一種烷基蒽氫醌的制備方法和一種生產過氧化氫的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種烷基蒽氫醌的制備方法，本發明還涉及一種生產過氧化氫的方 法。
【背景技術】
[0002] 雙氧水作為一種重要的化學品，廣泛地應用于國民生產和生活的各個領域。目前， 蒽醌法是世界上生產雙氧水的主流工藝，該工藝是將烷基蒽醌溶解于重芳烴、醇類、酯類等 合適的有機溶劑中，配成工作液，在催化劑作用下，使該工作液中的烷基蒽醌與氫氣反應生 成烷基蒽氫醌，再通過空氣氧化，烷基蒽氫醌氧化生成過氧化氫和烷基蒽醌，然后用水萃取 其中的過氧化氫，經凈化、濃縮得具有一定濃度的雙氧水產品，萃取后的烷基蒽醌工作液循 環使用。
[0003] 目前，國內雙氧水的氫化工藝普遍采用的是滴流床工藝，該工藝存在氣-液混合 不均勻，氣-液-固三相間的傳質效果較差，氫氣擴散至工作液和催化劑上的速度較慢，催 化劑表面利用率低，工作液必須在催化劑上停留較長時間才能達到較好的氫化效果，從而 造成氫化反應器體積較大，催化劑處理量不高，增大了投資和生產成本；同時，傳統滴流床 溝流、壁流現象嚴重，易形成熱點溫度，反應溫度難以精確控制，造成副反應增加，從而影響 氫化效率和催化劑壽命。
[0004] 鑒于目前在蒽醌法制雙氧水的氫化工藝中，傳統滴流床工藝存在的諸多問題，急 需發展一種效率更高的氫化方法來解決現有技術中存在的問題。

【發明內容】

[0005] 本發明的目的在于克服現有的滴流床氫化工藝存在的上述不足，提供一種烷基蒽 醌氫化方法和一種生產過氧化氫的方法。
[0006] 本發明的發明人在研究過程中發現：將氫氣通過平均孔徑為納米尺寸的孔送入含 有烷基蒽醌和/或氫化烷基蒽醌的溶液中，能夠將氫氣更好地溶解并分散在該溶液中；將 得到的含氫溶液以向上流動的方式送入高徑比較大的管式固定床反應器中進行催化氫化 反應，反應過程中催化劑床層浸泡在含氫溶液中，溶解并分散在溶液中的氫氣以及烷基蒽 醌和/或氫化烷基蒽醌與催化劑的活性位點結合進行反應，這樣能夠有效地提高氫化反應 的效率，減少副反應，獲得更1?的氫!化率。在此基礎上完成了本發明。
[0007] 根據本發明的第一個方面，本發明提供了一種烷基蒽氫醌的制備方法，該方法包 括將氫氣通過平均孔徑為納米尺寸的孔注入含原料的溶液中，得到含氫溶液，所述原料為 烷基蒽醌和/或氫化烷基蒽醌；將所述含氫溶液以向上流動的方式送入管式固定床反應器 中，使所述含氫溶液與具有催化加氫作用的催化劑接觸，進行氫化反應。
[0008] 根據本發明的第二個方面，本發明提供了一種生產過氧化氫的方法，該方法包括： 采用本發明提供的方法將烷基蒽醌氫化；將氫化得到的混合物與氧氣在氧化反應條件下接 觸，得到含有過氧化氫的混合物；從含有過氧化氫的混合物中分離出過氧化氫。
[0009] 根據本發明的烷基蒽醌氫化方法，氫化反應在液相中進行，溶解并分散在含氫溶 液中的氫氣足以為氫化反應提供足量的氫源，極大地提高了氫化反應的效率，增大了催化 劑的有效處理量，減少了反應器的體積，降低了投資和生產成本；同時，還能避免滴流床工 藝中存在的催化劑床層中溝流、壁流嚴重，氫化溫度難以控制的不足。與滴流床氫化工藝相 t匕，本發明的烷基蒽醌氫化方法在其余條件相同的情況下，以較低的氫氣量即可能夠獲得 預期的氫化率。
【附圖說明】
[0010] 附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具 體實施方式一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。
[0011] 圖1用于示意性地說明本發明使用的混合裝置中鄰接第一通道和第二通道的構 件的一種優選實施方式。
[0012] 圖2為圖1示出的構件的一種橫截面示意圖。
[0013] 圖3為圖1示出的構件的另一種橫截面示意圖。
[0014] 圖4為本發明使用的混合裝置的結構示意圖。
[0015] 圖5為本發明提供的方法的一種實施方式。
[0016] 圖6為本發明提供的方法的另一種實施方式。
[0017] 圖7為本發明提供的方法的又一種實施方式。
[0018] 圖8用于說明混合裝置與管式固定床反應器或管式反應器之間的連接關系。
[0019] 附圖標記說明
[0020] 1 :通道 2 :管壁
[0021] 3 :多孔膜 4 :用于鄰接第一通道和第二通道的構件
[0022] 5 :殼體 6:第一入口
[0023] 7:第二入口 8:出口
[0024]9:第一混合裝置 10 :氫氣
[0025] 11:含原料的溶液12:管式固定床反應器
[0026] 13:法蘭盤 14:法蘭盤
[0027] 15:法蘭盤 16:法蘭盤
【具體實施方式】
[0028] 本發明提供了一種烷基蒽氫醌的制備方法，該方法包括將氫氣通過平均孔徑為納 米尺寸的孔注入含原料的溶液中，得到含氫溶液，所述原料為烷基蒽醌和/或氫化烷基蒽 醌；將所述含氫溶液以向上流動的方式送入管式固定床反應器中，使所述含氫溶液與具有 催化加氫作用的催化劑接觸，進行氫化反應。
[0029] 本發明中，所述平均孔徑為納米尺寸的孔的平均孔徑一般可以為Inm至lOOOnm， 優選為30nm至1000 nm,更優選為30nm至800nm，進一步優選為30nm至500nm。所述平均孔 徑采用掃描電鏡法測定。
[0030] 可以采用各種方法將氫氣通過平均孔徑為納米尺寸的孔注入含原料的溶液中。
[0031] 在本發明的一種優選實施方式中，將氫氣通過第一混合裝置注入所述含原料的溶 液中，從而得到所述含氫溶液，所述第一混合裝置包括至少一個第一通道和至少一個第二 通道，所述第一通道和所述第二通道之間通過一構件鄰接，所述構件的至少部分為有孔區， 所述有孔區具有所述平均孔徑為納米尺寸的孔，所述第一通道用于容納所述氫氣，所述第 二通道用于容納所述含原料的溶液，所述氫氣通過所述平均孔徑為納米尺寸的孔被注入所 述含原料的溶液中。
[0032]所述構件的至少部分為有孔區，所述有孔區沿所述構件的長度方向延伸。優選地， 所述有孔區覆蓋整個構件（即，所述第一通道和所述第二通道之間通過具有所述平均孔徑 為納米尺寸的孔的構件鄰接，氫氣通過所述孔而被注入含原料的溶液中）。所述有孔區具有 所述平均孔徑為納米尺寸的孔，以使氫氣通過所述具有平均孔徑為納米尺寸的孔被注入含 原料的溶液中。
[0033]所述構件可以為各種能夠使容納于所述第一通道內的氫氣通過所述平均孔徑為 納米尺寸的孔而進入容納于第二通道內的含原料的溶液中的構件。在一個實例中，所述構 件由多孔材料形成，其中的孔的平均孔徑為納米尺寸。在另一個實例中，所述構件包括基體 以及附著在所述基體上的多孔膜，所述基體具有通孔，所述多孔膜可以位于所述基體的與 容納于所述第二通道內的含原料的溶液接觸的表面上和/或位于所述基體的與容納于所 述第一通道內的氫氣接觸的表面上。優選地，所述多孔膜位于所述基體的與容納于所述第 二通道內的含原料的溶液接觸的表面上。所述多孔膜中的孔為前文所述的平均孔徑為納米 尺寸的孔。所述基體上的通孔的平均孔徑沒有特別限定，只要能夠通過氣體即可。優選地， 所述基體上的通孔的平均孔徑為Inm至1000iim(如50-200iim)。
[0034]所述構件的形狀可以根據第一通道和第二通道的位置關系進行選擇，以能夠使得 所述第一通道和所述第二通道通過該構件鄰接為準。
[0035] 在本發明的一種實施方式中，所述構件為具有至少一個通道的管道。所述管道的 管壁上具有通孔，且所述通孔的平均孔徑為前文所述的納米尺寸。
[0036] 在本發明的另一種實施方式中，所述構件為具有至少一條通道的管道，所述管道 的外壁和/或通道的內壁上附著有多孔膜，所述管壁具有通孔，所述多孔膜上的孔為平均 孔徑為納米尺寸的孔，以下將這種構件稱為膜管。具體地，如圖1-3所示，所述構件為具有 至少一個通道的膜管。所述膜管以管壁2上具有通孔的管道作為基體，所述管道具有至 少一條通道1，所述管道的通道1的內壁和/或管道的外壁上附著有多孔膜3。管壁上的 通孔的平均孔徑沒有特別限定，只要能使氫氣通過即可，一般可以為Inm至lOOOym(如 50-200ym);所述多孔膜上的孔為前文所述的平均孔徑為納米尺寸的孔。
[0037] 在上述兩種實施方式中，所述管道或所述膜管上的通道的數量優選為至少兩條， 如4-20條。
[0038] 在實際操作過程中，在所述構件為管道或膜管時，如圖4所示，構件4可以與殼體 5配合使用。即，所述第一混合裝置還可以包括殼體5,將至少一個構件4置于殼體5中，并 使構件4的外壁與殼體5的內壁之間存在空間。所述構件上的通道作為用于容納含原料的 溶液的所述第二通道，所述構件的外壁與所述殼體的內壁形成的空間作為用于容納氫氣的 所述第一通道；或者，所述構件上的通道作為用于容納氫氣的所述第一通道，所述構件的外 壁與所述殼體的內壁形成的空間作為用于容納含原料的溶液的所述第二通道。優選地，所 述構件上的通道作為用于容納含原料的溶液的所述第二通道，所述構件的外壁與所述殼體 的內壁形成的空間作為用于容納氫氣的所述第一通道。
[0039] 如圖4所示，殼體5可以具有第一入口 6、第二入口