種裝置的結(jié)構(gòu)和原理對(duì)本專業(yè)的人來(lái)說(shuō)是非常清楚的。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0019]見圖1，過(guò)氧化氫的氫化反應(yīng)系統(tǒng)包括氫氣進(jìn)口端、氮?dú)膺M(jìn)口端、混合溶液進(jìn)口端、流化床反應(yīng)器、氫氣循環(huán)壓縮機(jī)、氫氣冷卻器、一級(jí)過(guò)濾器、液液換熱器、氫化液冷卻器、氫化液受槽、氫化液泵組A/B、反沖洗泵組A/B、二級(jí)過(guò)濾器及安保過(guò)濾器及控制閥、儀表等。
[0020]流化床反應(yīng)器為底部帶有冷卻器的空塔，塔底冷卻器保證塔內(nèi)反應(yīng)熱及時(shí)移出，防止塔溫太高反應(yīng)過(guò)度，流化床反應(yīng)器的外圍設(shè)有溫差、壓差分析報(bào)警控制閥及溫度、壓力顯示儀表，塔底設(shè)有氣體輸入端及混合溶液輸入端，塔側(cè)設(shè)有氫化液輸出口，塔頂設(shè)有除霧器，塔內(nèi)形成氣體循環(huán)，使塔底及塔頂產(chǎn)生壓差，壓力差會(huì)在塔內(nèi)形成氣提現(xiàn)象，從而使塔內(nèi)形成氣、液、固三相流化反應(yīng)體系。
[0021]除霧器的出口端連接氫氣冷卻器的D端，氫氣冷卻器的B端連接旋風(fēng)分離器后通過(guò)蝶閥連接循環(huán)氫氣過(guò)濾器，循環(huán)氫氣過(guò)濾器經(jīng)過(guò)管道連接至氫氣循環(huán)壓縮機(jī)的輸入端，反應(yīng)氫氣通過(guò)調(diào)節(jié)閥組調(diào)節(jié)流量及壓力后進(jìn)入塔內(nèi)對(duì)反應(yīng)后的氫氣進(jìn)行補(bǔ)充，循環(huán)氫氣在塔底設(shè)有分散管，以保證塔內(nèi)氫氣分布均勻及平衡。
[0022]流化床反應(yīng)器的氣體輸入端連接旋塞閥、止回閥后一端連接氮?dú)膺M(jìn)口端及其流量監(jiān)控閥、流量氣動(dòng)閥，另一端連接流量監(jiān)控閥后連接至氫氣循環(huán)壓縮機(jī)的輸出端，并抽頭一端一路連接截止閥、流量監(jiān)控閥、壓力氣動(dòng)閥至氫氣過(guò)濾器的輸出端，氫氣過(guò)濾器的輸入端連接旋塞閥及氫氣進(jìn)口端，流化床反應(yīng)器的混合溶液輸入端一路連接閘閥、流量氣動(dòng)閥、流量監(jiān)控閥至混合溶液進(jìn)口端。
[0023]流化床反應(yīng)器的氫化液輸出端連接氫化液氣液分離器的輸入端，氫化液氣液分離器輸出端一端通過(guò)旋塞閥連接至一級(jí)過(guò)濾器的輸入端，另一端經(jīng)過(guò)氫化液氣液分離罐后與一級(jí)過(guò)濾器的底部輸出端合并連接至塔底的冷卻器，一級(jí)過(guò)濾器的頂部輸出端經(jīng)過(guò)液位控制閥組連接至液液換熱器的B端，液液換熱器的B端與D端合并后連接至氫化液冷卻器的B端，氫化液冷卻器的D端連接氫化液受槽的輸入D端，氧化液受槽的輸出A端連接反沖洗泵組A/B，反沖洗泵組A/B連接至一級(jí)過(guò)濾器的頂部輸入端，氫化液受槽的輸出B端連接至氧化液泵組A/B，氧化液泵組A/B連接二級(jí)過(guò)濾器，二級(jí)過(guò)濾器連接安保過(guò)濾器后輸出。
[0024]—級(jí)過(guò)濾器設(shè)有反吹工藝，即連接反沖洗泵組A/B，從氫化液受槽內(nèi)分出一部分氫化液對(duì)一級(jí)過(guò)濾器進(jìn)行編程反吹，以防止一級(jí)過(guò)濾器阻塞。
[0025]氫化催化劑對(duì)過(guò)氧化氫有分解作用，甚至是少量的催化劑進(jìn)入氧化工序都會(huì)導(dǎo)致大量產(chǎn)品的損失和正常生產(chǎn)工藝的嚴(yán)重干擾。因此，在氫化液進(jìn)入氫化液受槽前、后及氫化液進(jìn)入氧化工序前，設(shè)置了三級(jí)精密的氫化液過(guò)濾器，以除去氫化液中可能攜帶的催化劑和氧化鋁微小顆粒。
[0026]本裝置的具體工作原理為:將來(lái)自配制工序的混合溶液由混合溶液配制泵送至循環(huán)混合溶液受槽，然后通過(guò)循環(huán)混合溶液泵經(jīng)過(guò)濾、冷卻/加熱器調(diào)節(jié)到適宜溫度后與來(lái)自氫氣站、經(jīng)氫氣過(guò)濾器過(guò)濾后的氫氣分別進(jìn)入流化床氫化反應(yīng)器底部，在一定溫度和壓力下，混合溶液中的蒽醌與氫氣在環(huán)境為0.15?0.35MPa和40?75°C、鈀催化劑的作用下進(jìn)行加氫反應(yīng)形成氫化液，再經(jīng)過(guò)氫化液氣液分離器、一級(jí)過(guò)濾器、液液換熱器、氫化液冷卻器、氫化液受槽，氫化液泵、二級(jí)過(guò)濾器及安保過(guò)濾器送到氧化反應(yīng)器進(jìn)行氧化反應(yīng)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于制備過(guò)氧化氫的氫化反應(yīng)系統(tǒng)，包括氫氣進(jìn)口端、氮?dú)膺M(jìn)口端、混合溶液進(jìn)口端、流化床反應(yīng)器、氫氣循環(huán)壓縮機(jī)、氫氣冷卻器、一級(jí)過(guò)濾器、液液換熱器、氫化液冷卻器、氫化液受槽、氫化液泵組A/B、反沖洗泵組A/B、二級(jí)過(guò)濾器及安保過(guò)濾器，其特征在于所述的流化床反應(yīng)器為底部帶有冷卻器的空塔，流化床反應(yīng)器的外圍設(shè)有溫差、壓差分析報(bào)警控制閥及溫度、壓力顯示儀表，塔底設(shè)有氣體輸入端及混合溶液輸入端，塔側(cè)設(shè)有氫化液輸出口，塔頂設(shè)有除霧器，除霧器的出口端連接氫氣冷卻器的D端，氫氣冷卻器的B端連接旋風(fēng)分離器后通過(guò)蝶閥連接循環(huán)氫氣過(guò)濾器，循環(huán)氫氣過(guò)濾器經(jīng)過(guò)管道連接至氫氣循環(huán)壓縮機(jī)的輸入端，流化床反應(yīng)器的氣體輸入端連接旋塞閥、止回閥后一端連接氮?dú)膺M(jìn)口端及其流量監(jiān)控閥、流量氣動(dòng)閥，另一端連接流量監(jiān)控閥后連接至氫氣循環(huán)壓縮機(jī)的輸出端，并抽頭一端一路連接截止閥、流量監(jiān)控閥、壓力氣動(dòng)閥至氫氣過(guò)濾器的輸出端，氫氣過(guò)濾器的輸入端連接旋塞閥及氫氣進(jìn)口端，流化床反應(yīng)器的混合溶液輸入端一路連接閘閥、流量氣動(dòng)閥、流量監(jiān)控閥至混合溶液進(jìn)口端，流化床反應(yīng)器的氫化液輸出端連接氫化液氣液分離器的輸入端，氫化液氣液分離器輸出端一端通過(guò)旋塞閥連接至一級(jí)過(guò)濾器的輸入端，另一端經(jīng)過(guò)氫化液氣液分離罐后與一級(jí)過(guò)濾器的底部輸出端合并連接至塔底的冷卻器，一級(jí)過(guò)濾器的頂部輸出端經(jīng)過(guò)液位控制閥組連接至液液換熱器的B端，液液換熱器的B端與D端合并后連接至氫化液冷卻器的B端，氫化液冷卻器的D端連接氫化液受槽的輸入D端，氧化液受槽的輸出A端連接反沖洗泵組A/B，反沖洗泵組A/B連接至一級(jí)過(guò)濾器的頂部輸入端，氫化液受槽的輸出B端連接至氧化液泵組A/B，氧化液泵組A/B連接二級(jí)過(guò)濾器，二級(jí)過(guò)濾器連接安保過(guò)濾器后輸出。2.如權(quán)利要求1所述的一種用于制備過(guò)氧化氫的氫化反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于所述的流化床反應(yīng)器為氣液固三相反應(yīng)器，流化床反應(yīng)器內(nèi)有催化劑。3.如權(quán)利要求1所述的一種用于制備過(guò)氧化氫的氫化反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于所述的氫化液受槽輸入C端通過(guò)壓力氣動(dòng)閥連接氮?dú)廨斎肟?，氫化液受槽外圍設(shè)有液壓監(jiān)控控制閥。4.如權(quán)利要求1所述的一種用于制備過(guò)氧化氫的氫化反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于所述的反沖洗泵組A/B包括反沖洗泵、開關(guān)、壓力儀表、壓力傳感器、截止閥及止回閥，壓力傳感器法蘭連接至反沖洗泵的輸入端，反沖洗泵的輸出端一路連接壓力傳感器、止回閥及截止閥，反沖洗泵輸出端抽出一端連接壓力儀表，反沖洗泵的啟停由開關(guān)控制。5.如權(quán)利要求1所述的一種用于制備過(guò)氧化氫的氫化反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于所述的氫化液泵組A/B包括氫化液泵、開關(guān)、壓力儀表、壓力傳感器、截止閥及止回閥，氫化液受槽的輸出B端分別通過(guò)截止閥及壓力傳感器連接至第一氫化液泵及第二氫化液泵，第一氫化液泵的輸出端連接壓力傳感器、止回閥及截止閥，第二氫化液泵輸出端連接壓力傳感器、止回閥、截止閥，第一氫化液泵及第二氫化液泵輸出端分別抽出一端連接壓力儀表，第一氫化液泵及第二氫化液泵的啟停由開關(guān)控制。
【文檔編號(hào)】C01B15-023GK204281311SQ201420748628
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