蒽醌法生产过氧化氢的系统及方法与流程

本发明涉及一种蒽醌法生产过氧化氢的系统，本发明还涉及一种蒽醌法生产过氧化氢方法，属于过氧化氢制造技术领域。

背景技术：

过氧化氢是一种重要的无机化工原料，广泛应用于造纸、纺织、医药、化工、电子、环保等领域。过氧化氢分解后产生水和氧气，对环境没有二次污染，符合绿色产品生产的理念。

现有技术中，通常通过蒽醌法来制取过氧化氢，蒽醌法是以2-乙基蒽醌为载体，钯为触媒，由氢气和氧气直接化合成过氧化氢，依次要经过氢化、氧化、萃取和后处理等工序。其中氢化反应一般在固定床中进行，蒽醌工作液在一定的压力、温度和钯触媒的作用下，与氢气发生氢化反应，生产氢蒽醌。固定床蒽醌法的生产效率低、装置规模偏小、产品的生产原材料及动力单耗高、设备笨重、占地面积大，且制造成本高。

氢蒽醌液俗称氢化液，经过过滤和冷却后，被送入氧化塔氧化。传统的氧化塔为空腔塔体，氢化液和空气同时从下部进入氧化塔内，一边搅拌一边上行，空气气泡比较大，氢化液和空气的接触面积小，氧化效率比较低，通常要设置氧化上节塔、氧化中节塔和氧化下节塔进行多次氧化后，才能进入萃取工序。设备投资大，氧化效率低。

技术实现要素：

本发明的首要目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种蒽醌法生产过氧化氢的系统，设备紧凑，可实现连续生产，单位产品的生产消耗低，生产效率高，制造成本低。

为解决以上技术问题，本发明的一种蒽醌法生产过氧化氢的系统，包括工作液罐、氢化反应装置、氢化液罐和氧化塔，所述工作液罐的底部与工作液泵的入口连接，所述工作液泵的出口通过工作液供给管与所述氢化反应装置的入口相连，所述氢化反应装置的出口通过氢化液出口管与所述氢化液罐相连，所述氢化液罐的底部与氢化液泵的入口连接，所述氢化液泵的出口通过氢化液罐输出管、氢化液过滤器及氢化液冷却器与所述氧化塔的入口相连，所述氧化塔的出口连接有氧化液输出管，所述氢化反应装置包括氢化反应釜，所述氢化反应釜的下部圆周上均匀设有氢化液出口，各所述氢化液出口分别与环绕在氢化反应釜外周的氢化液环状管相连，所述氢化液环状管与触媒过滤器总进口管连接，所述触媒过滤器总进口管分别与各触媒过滤器入口的过滤器入口阀相连；各触媒过滤器的出口分别安装有三通阀，所述三通阀的第一出口与氢化液出口管相连，所述三通阀的第二出口与氢化釜工作液反冲管相连；沿所述氢化反应釜的中心线设有搅拌轴，所述搅拌轴上设有搅拌桨叶；各触媒过滤器的底部分别安装有触媒过滤器回流阀，各所述触媒过滤器回流阀的出口分别与触媒过滤器回流总管相连，所述触媒过滤器回流总管的下端与工作液供给管相连，所述工作液供给管从所述氢化反应釜高度方向的中部插入氢化反应釜的内腔并向下弯曲延伸至所述氢化反应釜的轴线；所述氢化反应釜的顶部设有氢化釜气相出口且分别插接有竖直向下延伸的触媒添加管和氢气供给管，所述触媒添加管的上端通过触媒添加阀与触媒添加罐的出口连接，所述氢气供给管沿氢化反应釜的内壁延伸至氢化反应釜的底部并拐弯向上延伸至所述氢化反应釜的下部中心。

相对于现有技术，本发明取得了以下有益效果：工作液罐中的工作液由工作液泵通过工作液供给管向氢化反应装置输送，氢化反应装置生产的氢化液通过氢化液出口管进入氢化液罐暂存，然后由氢化液泵送入氢化液罐输出管，先经氢化液过滤器过滤去除杂质，氢化液冷却器将氢化液的温度降低至40℃以下，送入氧化塔进行氧化，氧化液经氧化液输出管输出。氢化反应装置生产氢化液时，打开触媒添加阀将适量的触媒投入氢化反应釜，同时新鲜的工作液从工作液供给管进入氢化反应釜液相空间的中心并向下喷出，在搅拌桨叶的搅动下向下向四周扩散；新鲜氢气从氢气供给管的下端口向上喷出，在搅拌桨叶的搅动下分散为多个小气泡向上向四周扩散，新鲜的工作液与氢气的相向对流使得两者能够迅速混合并反应；工作液中的蒽醌在粉状钯触媒的作用下与氢气反应生成氢蒽醌，氮气与剩余未反应的氢气从氢化反应釜顶部的氢化釜气相出口排出。氢化反应釜的下部圆周上均匀设置氢化液出口并汇入氢化液环状管，有利于氢化液在整个圆周上均匀流出。大多数触媒过滤器正常都处于工作状态，此时三通阀处于第一出口导通、第二出口关闭状态，触媒过滤器将触媒截留后，清洁的氢化液从三通阀的第一出口流出并进入氢化液出口管；当触媒过滤器的滤芯上堆积过多的触媒时，一方面导致触媒过滤器的过滤能力下降，另一方面会降低氢化反应釜中触媒的浓度，影响氢化反应的进行，此时将三通阀切换至第一出口关闭、第二出口导通状态，同时打开触媒过滤器回流阀，氢化釜工作液反冲管中的氢化液进入该触媒过滤器，将堆积在滤芯表面的触媒冲落，经触媒过滤器回流阀和触媒过滤器回流总管进入工作液供给管，跟随新鲜工作液回到氢化反应釜中，所有的触媒均得以循环利用。设置多个触媒过滤器，便于轮流进行触媒的反冲，确保流化床能够连续稳定生产；例如流化床在工作时，保持一个触媒过滤器处于反冲状态，其余触媒过滤器均处于工作状态，既可以提高生产效率，提高氢蒽醌的产量，又可以保证各触媒过滤器的过滤效率，保证氢化反应釜中触媒的浓度，使流化床始终处于稳定的工作状态。通过三通阀的换向，正常工作与反冲的切换十分方便快捷。本发明的系统氢化反应迅速，氢化反应釜中的触媒浓度稳定，能够稳定连续产出高品质的氢化液，且氢气单耗低，氢化效率高。

作为本发明的改进，所述搅拌轴的上部套装有中心套管，所述中心套管的上端与所述氢化反应釜的内壁封闭连接，所述中心套管的下端插入至氢化反应釜的液相空间中；所述氢化釜气相出口与反应釜冷凝器的进气口相连，所述反应釜冷凝器的排气口通过尾气排放控制阀与尾气放空管相连，所述反应釜冷凝器的排液口通过冷凝液回流管与所述中心套管的上部相连。中心套管及透气管对氢化反应釜顶部的气相空间形成液封，将冷凝液通道与氢化反应釜顶部的气相空间隔离开来，并且将进入中心套管的冷凝液送至反应釜液相空间的中心区域。从氢化釜气相出口排出的溶剂蒸汽等非不凝性气体经反应釜冷凝器冷凝后重新成为液态，从冷凝液回流管流回中心套管，继续参加氢化反应釜的反应，有利于减小物料损耗；尾气排放控制阀可以控制尾气的排放量并调节氢化反应釜内的压力，中心套管的液封作用可以避免氢化反应釜顶部的气体进入冷凝液回流管，冷凝液从中心套管的下端流出后直接到达反应釜液相空间的中心区域，在搅拌桨叶的搅动下迅速与新鲜的工作液混合共同向下向四周扩散，与向上的氢气均匀混合反应。

作为本发明的进一步改进，沿所述氢化反应釜液相空间的内壁至少设有一道竖向挡板，所述竖向挡板的横截面沿氢化反应釜的直径延伸。搅拌桨叶的转动，会驱动工作液旋转，在氢化反应釜内腔形成环流，稳定的环流使得环流外层的物质与环流内层的物质难以混合；竖向挡板沿径向插入环流层中，有利于彻底破坏环流层，使得工作液与氢气能够迅速均匀混合发生氢化反应。

作为本发明的进一步改进，所述触媒过滤器回流总管的下端连接在锥形套管的大端圆周上，锥形套管套装在所述工作液供给管的外周且与工作液供给管共轴线，锥形套管的大端封闭，锥形套管的小端面向氢化反应釜且与工作液供给管相对接，所述工作液供给管位于锥形套管内的部分设有直径逐渐缩小的喉口，所述喉口伸向锥形套管的小端。触媒过滤器反冲回收的触媒从触媒过滤器回流总管进入锥形套管内，新鲜工作液在工作液供给管中高速向前流动，在喉口处流速加快，压力降低，对进入锥形套管内的触媒起到抽吸作用，触媒得以在新鲜工作液中迅速分散均匀，避免触媒结团进入氢化反应釜。

作为本发明的进一步改进，所述氢化反应釜的下部设有与氢化反应釜共轴线的环形套，所述环形套的圆周与所述氢化反应釜的内壁间隔一段距离，各所述氢化液出口位于所述氢化反应釜与所述环形套轴向中部等高的圆周上；所述搅拌轴的下部设有下搅拌桨叶，所述下搅拌桨叶位于所述环形套内，所述搅拌轴的中部设有上搅拌桨叶；所述工作液供给管的出口位于所述上搅拌桨叶的上方；所述氢气供给管的出口位于所述环形套下端口中心的下方。环形套对各氢化液出口形成遮挡，新鲜氢气从氢气供给管的端口排出后，首先向上进入环形套的中心，被旋转的下搅拌桨叶击散并分散为多个气泡进入环形套内的环流中，环形套阻止氢气气泡从氢化液出口呛出；新鲜的工作液自上而下对着上搅拌桨叶流出，在上搅拌桨叶的旋转搅动下，一边向下一边向四周分散，有利于与上升的氢气气泡均匀混合，迅速发生氢化反应，环形套同样可以避免刚进入的新鲜工作液直接从氢化液出口呛出；向下喷出的工作液与下方的氢气气泡混合后再向上流动，使得最新鲜的工作液首先与氢气浓度最高的区域接触，有利于提高氢化效率。

作为本发明的进一步改进，所述氧化塔的顶部中心设有氧化塔气相出口，所述氧化塔的上部侧壁连接有氧化塔氢化液入口，所述氧化塔氢化液入口位于氧化塔的液位线上方，所述氧化塔的下部设有空气分配装置，所述空气分配装置与氧化塔上的氧化塔总空气入口连接，所述氧化塔的底部中心设有氧化塔出口；沿氧化塔高度方向设有多道水平状的氧化塔盘，相邻层的氧化塔盘在水平方向相互错开使工作液的流道呈s形。压缩空气被底部的空气分配装置分配成无数气泡，从下向上流动；氢蒽醌液从上部的氧化塔氢化液入口进入氧化塔内，首先落在顶层的氧化塔盘上，然后呈s形逐层向下流动，氢蒽醌液一边向下流动，一边与气泡中的氧气发生氧化反应生成过氧化氢，工作液与空气呈现逆流流动，工作液流动至氧化塔底部时接触的是最新鲜的空气，以保证氧化反应彻底完成，然后从底部的氧化塔出口流出。相邻层的氧化塔盘在水平方向相互错开使工作液一边向下流动一边在水平方向形成多次折返，延长了工作液的流动距离，也延长了工作液与氧气的接触时间，有利于氢蒽醌液被彻底氧化成为过氧化氢。氧化塔氢化液入口位于液位线上方可以杜绝氧化液呛入氢蒽醌液管道中，避免对上道形成污染。

作为本发明的进一步改进，各所述氧化塔盘呈缺角圆形，各所述氧化塔盘的中部为氧化区域，所述氧化区域均匀密布有多个氧化塔盘透气孔，所述氧化区域的两侧边沿相互平行，所述氧化区域的一侧为镂空的降液区域，所述氧化区域的另一侧为由封闭板构成的接液区域，所述氧化区域与接液区域的外周均与氧化塔的内壁相连接；相邻层降液区域的相位相差180°；所述氧化塔盘与降液区域相邻的边沿连接有竖向挡板，所述竖向挡板的上缘平行且高于氧化塔盘，所述竖向挡板的下缘越过氧化塔盘向下延伸。上层的工作液首先落在由封闭板构成的接液区域，然后水平向氧化区域流动；空气向上流动时，小气泡容易相互碰撞、聚集、粘合成较大的气泡，当大气泡到达氧化塔盘的氧化区域下方时，被氧化塔盘透气孔重新分割成众多的小气泡，大大增加了气泡的比表面积，工作液流经氧化区域时，与无数的小气泡相接触，接触面积大，混合良好。大气泡在上升过程中数次被氧化塔盘重新分割为细小的气泡，大大提高了氧化效率，只要一个氧化塔即可彻底完成氢蒽醌液的氧化，减少了设备投资及生产成本。工作液在氧化塔盘上溢流过竖向挡板才能向下流动，延长了工作液在氧化区域的停留时间，有利于被充分氧化；同时竖向挡板的下缘向下延伸一段距离，与氧化塔盘及氧化塔筒壁共同形成下端开口的气室，将空气封闭在氧化塔盘下方，避免空气从降液区域直接向上流动，迫使空气穿过各氧化塔盘透气孔向上流动，强行完成对大气泡的切割。

作为本发明的进一步改进，所述氧化塔的内腔设有入口弯管与所述氧化塔氢化液入口相连，所述入口弯管的下端出口位于氧化塔的液位线下方且靠近氧化塔的内壁，顶层氧化塔盘的接液区域位于所述入口弯管的正下方。入口弯管的下端出口位于液位线下方，形成液封，氢蒽醌液从入口弯管的下端出口流出后，沿氧化塔的内壁向下流动，并落在顶层氧化塔盘的接液区域，然后平流至氧化区域进行氧化，可以保证所有的氢蒽醌液完整流过全氧化区域，使氧化更为彻底。

作为本发明的进一步改进，所述氧化塔气相出口处安装有氧化塔捕集装置，各层氧化塔盘的下方分别设有蛇形管冷凝器，所述氧化塔的外壁缠绕有多组半管冷凝器，各所述半管冷凝器分别位于相邻两层氧化塔盘之间，且采用低进高出的流向。氧化塔捕集装置可以捕捉泡沫，避免液滴从氧化塔气相出口飞出；由于氢蒽醌液的氧化反应是放热反应，在各层氧化塔盘的下方分别设置蛇形管冷凝器，可以及时对工作液进行冷却；各半管冷凝器可以对氧化塔进行逐段冷却，使整个氧化塔的温度场均匀。

本发明的另一个目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种蒽醌法生产过氧化氢的方法，可实现连续生产，单位产品的生产消耗低，生产效率高，制造成本低。

为解决以上技术问题，本发明生产过氧化氢的方法，其特征在于，依次包括如下步骤，⑴配置氢化反应溶剂；⑵向以上溶剂中投加2-乙基蒽醌和2-戊基蒽醌后构成氢化反应的工作液，其中每升溶剂中投加2-乙基蒽醌（80～110）g/l，每升溶剂中投加2-戊基蒽醌（60～140）g/l，将工作液置于工作液罐中；⑶准备粉状钯触媒置于触媒添加罐中；⑷将适量的触媒投入氢化反应釜，同时新鲜的工作液进入氢化反应釜液相空间的中心并向下喷出，在搅拌桨叶的搅动下向下向四周扩散；新鲜氢气从氢气供给管的下端口向上喷出，在搅拌桨叶的搅动下分散为多个小气泡向上向四周扩散，与新鲜的工作液充分混合并搅拌；⑸工作液中的蒽醌在粉状钯触媒的作用下与氢气反应生成氢蒽醌；⑹氢化反应釜上部的气相物质从氢化釜气相出口排出并进行冷凝，不凝性气体包括未反应的氢气从尾气放空管排出，冷凝液回到中心套管中；⑺氢化液连同粉状触媒从氢化反应釜下部圆周上流出并进入各触媒过滤器过滤；清洁的氢化液进入氢化液罐；⑻氢化液罐中的氢化液由氢化液泵送出，经去除杂质及降温后，送入氧化塔进行氧化，得到的氧化液经氧化液输出管输出；⑼轮流对各触媒过滤器进行反冲，将堆积在滤芯表面的触媒冲落，经触媒过滤器回流总管进入工作液供给管，跟随新鲜工作液回到氢化反应釜中；步骤⑴中氢化反应溶剂配方一的体积百分比为：二异丁基甲醇（45～50）v%，c10芳烃（50～55）v%，两者体积总和为100%；步骤⑴中氢化反应溶剂配方二的体积百分比为：四丁基脲（12～30）v%、磷酸三辛酯（8～12）v%、c10芳烃：（60～76）v%，三者的体积总和为100%。

相对于现有技术，本发明取得了以下有益效果：新鲜的工作液被均匀分布在氢化反应釜的底部圆周上，且向下喷出；氢气被密布的氢气分配孔分割为众多细小的氢气泡，增大了氢气与工作液的接触面积，且最新鲜的工作液首先与氢气浓度最高的区域接触，有利于迅速发生氢化反应，提高氢化效率。触媒随氢化液流出后，被触媒过滤器截留，通过轮流反冲回到氢化反应釜，通过触媒的持续合理流动，既保证了触媒过滤器的过滤效率，又保住了氢化反应釜中的触媒浓度。本发明使用的触媒及氢气得以全部回收利用，有利于降低单位产品的生产消耗，提高氢化效率，降低生产成本。

氢化反应溶剂配方一中的c10芳烃用于溶解2-乙基蒽醌和2-戊基蒽醌，二异丁基甲醇使2-乙基蒽醌和2-戊基蒽醌的溶解度增大。

氢化反应溶剂配方二中的c10芳烃主要溶解2-乙基蒽醌、2-戊基蒽醌和反应产生的四氢2-乙基蒽醌，而不能溶解加氢后生成的2-乙基氢蒽醌和四氢2-乙基氢蒽醌；因此还需要能溶解2-乙基氢蒽醌和四氢2-乙基蒽醌的磷酸三辛酯和四丁基脲作为极性溶剂。本发明具有较高的c10芳烃含量，可以避免工作液比重增大，造成萃取塔操作困难；磷酸三辛酯具有沸点高、无刺激味道、溶解氢蒽醌能力强的优点，但是如果含量过高，会导致工作液粘度增大，造成传质困难；四丁基脲为透明或略带微黄色的液体，粘稠度略比水大，具有与水密度差大、表面张力大等优点，相对于磷酸三辛酯对2-乙基氢蒽醌和四氢2-乙基蒽醌的溶解度大，过氧化氢在两相中的分配系数大。采用本发明的溶剂成分组合与比例，使得工作液具有挥发损失小、使用安全、有利操作环境、降低萃余液双氧水含量、提高萃取液浓度的优点，由于与水的现货溶解度降低，使得双氧水产品的toc（总有机碳）含量大幅降低，有利于产品品质的提升。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本发明。

图1为本发明蒽醌法生产过氧化氢的系统的流程图。

图2为图1中氢化反应釜的结构示意图。

图3为图2中氢化液出口及氢化液环状管的俯视图。

图4为触媒过滤器回流总管与工作液供给管第二种连接方案的示意图。

图5为图1中氧化塔的主视图。

图6为图5中奇数层氧化塔盘的俯视图。

图7为图5中偶数层氧化塔盘的俯视图。

图8为图5中蛇形管冷凝器的结构示意图。

图9为图5中空气分配装置的结构示意图。

图10为图9中空气支管的截面示意图。

图中：1.氢化反应釜；1a.氢化釜气相出口；1b.氢化液出口；1c.中心套管；1d.竖向挡板；1e.环形套；1f.搅拌轴；1g.搅拌桨叶；1h.氢化液环状管；2.触媒添加罐；3.反应釜冷凝器；4.触媒过滤器；5.氧化塔；5a.氧化塔气相出口；5b.氧化塔氢化液入口；5c.氧化塔总空气入口；5d.氧化塔出口；5e.氧化塔捕集装置；5f.入口弯管；5g.氧化塔盘；5g1.氧化区域；5g2.接液区域；5g3.降液区域；5.氧化塔盘透气孔；5h.竖向挡板；5j.蛇形管冷凝器；5k.半管冷凝器；5m.空气分配装置；5m1.空气干管；5m2.空气支管；5m3.空气分配孔；v1.触媒添加阀；v2.三通阀；v3.过滤器入口阀；v4.触媒过滤器回流阀；v5.尾气排放控制阀；t1.工作液罐；t2.氢化液罐；l1.氢化液过滤器；c1.氢化液冷却器；b1.工作液泵；b2.氢化液泵；g1.工作液供给管；g1a.锥形套管；g2.氢气供给管；g3.触媒添加管；g4.尾气放空管；g5.冷凝液回流管；g6.触媒过滤器总进口管；g7.氢化液出口管；g8.氢化釜工作液反冲管；g9.触媒过滤器回流总管；g10.氢化液罐输出管；g11.压缩空气管；g12.氧化液输出管。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明蒽醌法生产过氧化氢的系统包括工作液罐t1、氢化反应装置、氢化液罐t2和氧化塔5，工作液罐t1的底部与工作液泵b1的入口连接，工作液泵b1的出口通过工作液供给管g1与氢化反应装置的入口相连，氢化反应装置的出口通过氢化液出口管g7与氢化液罐t2相连，氢化液罐t2的底部与氢化液泵b2的入口连接，氢化液泵b2的出口通过氢化液罐输出管g10、氢化液过滤器l1及氢化液冷却器c1与氧化塔5的入口相连，氧化塔5的出口连接有氧化液输出管g12。

工作液罐t1中的工作液由工作液泵b1通过工作液供给管g1向氢化反应装置输送，氢化反应装置生产的氢化液通过氢化液出口管g7进入氢化液罐t2暂存，然后由氢化液泵b2送入氢化液罐输出管g10，先经氢化液过滤器l1过滤去除杂质，过滤精度为1μ，氢化液冷却器c1将氢化液的温度降低至40℃以下，送入氧化塔5行氧化，氧化液经氧化液输出管g12输出。

如图2所示，氢化反应装置包括氢化反应釜1，氢化反应釜1的下部圆周上均匀设有氢化液出口1b，各氢化液出口1b分别与环绕在氢化反应釜外周的氢化液环状管1h相连，氢化液环状管1h与触媒过滤器总进口管g6连接，触媒过滤器总进口管g6分别与各触媒过滤器4入口的过滤器入口阀v3相连；各触媒过滤器4的出口分别安装有三通阀v2，三通阀v2的第一出口与氢化液出口管g7相连，三通阀v2的第二出口与氢化釜工作液反冲管g8相连；沿氢化反应釜1的中心线设有搅拌轴1f，搅拌轴1f上设有搅拌桨叶1g；各触媒过滤器4的底部分别安装有触媒过滤器回流阀v4，各触媒过滤器回流阀v4的出口分别与触媒过滤器回流总管g9相连，触媒过滤器回流总管g9的下端与工作液供给管g1相连，工作液供给管g1从氢化反应釜高度方向的中部插入氢化反应釜1的内腔并向下弯曲延伸至氢化反应釜1的轴线；氢化反应釜1的顶部设有氢化釜气相出口1a且分别插接有竖直向下延伸的触媒添加管g3和氢气供给管g2，触媒添加管g3的上端通过触媒添加阀v1与触媒添加罐2的出口连接，氢气供给管g2沿氢化反应釜1的内壁延伸至氢化反应釜1的底部并拐弯向上延伸至氢化反应釜1的下部中心。

打开触媒添加阀v1将适量的触媒投入氢化反应釜1，同时新鲜的工作液从工作液供给管g1进入氢化反应釜液相空间的中心并向下喷出，在搅拌桨叶1g的搅动下向下向四周扩散；新鲜氢气从氢气供给管g2的下端口向上喷出，在搅拌桨叶1g的搅动下分散为多个小气泡向上向四周扩散，新鲜的工作液与氢气的相向对流使得两者能够迅速混合并反应；工作液中的蒽醌在粉状钯触媒的作用下与氢气反应生成氢蒽醌，氮气与剩余未反应的氢气从氢化反应釜顶部的氢化釜气相出口1a排出。氢化反应釜1的下部圆周上均匀设置氢化液出口1b并汇入氢化液环状管1h，有利于氢化液在整个圆周上均匀流出。

大多数触媒过滤器4正常都处于工作状态，此时三通阀v2处于第一出口导通、第二出口关闭状态，触媒过滤器4将触媒截留后，清洁的氢化液从三通阀v2的第一出口流出并进入氢化液出口管g7；当触媒过滤器4的滤芯上堆积过多的触媒时，一方面导致触媒过滤器4的过滤能力下降，另一方面会降低氢化反应釜1中触媒的浓度，影响氢化反应的进行，此时将三通阀v2切换至第一出口关闭、第二出口导通状态，同时打开触媒过滤器回流阀v4，氢化釜工作液反冲管g8中的氢化液进入该触媒过滤器，将堆积在滤芯表面的触媒冲落，经触媒过滤器回流阀v4和触媒过滤器回流总管g9进入工作液供给管g1，跟随新鲜工作液回到氢化反应釜1中，所有的触媒均得以循环利用。

设置多个触媒过滤器，便于轮流进行触媒的反冲，确保流化床能够连续稳定生产；例如流化床在工作时，保持一个触媒过滤器处于反冲状态，其余触媒过滤器均处于工作状态，既可以提高生产效率，提高氢蒽醌的产量，又可以保证各触媒过滤器的过滤效率，保证氢化反应釜1中触媒的浓度，使流化床始终处于稳定的工作状态。

搅拌轴1f的上部套装有中心套管1c，中心套管1c的上端与氢化反应釜1的内壁封闭连接，中心套管1c的下端插入至氢化反应釜1的液相空间中。

氢化釜气相出口1a与反应釜冷凝器3的进气口相连，反应釜冷凝器3的排气口通过尾气排放控制阀v5与尾气放空管g4相连，反应釜冷凝器3的排液口通过冷凝液回流管g5与中心套管1c的上部相连。从氢化釜气相出口1a排出的溶剂蒸汽等非不凝性气体经反应釜冷凝器3冷凝后重新成为液态，从冷凝液回流管g5流回中心套管1c，继续参加氢化反应釜1的反应，有利于减小物料损耗；尾气排放控制阀v5可以控制尾气的排放量并调节氢化反应釜1内的压力；中心套管1c及透气管对氢化反应釜顶部的气相空间形成液封，将冷凝液通道与氢化反应釜顶部的气相空间隔离开来，可以避免氢化反应釜顶部的气体进入冷凝液回流管g5，冷凝液从中心套管1c的下端流出后直接到达反应釜液相空间的中心区域，在搅拌桨叶1g的搅动下迅速与新鲜的工作液混合共同向下向四周扩散，与向上的氢气均匀混合反应。

沿氢化反应釜液相空间的内壁至少设有一道竖向挡板1d，竖向挡板1d的横截面沿氢化反应釜1的直径延伸。搅拌桨叶1g的转动，会驱动工作液旋转，在氢化反应釜内腔形成环流，稳定的环流使得环流外层的物质与环流内层的物质难以混合；竖向挡板1d沿径向插入环流层中，有利于彻底破坏环流层，使得工作液与氢气能够迅速均匀混合发生氢化反应。

触媒过滤器回流总管g9的下端连接有回流管弯头，回流管弯头的下端插入工作液供给管g1中，回流管弯头的出口位于工作液供给管g1的中心且与工作液的流动方向同向。各触媒过滤器反冲回收的触媒从触媒过滤器回流总管g9的回流管弯头直接注入至工作液供给管g1的中心，利用新鲜工作液的射流作用迅速使回流的触媒在新鲜工作液中迅速扩散开，起到均匀混合的作用，避免触媒结团进入氢化反应釜1。

如图3所示，另一种方案是：触媒过滤器回流总管g9的下端连接在锥形套管g1a的大端圆周上，锥形套管g1a套装在工作液供给管g1的外周且与工作液供给管g1共轴线，锥形套管g1a的大端封闭，锥形套管g1a的小端面向氢化反应釜1且与工作液供给管g1相对接，工作液供给管g1位于锥形套管g1a内的部分设有直径逐渐缩小的喉口，喉口伸向锥形套管g1a的小端。触媒过滤器反冲回收的触媒从触媒过滤器回流总管g9进入锥形套管g1a内，新鲜工作液在工作液供给管g1中高速向前流动，在喉口处流速加快，压力降低，对进入锥形套管g1a内的触媒起到抽吸作用，触媒得以在新鲜工作液中迅速分散均匀，避免触媒结团进入氢化反应釜1。

氢化反应釜1的下部设有与氢化反应釜共轴线的环形套1e，环形套1e的圆周与氢化反应釜1的内壁间隔一段距离，各氢化液出口1b位于氢化反应釜1与环形套轴向中部等高的圆周上；搅拌轴1f的下部设有下搅拌桨叶，下搅拌桨叶位于环形套1e内，搅拌轴1f的中部设有上搅拌桨叶；工作液供给管g1的出口位于上搅拌桨叶的上方；氢气供给管g2的出口位于环形套下端口中心的下方。

环形套1e对各氢化液出口1b形成遮挡，新鲜氢气从氢气供给管g2的端口排出后，首先向上进入环形套1e的中心，被旋转的下搅拌桨叶击散并分散为多个气泡进入环形套1e内的环流中，环形套1e阻止氢气气泡从氢化液出口1b呛出；新鲜的工作液自上而下对着上搅拌桨叶流出，在上搅拌桨叶的旋转搅动下，一边向下一边向四周分散，有利于与上升的氢气气泡均匀混合，迅速发生氢化反应，环形套1e同样可以避免刚进入的新鲜工作液直接从氢化液出口1b呛出；向下喷出的工作液与下方的氢气气泡混合后再向上流动，使得最新鲜的工作液首先与氢气浓度最高的区域接触，有利于提高氢化效率。

如图5示，氧化塔5的顶部中心设有氧化塔气相出口5a，氧化塔5的上部侧壁连接有氧化塔氢化液入口5b，氧化塔氢化液入口5b位于氧化塔5的液位线上方，氧化塔5的下部设有空气分配装置5m，空气分配装置5m与氧化塔5上的氧化塔总空气入口5c连接，氧化塔总空气入口5c与压缩空气管g11连接。氧化塔5的底部中心设有氧化塔出口5d；氧化塔出口5d与氧化液输出管g12连接。

沿氧化塔5高度方向设有多道水平状的氧化塔盘5g，相邻层的氧化塔盘5g在水平方向相互错开使工作液的流道呈s形。

压缩空气被底部的空气分配装置5m分配成无数气泡，从下向上流动；氢蒽醌液从上部的氧化塔氢化液入口5b进入氧化塔5内，首先落在顶层的氧化塔盘5g上，然后呈s形逐层向下流动，氢蒽醌液一边向下流动，一边与气泡中的氧气发生氧化反应生成过氧化氢，工作液与空气呈现逆流流动，工作液流动至氧化塔底部时接触的是最新鲜的空气，以保证氧化反应彻底完成，然后从底部的氧化塔出口5d流出。相邻层的氧化塔盘5g在水平方向相互错开使工作液一边向下流动一边在水平方向形成多次折返，延长了工作液的流动距离，也延长了工作液与氧气的接触时间，有利于氢蒽醌液被彻底氧化成为过氧化氢。氧化塔氢化液入口5b位于液位线上方可以杜绝氧化液呛入氢蒽醌液管道中，避免对上道形成污染。

如图6、图7所示，各氧化塔盘5g呈缺角圆形，各氧化塔盘5g的中部为氧化区域5g1，氧化区域5g1均匀密布有多个氧化塔盘透气孔5，氧化区域5g1的两侧边沿相互平行，氧化区域5g1的一侧为镂空的降液区域5g3，氧化区域5g1的另一侧为由封闭板构成的接液区域5g2，氧化区域5g1与接液区域5g2的外周均与氧化塔5的内壁相连接；相邻层降液区域的相位相差180°。上层的工作液首先落在由封闭板构成的接液区域5g2，然后水平向氧化区域5g1流动；空气向上流动时，小气泡容易相互碰撞、聚集、粘合成较大的气泡，当大气泡到达氧化塔盘5g的氧化区域5g1下方时，被氧化塔盘透气孔5重新分割成众多的小气泡，大大增加了气泡的比表面积，工作液流经氧化区域5g1时，与无数的小气泡相接触，接触面积大，混合良好。大气泡在上升过程中数次被氧化塔盘5g重新分割为细小的气泡，大大提高了氧化效率，只要一个氧化塔即可彻底完成氢蒽醌液的氧化，减少了设备投资及生产成本。

氧化塔盘5g与降液区域5g3相邻的边沿连接有竖向挡板5h，竖向挡板5h的上缘平行且高于氧化塔盘5g，竖向挡板5h的下缘越过氧化塔盘5g向下延伸。工作液在氧化塔盘5g上溢流过竖向挡板5h才能向下流动，延长了工作液在氧化区域5g1的停留时间，有利于被充分氧化；同时竖向挡板5h的下缘向下延伸一段距离，与氧化塔盘5g及氧化塔筒壁共同形成下端开口的气室，将空气封闭在氧化塔盘5g下方，避免空气从降液区域5g3直接向上流动，迫使空气穿过各氧化塔盘透气孔5向上流动，强行完成对大气泡的切割。

氧化塔的内腔设有入口弯管5f与氧化塔氢化液入口5b相连，入口弯管5f的下端出口位于氧化塔5的液位线下方且靠近氧化塔5的内壁，顶层氧化塔盘5g的接液区域5g2位于入口弯管5f的正下方。入口弯管5f的下端出口位于液位线下方，形成液封，氢蒽醌液从入口弯管5f的下端出口流出后，沿氧化塔5的内壁向下流动，并落在顶层氧化塔盘5g的接液区域5g2，然后平流至氧化区域5g1进行氧化，可以保证所有的氢蒽醌液完整流过全氧化区域5g1，使氧化更为彻底。

氧化塔盘透气孔5的孔径为3～6mm，相邻氧化塔盘透气孔5之间的中心距为35～40mm。使气泡具有很大的比表面积，且能够顺利穿过各氧化塔盘透气孔5，与工作液的混合充分。

氧化塔气相出口5a处安装有氧化塔捕集装置5e。氧化塔捕集装置5e可以捕捉泡沫，避免液滴从氧化塔气相出口5a飞出。

如图9、图10所示，空气分配装置5m包括与氧化塔总空气入口5c相连的空气干管5m1，空气干管5m1沿氧化塔的直径延伸，沿空气干管5m1的长度方向分别连接有多根垂直于空气干管5m1的空气支管5m2，各空气支管5m2相互平行、均匀间隔且位于同一个平面内，空气干管5m1及各空气支管5m2的顶部分别均匀密布有至少两排空气分配孔5m3。空气首先进入空气干管5m1，然后分为多个支流分别进入各空气支管5m2，再被多排多列的空气分配孔5m3分割为细小的空气泡，空气分配孔5m3的孔径为3～6mm，使得每个空气泡的直径很小，增大了空气的比表面积，扩大了空气与工作液的接触面，有利于提高氧化效率。

如图5、图8所示，各层氧化塔盘5g的下方分别设有蛇形管冷凝器5j。由于氢蒽醌液的氧化反应是放热反应，在各层氧化塔盘5g的下方分别设置蛇形管冷凝器5j，可以及时对工作液进行冷却。

氧化塔5的外壁缠绕有多组半管冷凝器5k，各半管冷凝器5k分别位于相邻两层氧化塔盘5g之间，且采用低进高出的流向。各半管冷凝器5k可以对氧化塔5进行逐段冷却，使整个氧化塔的温度场均匀。

本发明生产过氧化氢的方法，依次包括如下步骤，⑴配置氢化反应溶剂；⑵向以上溶剂中投加2-乙基蒽醌和2-戊基蒽醌后构成氢化反应的工作液，其中每升溶剂中投加2-乙基蒽醌（80～110）g/l，每升溶剂中投加2-戊基蒽醌（60～140）g/l，将工作液置于工作液罐t1中；⑶准备粉状钯触媒置于触媒添加罐2中，钯触媒的粒径体积分布为：粒径大于120微米的体积百分比不超过4%；粒径小于80微米的体积百分比不超过4%，其余粒径均为80～120微米；⑷打开触媒添加阀v1将适量的触媒投入氢化反应釜1，同时新鲜的工作液从工作液供给管g1进入氢化反应釜液相空间的中心并向下喷出，在搅拌桨叶1g的搅动下向下向四周扩散；新鲜氢气从氢气供给管g2的下端口向上喷出，在搅拌桨叶1g的搅动下分散为多个小气泡向上向四周扩散，与新鲜的工作液充分混合并搅拌；⑸工作液中的蒽醌在粉状钯触媒的作用下与氢气反应生成氢蒽醌；⑹氢化反应釜上部的气相物质从氢化釜气相出口1a排出并进入反应釜冷凝器3冷凝，不凝性气体包括未反应的氢气从尾气放空管g4排出，冷凝液回到中心套管中；⑺氢化液连同粉状触媒从氢化反应釜下部圆周上的各氢化液出口1b进入氢化液环状管1h，再经触媒过滤器总进口管g6进入各触媒过滤器4过滤；将三通阀v2切换至第一出口导通、第二出口关闭状态，触媒过滤器4将触媒截留后，清洁的氢化液从三通阀v2的第一出口流出并通过氢化液出口管g7进入氢化液罐t2；⑻氢化液罐t2中的氢化液由氢化液泵b2送入氢化液罐输出管g10，再经氢化液过滤器l1过滤去除杂质及氢化液冷却器c1降温后，送入氧化塔5进行氧化，得到的氧化液经氧化液输出管g12输出；⑼轮流对各触媒过滤器4进行反冲，反冲时将三通阀v2切换至第一出口关闭、第二出口导通状态，同时打开触媒过滤器回流阀v4，氢化釜工作液反冲管g8中的氢化液进入该触媒过滤器，将堆积在滤芯表面的触媒冲落，经触媒过滤器回流阀v4和触媒过滤器回流总管g9进入工作液供给管g1，跟随新鲜工作液回到氢化反应釜1中。

必须对氢气供给管g2提供的氢气进行氧含量和一氧化碳含量的连续监测，其中氧的体积百分含量必须低于1%，高于该水平，则必须旁路氢化反应釜1。氢气供给管g2供应氢中的一氧化碳含量必须低于1.0ppm，避免钯触媒中毒。

氢化反应釜1中的反应温度为50～65℃，工作液停留时间为0.25～0.55小时，氢化反应釜1内的压力为100～150kpa，氢气供给管g2中新鲜氢气的压力为0.25～0.35mpa。

步骤⑴中的氢化反应溶剂可以按如下体积百分比配置，二异丁基甲醇：（45～50）v%，c10芳烃：（50～55）v%，两者的体积总和为100%。c10芳烃用于溶解2-乙基蒽醌和2-戊基蒽醌，二异丁基甲醇使2-乙基蒽醌和2-戊基蒽醌的溶解度增大。

该溶剂配方下，实施例一～四达到的氢化效率如表1所示：

表1

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步骤⑴中的氢化反应溶剂还可以按如下体积百分比配置，四丁基脲：（12～30）v%，磷酸三辛酯：（8～12）v%，c10芳烃：（60～76）v%，三者的体积总和为100%。c10芳烃主要溶解2-乙基蒽醌、2-戊基蒽醌和反应产生的四氢2-乙基蒽醌，而不能溶解加氢后生成的2-乙基氢蒽醌和四氢2-乙基氢蒽醌；因此还需要能溶解2-乙基氢蒽醌和四氢2-乙基蒽醌的磷酸三辛酯和四丁基脲作为极性溶剂。本发明具有较高的c10芳烃含量，可以避免工作液比重增大，造成萃取塔操作困难；磷酸三辛酯具有沸点高、无刺激味道、溶解氢蒽醌能力强的优点，但是如果含量过高，会导致工作液粘度增大，造成传质困难；四丁基脲为透明或略带微黄色的液体，粘稠度略比水大，具有与水密度差大、表面张力大等优点，相对于磷酸三辛酯对2-乙基氢蒽醌和四氢2-乙基蒽醌的溶解度大，过氧化氢在两相中的分配系数大。采用本发明的溶剂成分组合与比例，使得工作液具有挥发损失小、使用安全、有利操作环境、降低萃余液双氧水含量、提高萃取液浓度的优点，由于与水的现货溶解度降低，使得双氧水产品的toc（总有机碳）含量大幅降低，有利于产品品质的提升。

该溶剂配方下，实施例五～八达到的氢化效率如表2所示：

表2

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以上所述仅为本发明之较佳可行实施例而已，非因此局限本发明的专利保护范围。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，例如左右的方向可以互换，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。