蒽醌法过氧化氢生产原理讲座提纲

一、蒽醌法过氧化氢生产原理讲座

4、萃取工序(extraction)原理

4、1 工艺原理：多级二元互不溶逆流萃取。

全塔物料衡算：RXf+EY0=RXN+EY1 (1)

对第I级衡算：RXf + EYi= RXi+ EY1 (2)

式中：Xf：氧化效率，XN：萃余，Y1：萃取液浓度，R:氧化液流量，E:萃取液流量，Y0:萃取剂中过氧化氢浓度浓度

由（1）式：

Y1=(R/E)(Xf-XN)+Y0

对纯水来说，Y0=0 ；对27.5%过氧化氢来说，Y1=320 g/L

可见，氧化效率越高，萃余越低。

由（2）式：

Yi= (R/E)（(Xf-Xi)+ Y0，此式称为操作线方程。

由分配系数定义：Yi= m（(Xf-Xi)+ Y0，此式称为平衡线方程。

4、2 工艺流程简述

4、2、1 流程简述

氧化液贮槽内的氧化液由氧化液泵经流量控制后打入萃取塔底部，与从塔顶部进入的纯水逆流接触，靠二者密度不同，氧化液由下向上漂浮，纯水由上向下连续流动。萃取塔系不锈钢筛板塔，氧化液经每层筛板分散成细小液滴穿过连续水相后再凝聚，在萃取塔塔头与水沉降分离后溢流入萃余液分离器。从萃余液分离器出来的分离掉水分的萃余液进入后处理岗位的工作液计量槽。萃余液分离器分离出来的水分排入地下槽。

从萃取塔底部出来的过氧化氢水溶液，称为萃取液。萃取液进入净化塔，净化塔是一个填料塔，过氧化氢水溶液从净化塔的顶部进入，与塔内重芳烃充分接触，除去水相中的有机物，达到脱色和脱碳目的后，从塔底部流出，经稀品分离器自动分离出可能含有的少量芳烃后靠位差进入双氧水产品罐区。分离出的芳烃溢流至废芳烃受槽。

4、2、2 流程示意图

4、3 工艺参数

1 纯水流量；

2 萃取液流量；

3 萃取塔相界面；

4 净化塔相界面

5 纯水酸度；

6 萃取液酸度；

7 萃取液中过氧化氢含量；

8 萃余4、4 萃取塔工作原理示意图

*筛板塔应防止返混降低塔效

*操作时，严禁关闭进出水阀。防止带水。控制萃余。

*操作时，严控纯水酸度。

4、5 萃取问题讨论

4、5、1 溶剂比

溶剂比是指工作液中重芳烃和磷酸三辛酯的体积比。一般为75/25，提高溶剂比有利于萃取操作，但是，不利于提高氢化效率。

TOP比例% 析出时氢化效率(70℃) 分配系数

20 9.09 82

25 11.9 66.6

30 12 59

4、5、2 萃取原理

萃取实际上是分配平衡，是过氧化氢在纯水和工作液中的一种动态分配。其分配能力用分配系数（m）表示。

m=平衡时水相中的过氧化氢浓度/平衡时工作液中的过氧化氢浓度=CW/CR

m=f(c,t,r)

影响萃取效率的因素，除分配系数外还有萃取塔的结构。

一般来说，提高萃取温度、氧化效率、溶剂比有助于降低萃余

4、5、3 根据产品流量表的计算

日产量 yie.=Q

*1.1*24

H2O2

*1.1*1000*28%/（ EH*97%）

系统流量Q= Q

H2O2

4、5、4 萃余与氧化不完全

由分配平衡关系知，决定萃余的是最后一块塔板有机相和水相过氧化氢浓度。而萃余高,一定是最后一块板水相浓度高所致。氧化不完全，只是工作液中氢蒽醌含量高，不会破坏萃取平衡。萃余高是由于萃取平衡受到破坏所致，多数原因为进出水调整不及时。

二、第二部分

2、4、3 滴流床(trickle bed)工作原理示意图

2、5 主要工艺参数

1 氢化反应温度

2 固定床压力（床顶）

3 氢化液流量

4 氢化效率

5 氢化液白土床流量

6 氢化塔塔头氧含量

7 氢气总管氧含量

8 工作液预热温度

9 氢化尾气放空量

10 氢化液气液分离器液位

11 循环氢化液流量

12 氢化液冷却温度

2、6 其他氢化形式

2、6、1 触媒(catalyst)镍触媒、钯触媒（管式、蜂窝式）

2、6、2 反应器形式悬浮床流化床固定床

2、7 氢化工序的几个问题

2、7、1 氢化液循环

氢化液循环的目的有两个，一是确保安全，二是提供合适的流速。存在下面的反应：

H

2O

2

--------H

2

O + 1/2 O

2

上述反应称为减半反应。通过氢化液循环，利用该反应除氧。

下图为触媒活性与工作液流速的关系，一般应该将工作液的流速控制在20--200之间，此时活性较高，而且受流速影响小，易于工业生产控制。

原因：流量高，流动状态变化，滴流转为泡沫流。

流量高，氢气溶解度增加。

2、7、2 四氢蒽醌生成速度

一般认为，四氢蒽醌的存在有利于抑制降解物的生成速度，而四氢蒽醌的生成速度，与氢化深度有关。从下表可以得出这样的结论。

在50℃，35lb/in2(约0.25MPa)压力下循环氢化下，蒽醌的转化。

横坐标为时间（h），纵坐标为工作液中蒽醌含量（%）

图中数据表明，在加氢的初始5小时内，2-乙基蒽醌转化为四氢蒽醌的速度较快，

5小时后渐趋平稳，所以原始开车初期的条件控制很重要。

2、7、3 氢化降解物及再生机理

氢化降解物主要是蒽酚酮、蒽酮、八氢蒽醌等，是由于加氢时，苯环加氢和羰基不完全加氢所致。多数是触煤选择性差，初始开车时氢化条件控制不好造成的，有研究表明八氢蒽醌是一次加氢的产物，并非由四氢蒽醌再加氢产生。部分氢化降解物可在碱性条件下得以再生。降低氢化深度（小于50%），有助于抑制降解。

氢化降解机理

氢化降解物再生机理

降解物的存在，一方面增加了消耗，另一方面也增加了蒽醌溶解度，降低了氢蒽醌的析出温度。有利有弊。氧化铝是烯烃异构化和醇类脱水的优异催化剂。是典型的路易斯酸。

图中横坐标为降解物含量，纵坐标为氢蒽醌析出温度。