雙氧水作為一種重要的綠色化學(xué)品有著廣泛的應(yīng)用需求。蒽醌法是工業(yè)制備雙氧水最主要的方法之一,其中以蒽醌加氫和氫蒽醌氧化為關(guān)鍵工段。然而,由于氫氣和氧氣為難溶性氣體,加氫和氧化的宏觀反應(yīng)速率受氣液傳質(zhì)限制,極大影響了生產(chǎn)效率,增加了生產(chǎn)成本�；诖�,本文利用超重力反應(yīng)器（Rotating Packed Bed reactor,簡稱RPB reactor）強化氣液傳質(zhì)的特點,將其應(yīng)用于蒽醌加氫和氫蒽醌氧化中,實現(xiàn)對兩個反應(yīng)的過程強化,以期達到提高宏觀反應(yīng)速率的目的,進一步對反應(yīng)器的強化機理進行了探討。主要的研究結(jié)果如下:（1）在蒽醌加氫反應(yīng)中,采用擬均相催化加氫的方式,考察了超重力反應(yīng)器轉(zhuǎn)速、工作液初始濃度、氫氣壓力、反應(yīng)溫度和溶劑配比對雙氧水收率（B）和有效蒽醌選擇性（S）的影響:增大轉(zhuǎn)速、氫氣加壓、升高反應(yīng)溫度有利于提升蒽醌加氫反應(yīng)速率,但其中,氫氣加壓、升高反應(yīng)溫度會引起有效蒽醌選擇性降低,不利于工作液循環(huán)使用;實驗條件范圍內(nèi),工作液初始濃度（CEAQ）與溶劑配比（VTMB:VTOP）匹配最佳時（CEAQ=100 g/L,VTMB:VTOP=3:3）,可獲得雙氧水收率最大值（B=13.... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２蒽醌法制備雙氧水流程圖??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ａｎｔｈｒａｑｕｉｎｏｎｅ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｆｏｒ?Ｈ２Ｏ２?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ??

和Ｘ射線光電子能譜（ＸＰＳ）表征結(jié)果，Ｉｉ？的加入使得催化劑表面電子結(jié)構(gòu)發(fā)生擾動，??Ｐｄ的連續(xù)位點被切割，這促進了?ＥＡＱＨ２從催化劑活性位點脫附，達到了抑制副反應(yīng)??的目的。Ｄｒｅｌｉｎｋｉｅｗｉｃｚ和Ｌｉ等［３７列研宄了催化劑中Ｐｄ顆粒尺寸對蒽醌加氫反應(yīng)的影??響，大尺寸或發(fā)生團聚的Ｐｄ顆粒會加劇副反應(yīng)，推測Ｐｄ顆粒的聚集是促進７１鍵活化??并加劇副反應(yīng)的原因，同時Ｌｉ認為納米級的Ｐｄ顆粒有更好的蒽醌加氫催化效果。??？?Ｍ?〇?ｌｒ?？?Ｃ?？０?Ｈ?…ＳｐｉｌＵｗｅｒ??圖１－４雙金屬催化劑蒽醌加氫機理圖??Ｆｉｇ．?１－４?Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆＥＡＱ?ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ?ｏｖｅｒ?ｂｉｍｅｔａｌｌｉｃ?ｃａｔａｌｙｓｔ??在催化劑載體研宄上，研究熱點集中在對載體的改性和可控制備方面。Ｌｉ等［３９］??采用低電位氧化工藝制備了具有窄孔徑分布、圓柱形孔的陽極氧化鋁（ＡＡＯ）載體并??裝備到ｅ環(huán)中，通過浸潰法負載Ｐｄ制成Ｐｄ／ＡＡ０＠Ａ１催化劑。與傳統(tǒng)的球形Ｐｄ／Ａｂ〇３??催化劑相比，Ｐｄ／ＡＡ０＠Ａ１中載體ＡＡ０＠Ａ１特有的孔結(jié)構(gòu)能夠促進分子內(nèi)外擴散，并??有利于Ｐｄ顆粒的分散負載，在蒽醌加氫催化活性和選擇性上更具優(yōu)勢。Ｐｄ／ＡＡ０＠Ａ１??催化劑在孔徑為２４．５?ｎｍ，孔深１８?ｐｍ的時空收率為５３．３?ｇＨ２〇２?ｆＰｄ?ｈ－１，選擇性高于??９６％。％３叩等＿將１＾§０添加到Ｐｄ／Ｓｉ〇２／堇青石整體式催化劑上，研究了催化劑載體??堿性對加氫效果的影響，發(fā)現(xiàn)堿性改進劑ＭｇＯ的添加有利于ＥＡＱ上Ｃ＝０鍵的活化??并增強催化劑對ＥＡＱ的吸附，當ＭｇＱ添加量為２ｗｔ％時，氫效高于５．５

滴流床反應(yīng)器內(nèi)周期性操作工藝，可以在提高加氫速率２０?％的基礎(chǔ)上降低床層??溫度１３?°Ｃ以上。法國Ｓｏｌｖａｙ公司［４４】在滴流床的基礎(chǔ)上成倍數(shù)加大氣液流量，形成泡??沫床，相關(guān)專利顯示泡沬床在時空收率上是滴流床６倍左右，而降解產(chǎn)物的生成量只??有滴流床的１／１５。然而傳統(tǒng)固定床存在壓降大、移熱差的不足，工作液易滯留于催化??劑內(nèi)孔通道，導(dǎo)致發(fā)生深度加氫，生成大量降解產(chǎn)物引起催化劑失活，仍需進一步改??進。??ｆ?ＧＴｎ?Ｗ???麵ｆ??Ｔ??Ｌｉｑｕｉｄ?ｏｕｔ??圖１－５滴流床蒽醌加氫反應(yīng)器??Ｆｉｇ．?１－５?Ｔｒｉｃｋｌｅ?ｂｅｄ?ｒｅａｃｔｏｒ?ｆｏｒ?ＥＡＱ?ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ??對于非傳統(tǒng)型固定床，其內(nèi)置的整體式催化劑孔道常呈平行排列，氫氣和工作液??呈逆流接觸反應(yīng)，未消耗的氫氣再次循環(huán)回反應(yīng)器。據(jù)文獻報道［４５］，孔道內(nèi)流型為??Ｔａｙｌｏｒ流時反應(yīng)器加氫效果最好。這種結(jié)構(gòu)能極大降低反應(yīng)器壓降，同時也可避免傳??統(tǒng)型固定床內(nèi)由于催化劑孔道內(nèi)工作液滯留造成的深度加氫問題，提高反應(yīng)的選擇性??［４６］。但是該種反應(yīng)器氣液傳質(zhì)效果有待提升，氣液傳質(zhì)阻力占到了加氫反應(yīng)宏觀阻力??的?８０－９０?％［４７］。??７??


本文編號：3075496