一種蒽醌法生產雙氧水的氧化方法
【專利摘要】本發明公開了一種蒽醌法生產雙氧水的氧化方法。該方法包括如下內容：（1）蒽醌法生產雙氧水工藝的部分氫化液與含氧氣體I進行氧化反應；（2）步驟（1）得到的氣液混合物、剩余氫化液與含氧氣體II進行氧化反應，氧化反應后的物料進行氣液分離，氣液分離得到的液相為氧化液用于萃取分離得到雙氧水。本方法具有氧化收率高、氧化塔體積小、尾氧含量低的特點，可以降低裝置的投資和能耗。
【專利說明】一種蒽醌法生產雙氧水的氧化方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種蒽醌法生產雙氧水的氧化方法。
【背景技術】
[0002]目前雙氧水的工業化生產主要采用蒽醌法，蒽醌法生產雙氧水工藝是以2-乙基蒽醌(EAQ)為工作載體，以重芳烴(Ar)和磷酸三辛酯(TOP)為溶劑配成工作液，經過氫化、氧化、萃取和工作液后處理等工序，得到雙氧水產品。
[0003]在蒽醌法生產雙氧水氫化液的氧化過程中，大量的空氣與氫化液發生氧化反應，氣液兩相界面阻力較大。為了保證氧化效果，要使氫化液在塔內有充分停留時間，這樣就需要增大氧化塔的直徑或高度，因此在雙氧水生產過程中的氧化塔體積一般都很大，這也是限制雙氧水生產裝置規模的一個關鍵因素。
[0004]現有的雙氧水生產技術中的氧化塔一般分為上、下二塔，每個塔內都是氫化液與空氣自塔底進入并流向上運動的過程。氫化液中氫蒽醌與空氣中的氧氣發生反應，生成過氧化氫。氧化塔的上、下兩塔為表觀串聯流程，上塔為新鮮的氧化液和下塔反應過的空氣反應，下塔為新鮮空氣和上塔反應過的氧化液反應，這樣設置的目的一方面以保證氧化完全，另一方面以便充分利用空氣中的氧。
[0005]在現有技術中，氧化過程在運行時普遍存在幾個問題:(I)氧化收率偏低，造成氧化收率偏低的原因主要是由于參與反應的是空氣和氫化液接觸不充分引起的；(2)氧化反應為自動氧化反應， 所需反應時間較長，來盡量提高氧化收率，另外由于氧化時的空氣量特別大，塔內要保持一定的空塔氣速，造成氧化塔的高度和直徑非常大；(3)氧化尾氣中氧氣含量高，存在安全隱患。
[0006]CN102009961A提出了一種蒽醌法生產過氧化氫的氧化方法，該方法是將含氧氣的氣相分散到含油氫化蒽醌衍生物的工作液中，得到含微米級氣泡的氣-液混合流體，進而在氣液混合液體流過延遲管道的過程中完成氧化反應。該方法的目的一方面是提高氧化效率，另一方面縮小氧化時間，減小氧化塔體積。
[0007]但實際上,隨著氧化反應的進行,微米級氣泡會很快長大為大氣泡,一方面大幅度降低氧化速率，另一方面尾氧含量高，存在安全隱患；涉及的微米級氣泡的形成過程所用的微孔膜、微孔篩板、微米級通道等投資高，不適宜大規模工業應用。

【發明內容】

[0008]針對現有技術的不足，本發明提供一種蒽醌法生產雙氧水的氧化方法，該方法具有氧化效率高、反應時間短、尾氧含量低和氧化塔體積小等優點。
[0009]本發明蒽醌法生產雙氧水的氧化方法，包括如下內容:(I)蒽醌法生產雙氧水工藝的部分氫化液與含氧氣體I進行氧化反應；(2)步驟(1)得到的氣液混合物、剩余氫化液與含氧氣體II進行氧化反應，氧化反應后的物料進行氣液分離，氣液分離得到的液相為氧化液用于萃取分離得到雙氧水。[0010]本發明工藝中,含氧氣體I為(I)純氧氣、(2)氧氣與氮氣的混合物或(3)氧氣與惰性氣體的混合物，氧氣在氣相中的體積分數為509^100% ;含氧氣體II為(I)空氣、(2)氧氣與氮氣的混合物或(3)氧氣與惰性氣體的混合物，氧氣在氣相中的體積分數為20%~35%。
[0011]本發明工藝中，采用一個或兩個氧化塔，優選采用一個氧化塔。
[0012]其中采用一個氧化塔時，氧化塔由下至上依次為I區(主反應區)和II區(補充反應區)，其中I區的塔板數為5~10層，II區內的塔板數為5~10層。步驟(1)在I區進行，部分氫化液與含氧氣體I自氧化塔底部進入；步驟(2)在II區進行，剩余氫化液與含氧氣體II自II區底部進入。
[0013]采用兩個氧化塔時，氧化塔分為上塔和下塔，上塔和下塔的塔板數分別為5~20層，下塔頂部與上塔頂部相連；步驟(1)在下塔進行，部分氫化液與含氧氣體I在下塔底部進入；步驟(2)在上塔進行，剩余氫化液與含氧氣體II自上塔底部進入。
[0014]本發明工藝中，總氫化液與含氧氣體I的體積流量(Nm3/h)比為1:2.8~1:6。
[0015]本發明工藝中，總氫化液與含氧氣體II的體積流量(Nm3/h)比為1:5~1:18。
[0016]本發明工藝中，步驟(2)中的氫化液與步驟(1)中的氫化液的體積比為1:1.5^1:6.5。
[0017]本發明工藝中，由氧化塔頂部流出的物料進入氣液分離器，分離氧化液和氧化尾氣。
[0018]本發明工 藝中，氧化反應溫度50~55 °C、壓力0.2~0.25Mpa。
[0019]本發明工藝中，反應物料在步驟(1)中的停留時間為5~10分鐘，在步驟(2 )中的停留時間為5~13分鐘。
[0020]本發明工藝中，步驟(1)中參加反應的氣體為氧氣或富氧氣體，提高氧化效率的同時，大幅度減少了氣體用量，降低了能耗，減小了氧化塔的體積。步驟(1)中的氧氣氣泡在由下向上運動的過程中會逐漸長大，氧氣大部分被吸收，使氣液兩相接觸面積減小，會降低反應速率，因此在步驟(2)中送入空氣和剩余氫化液，進行氧化反應，增加了氣液兩相接觸面積和接觸時間，提高了氧化效果，并且充分吸收氣相中的氧氣，確保氧化完全和尾氣中較低的氧含量達到安全指標。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本發明工藝方法流程示意圖。
[0022]其中I為氧化塔，2、3為氫化液，4為含氧氣體I，5為含氧氣體II，6為氣體物料，7為氣液分離器，8為氧化尾氣，9為氧化液，I區為主反應區，II區為補充反應區。
【具體實施方式】
[0023]下面結合【專利附圖】

【附圖說明】和實施例對本技術發明方案進行詳細說明，但本發明不受下述實施例的限制。實施例中的氧化塔塔徑為1000mm，氧化塔體積為11.78m3 ;其中I區的塔板數為6層，II區內的塔板數為7層；反應溫度50~55°C，反應壓力0.2~0.25MPa，總氫化液體積流量為95m3/h。
[0024]本發明是通過這樣的方式實現的:
部分氫化液2與含氧氣體I 4進入氧化塔I的I區(主反應區)發生并流氧化反應，反應后的物料進入II區，與剩余氫化液3和含氧氣體II 5在II區(補充反應區)進一步進行氧化反應，反應后的氣相物料6由氧化塔頂排出，液相物料7由氧化塔底排出并經氣液分離器8分離得到含氧尾氣9和氧化液10。
[0025]對比例I
一普通氧化塔，上下兩節，塔徑1600mm，氧化塔體積為30.15m3,反應溫度50~55°C、壓力0.2~0.25MPa，氫化液量95m3/h，空氣加入量3036Nm3/h，反應物料在塔內的停留時間為20.5分鐘。經氧化反應后的氧化收率為85%~92%,尾氧含量為4%~10%。
[0026]實施例1
從I區進入氫化液68 m3/h、氧氣量458Nm3/h，從II區進入氫化液27m3/h、空氣量865Nm3/h，反應物料在I區內的停留時間為9分鐘，在II區內的停留時間為5分鐘。經本方法處理后氧化收率為95%~97%,尾氧含量為2%~4%。
[0027]實施例2
從I區進入氫化液50m3/h、氧氣量335Nm3/h，從II區進入氫化液45m3/h、空氣量1520Nm3/h，反應物料在I區內的停留時間為7分鐘，在II區內的停留時間為6分鐘。經本方法處理后氧化收率為95%~97%,尾氧含量為2%~4%。
【權利要求】
1.一種蒽醌法生產雙氧水的氧化方法，其特征在于包括如下內容:(1)蒽醌法生產雙氧水工藝的部分氫化液與含氧氣體I進行氧化反應；(2)步驟(1)得到的氣液混合物、剩余氫化液與含氧氣體II進行氧化反應，氧化反應后的物料進行氣液分離，氣液分離得到的液相為氧化液用于萃取分離得到雙氧水；其中含氧氣體1為純氧氣、氧氣與氮氣的混合物或氧氣與惰性氣體的混合物中的一種，氧氣在氣相中的體積分數為40%~100% ;含氧氣體II為空氣、氧氣與氮氣的混合物或氧氣與惰性氣體的混合物中的一種，氧氣在氣相中的體積分數為20%~35%。
2.按照權利要求1所述的方法，其特征在于:氫化液氧化反應采用一個或兩個氧化塔。
3.按照權利要求2所述的方法，其特征在于:采用一個氧化塔時，氧化塔由下至上依次為I區和II區，其中1區的塔板數為5~10層，II區內的塔板數為5~10層。
4.按照權利要求3所述的方法，其特征在于:步驟(1)在I區進行，部分氫化液與含氧氣體I自氧化塔底部進入；步驟(2)在II區進行，剩余氫化液與含氧氣體II自II區底部進入。
5.按照權利要求2所述的方法，其特征在于:采用兩個氧化塔時，氧化塔分為上塔和下塔，上塔和下塔的塔板數分別為5~20層，下塔頂部與上塔頂部相連。
6.按照權利要求5所述的方法，其特征在于:步驟(1)在下塔進行，部分氫化液與含氧氣體I在下塔底部進入；步驟(2)在上塔進行，剩余氫化液與含氧氣體II自上塔底部進入。
7.按照權利要求1所述的方法，其特征在于:總氫化液與含氧氣體I的體積流量(Nm3/h)比為 1:2.8 ~I:6o
8.按照權利要求1所述的方法，其特征在于:總氫化液與含氧氣體II的體積流量(Nm3/h)比為 1:5 ~I:18o
9.按照權利要求1所述的方法，其特征在于:步驟(2)中進入的氫化液與步驟(1)中進入氫化液的體積比為1:1.5~1:6.5。
10.按照權利要求1所述的方法，其特征在于:氧化反應后的物料由氧化塔頂部流出進入氣液分離器，分離氧化液和氧化尾氣。
11.按照權利要求1所述的方法，其特征在于:氧化反應溫度50~55°C、壓力0.2~0.25MPa。
12.按照權利要求1所述的方法，其特征在于:反應物料在步驟(1)中的停留時間為5~10分鐘，在步驟(2)中的停留時間為5~13分鐘。
【文檔編號】C01B15/023GK103803501SQ201210440125
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月7日 優先權日:2012年11月7日
【發明者】楊秀娜, 齊慧敏, 高景山, 張英 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院