一种用于蒽醌法过氧化氢生产的氢化系统的制作方法

本技术涉及过氧化氢生产，具体为一种用于蒽醌法过氧化氢生产的氢化系统。

背景技术：

1、蒽醌法生产过氧化氢工艺主要分为氢化系统、氧化系统、萃取系统及后处理系统。在氢化系统内以工作液中蒽醌为载体完成蒽醌的加氢反应，生成蒽氢醌，然后进入氧化系统，完成蒽氢醌与氧气反应，生成过氧化氢。氢化系统的效率是整个装置生产能力与消耗控制的关键。原有工艺中，工作液与氢气分别进入氢化塔内，氢化塔中的气液两相(氢气和工作液)在钯催化剂的作用下进行蒽醌加氢的传质反应，但由于反应受气液固三相接触面积与传质效果影响，导致氢化系统效率偏低，由于氢化效率偏低直接导致整个装置生产能力不足。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种用于蒽醌法过氧化氢生产的氢化系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、一种用于蒽醌法过氧化氢生产的氢化系统，包括一级氢化塔和二级氢化塔，所述一级氢化塔的进口与一级前置微纳米气泡预混器相连，一级氢化塔的出口通过二级前置微纳米气泡预混器与二级氢化塔的进口相连。

4、本实用新型的有益效果为：本实用新型中通过在一级氢化塔和二级氢化塔的前部分别设置有前置微纳米气泡预混器，以实现氢气与工作液的预混合；当氢气与工作液预混合成为混合物后进入相应的氢化塔中，混合物在重力的作用下在氢化塔内由上至下流动，从而接触催化剂床层进行传质反应，以达到提高氢化系统效率的特点。

5、优选的，所述一级前置微纳米气泡预混器和二级前置微纳米气泡预混器的结构相同；前置微纳米气泡预混器包括壳体，壳体的下部设有氢气管道以及工作液管道，壳体的上部设有气液混合出口管道，氢气管道为若干个，若干个氢气管道的末端入口沿壳体外壁切线方向设置，氢气管道的末端入口处设置有金属微孔板。本实用新型通过使氢气管道的末端入口沿壳体外壁切线方向设置以及金属微孔板，以实现氢气在经过金属微孔板后被分散形成微气泡，并使微气泡沿着壳体内壁的方向移动，以达到降低微气泡破碎和满足工作液与氢气更好融合的目的。

6、优选的，所述金属微孔板上均布有微孔，微孔的孔径为10nm～20μm。通过设置微孔以及限定微孔的孔径，能够实现对气泡直径范围的限定，使气泡直径范围为10nm～20μm，以达到将气泡分割为微纳米气泡，便于后期充分混合的目的。

7、优选的，所述壳体的顶部设有搅拌电机，搅拌电机的搅拌轴延伸至壳体内部，搅拌轴的末端设有搅拌叶片。本实用新型中设置的搅拌装置主要用于与氢气管道的末端入口沿壳体外壁切线方向设置以及金属微孔板相配合，使微纳米气泡内内部高速旋流的工作液剪切带走并进入液相中，并实现工作液与微纳米气泡在壳体内实现充分混合。

8、优选的，所述壳体内部底部设有超声波发生器。通过在前置微纳米气泡预混器内设置超声波发生器，能够协助壳体内部高速旋转的搅拌叶片并将氢气分散为微纳米级气泡，以提高工作液与微纳米气泡的混合效率。

9、优选的，所述若干个氢气管道均布与壳体的外圆周上。

10、优选的，所述一级氢化塔和二级氢化塔的结构相同；

11、氢化塔包括氢化塔壳体，氢化塔壳体的下部设有工作液出口，氢化塔壳体的上部设有工作液进口，氢化塔壳体的顶部设有气相出口，氢化塔壳体的内部设有两个催化剂床层。

12、优选的，所述一级前置微纳米气泡预混器的气液混合出口管道与一级氢化塔的工作液进口相连，一级氢化塔的工作液出口通过中间氢化液泵和中间氢化液冷却器与二级前置微纳米气泡预混器的工作液管道相连，二级前置微纳米气泡预混器的气液混合出口管道与二级氢化塔的工作液进口相连；二级氢化塔的工作液出口通过氢化泵与后续工段相连。

13、优选的，所述二级氢化塔的气相出口通过管道与一级氢化塔的气相进口相连，一级氢化塔的气相出口与大气相连通。通过上述设置能够使二级氢化塔中多余的氢气进入一级氢化塔中，不仅实现了氢气的再利用，还能够提高一级氢化塔内的氢化效率。

14、优选的，所述一级氢化塔的气相进口设置在两个催化剂床层之间相对应的氢化塔壳体外壁上。

15、按照上述方案制成的一种用于蒽醌法过氧化氢生产的氢化系统，本实用新型的目的在于提高氢化系统的氢化效率以达到提高过氧化氢产量的目的；本实用新型使氢气和工作液的接触采用了先预混的形式，后期还可以利用二级氢化塔中外溢的氢气进入一级氢化塔再次混合的特点，以克服传统技术中直接使氢气与工作液在氢化塔中混合造成氢化效率低的问题；本实用新型中先预混的形式包含了以下技术手段，1、利用金属微孔板上均布的微孔对氢气进行分割成为微纳米气泡，并利用带压气体以及氢气管道的末端入口沿壳体外壁切线方向设置，以实现微纳米气泡进入工作液中进行分散；2、利用搅拌装置使搅拌叶片高速旋转，从而加速工作液与微纳米气泡的混合，3、利用超声波发生器助壳体内部高速旋转的搅拌叶片并将氢气分散为微纳米级气泡，以提高工作液与微纳米气泡的混合效率。上述设置能够有效提高工作液与氢气的混合效果，以实现其在进入氢化塔前充分混合提高氢化效率的目的；另外，本实用新型还将二级氢化塔中多余的氢气进入一级氢化塔中，不仅实现了氢气的再利用，还能够提高一级氢化塔内的氢化效率的特点；具有提高氢化系统效率，提高过氧化氢的生产能力以及降低氢气消耗量的优点。

技术特征：

1.一种用于蒽醌法过氧化氢生产的氢化系统，包括一级氢化塔(1)和二级氢化塔(2)，其特征在于：所述一级氢化塔(1)的进口与一级前置微纳米气泡预混器(3)相连，一级氢化塔(1)的出口通过二级前置微纳米气泡预混器(4)与二级氢化塔(2)的进口相连。

2.根据权利要求1所述的一种用于蒽醌法过氧化氢生产的氢化系统，其特征在于：所述一级前置微纳米气泡预混器(3)和二级前置微纳米气泡预混器(4)的结构相同；

3.根据权利要求2所述的一种用于蒽醌法过氧化氢生产的氢化系统，其特征在于：所述金属微孔板(14)上均布有微孔，微孔的孔径为10nm～20μm。

4.根据权利要求2或3所述的一种用于蒽醌法过氧化氢生产的氢化系统，其特征在于：所述壳体(11)的顶部设有搅拌电机(15)，搅拌电机(15)的搅拌轴(16)延伸至壳体(11)内部，搅拌轴(16)的末端设有搅拌叶片(9)。

5.根据权利要求4所述的一种用于蒽醌法过氧化氢生产的氢化系统，其特征在于：所述壳体(11)内部底部设有超声波发生器(17)。

6.根据权利要求2所述的一种用于蒽醌法过氧化氢生产的氢化系统，其特征在于：所述若干个氢气管道(10)均布与壳体(11)的外圆周上。

7.根据权利要求2所述的一种用于蒽醌法过氧化氢生产的氢化系统，其特征在于：所述一级氢化塔(1)和二级氢化塔(2)的结构相同；

8.根据权利要求7所述的一种用于蒽醌法过氧化氢生产的氢化系统，其特征在于：所述一级前置微纳米气泡预混器的气液混合出口管道(13)与一级氢化塔的工作液进口(19)相连，一级氢化塔的工作液出口(18)通过中间氢化液泵(6)和中间氢化液冷却器(5)与二级前置微纳米气泡预混器的工作液管道(12)相连，二级前置微纳米气泡预混器的气液混合出口管道(13)与二级氢化塔的工作液进口(19)相连；二级氢化塔的工作液出口(18)通过氢化泵(7)与后续工段(21)相连。

9.根据权利要求7所述的一种用于蒽醌法过氧化氢生产的氢化系统，其特征在于：所述二级氢化塔的气相出口(20)通过管道与一级氢化塔(1)的气相进口(22)相连，一级氢化塔的气相出口(20)与大气相连通。

10.根据权利要求9所述的一种用于蒽醌法过氧化氢生产的氢化系统，其特征在于：所述一级氢化塔(1)的气相进口(22)设置在两个催化剂床层(8)之间相对应的氢化塔壳体外壁上。

技术总结
本技术涉及一种用于蒽醌法过氧化氢生产的氢化系统；包括一级氢化塔和二级氢化塔，所述一级氢化塔的进口与一级前置微纳米气泡预混器相连，一级氢化塔的出口通过二级前置微纳米气泡预混器与二级氢化塔的进口相连；通过在一级氢化塔和二级氢化塔的前部分别设置有前置微纳米气泡预混器，以实现氢气与工作液的预混合；当氢气与工作液预混合成为混合物后进入相应的氢化塔中，混合物在重力的作用下在氢化塔内由上至下流动，从而接触催化剂床层进行传质反应，以达到提高氢化系统效率的特点。

技术研发人员：李娜,彭真,吕标星,赵建华,许世强,王松振
受保护的技术使用者：河南心连心化学工业集团股份有限公司
技术研发日：20230408
技术公布日：2024/1/14