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探討雙氧水氫化反應(yīng)中鈀催化劑的幾個(gè)問題

2020-08-11 08:25:07陳可
裝備維修技術(shù) 2020年32期
關(guān)鍵詞:雙氧水使用

陳可

摘 要:雙氧水在生產(chǎn)中需要使用鈀催化劑,如何在氫化反應(yīng)過程中通過調(diào)控鈀催化劑的使用來提高雙氧水的生產(chǎn)效率,是每個(gè)化工企業(yè)需要關(guān)注的重點(diǎn)問題。本文從初期鈀催化劑的使用、鈀催化劑的反應(yīng)溫度以及提高鈀催化的活化效率三個(gè)方面入手,對鈀催化劑的使用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞:雙氧水;氫化反應(yīng);鈀催化劑;使用

引言:

雙氧水生產(chǎn)中需要運(yùn)用蒽醌法進(jìn)行,該技術(shù)應(yīng)用期間需要盡可能延長鈀催化劑的使用壽命,降低雙氧水生產(chǎn)期間所產(chǎn)生的能耗,有利于實(shí)踐環(huán)保、降低能耗、提高雙氧水生產(chǎn)效率的目的。但是,鈀催化劑的價(jià)格相對昂貴,故需要減少金屬材料的更換頻率,降低鈀催化頻繁更換而導(dǎo)致雙氧水揮發(fā)、整體生產(chǎn)成本增加的現(xiàn)象。同時(shí),降低生產(chǎn)成本產(chǎn)出,總結(jié)蒽醌自動(dòng)氧化法的特點(diǎn),在優(yōu)化、實(shí)踐期間了解、總結(jié)把鈀催化劑的使用問題,提高雙氧水的生產(chǎn)效率。

1氫化工藝特點(diǎn)及方式

氫化工藝主要以“蒽醌法”進(jìn)行H2O2的生產(chǎn)作業(yè),該工藝主要涵括氫化反應(yīng)、氧化反應(yīng)、萃取、凈化及后續(xù)處理等工藝,其中氫化反應(yīng)為雙氧水生產(chǎn)的主要反應(yīng)之一,期間應(yīng)當(dāng)合理使用固定床結(jié)構(gòu),將不同的床體進(jìn)行串聯(lián),并在每一節(jié)床體裝配1.6噸左右的催化劑,同時(shí)在催化劑的上方、下方分別加入瓷器,可促使床體表面的氣體、液體被分布均勻。在此過程中,需要將工作液與氫氣相混合,引導(dǎo)物質(zhì)向下流動(dòng),可在固定區(qū)域展開氫化反應(yīng)[1]。

2提升鈀催化劑使用及其設(shè)計(jì)

2.1 初期催化劑使用

初期催化劑使用過程中,應(yīng)當(dāng)注意鈀催化劑的投入劑量及方式,原因是提高工藝別的控制效果,能夠提高催化劑的活性。具體應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn):第一,明確鈀的金屬活性,若金屬過量可能會(huì)導(dǎo)致氫效作用效果過高,甚至?xí)?dǎo)致副反應(yīng)超過主反應(yīng)。若副反應(yīng)得到的生成物過多,可能會(huì)導(dǎo)致可被利用的蒽醌藥劑量減少,進(jìn)而增加了固體的析出量,也會(huì)增加固定窗的阻力。同時(shí),若頂?shù)讐簤毫Σ钸^大,可能會(huì)影響催化劑的使用效率,故需要提高催化劑投入、使用的效率。第二,催化劑投入前期應(yīng)當(dāng)注意讓整體反應(yīng)處于溫和、穩(wěn)定的反應(yīng)環(huán)境當(dāng)中。因此,應(yīng)當(dāng)注意控制氫化反應(yīng)的溫度、壓力等指標(biāo),可提高氫化反應(yīng)的有效性。通過讓整體反應(yīng)趨于平緩的狀態(tài),能讓反應(yīng)的流量及壓力在額定范圍內(nèi)。第二,催化劑使用前期應(yīng)當(dāng)注意氫氣的壓力指標(biāo),原因是反應(yīng)中會(huì)有惰性氣體(氮?dú)?、氦氣等)摻入,此類氣體會(huì)導(dǎo)致鈀催化劑整體活性降低,故需要盡可能調(diào)節(jié)反應(yīng)容器尾部氫氣的排放工作,在提升氫化效率的過程中通入少量寄的氮?dú)?,鞏固固定床的壓力指?biāo)。第三,催化劑實(shí)際應(yīng)用中,應(yīng)當(dāng)盡可能提高催化劑的中間反應(yīng)時(shí)間,即需要控制固定床的溫度處于平和的狀態(tài)[2]。在此過程中,應(yīng)控制床體的溫度在80℃以下,高于高溫度可能會(huì)導(dǎo)致鈀催化劑物質(zhì)發(fā)生改性,影響催化劑的質(zhì)量,甚至誘發(fā)催化劑結(jié)塊的情況。第四,固體床壓力、流量控制中,應(yīng)當(dāng)建立動(dòng)態(tài)化的評估方案,分析固定床的壓力波動(dòng)狀態(tài)及流向,尤其是要分析出局部反應(yīng)的速度,可提高催化劑的強(qiáng)度。值得注意的是,氫化液失效時(shí),工作人員應(yīng)當(dāng)及時(shí)更換氫化液,避免反應(yīng)物附著于鈀催化劑表面,降低整體反應(yīng)的活性。

2.2 控制鈀催化劑的反應(yīng)溫度

控制鈀催化劑的反應(yīng)溫度,可提高催化劑的整體活性。因此,工作人員應(yīng)當(dāng)及時(shí)給予鈀催化劑一定補(bǔ)償,在提高反應(yīng)效率的過程中落實(shí)動(dòng)態(tài)化的核查、分析機(jī)制,提高鈀金屬的使用質(zhì)量。具體而言,應(yīng)當(dāng)注意以下要點(diǎn):第一,氫化反應(yīng)一般處于溫和的環(huán)境下展開降解反應(yīng),但應(yīng)當(dāng)控制整體反應(yīng)溫度在額定范疇內(nèi),可降低蒽醌反應(yīng)過量而導(dǎo)致降解過度的現(xiàn)象。由此可見,工作人員應(yīng)當(dāng)將氫化反應(yīng)的溫度控制在39℃~75℃之間,原因是該溫度下能提高固定床的綜合反應(yīng)效率,也能讓整體操作控制趨于既定的要求內(nèi)。若反應(yīng)溫度超過80℃時(shí),可能會(huì)導(dǎo)致整體反應(yīng)無法適應(yīng)于氫化反應(yīng)需求,故需要及時(shí)進(jìn)行停車處理,利用催化劑進(jìn)行再生控制,若再生不合理應(yīng)當(dāng)及時(shí)給予更換操作。通過適當(dāng)提高氫化反應(yīng)的溫度指標(biāo),促使鈀催化劑的應(yīng)用、降解溫度在可控要求內(nèi),可進(jìn)一步提升鈀催化的再生周期及使用效果,達(dá)到節(jié)能、環(huán)保、降低整體生產(chǎn)成本的目的。第二,應(yīng)當(dāng)注意三氧化二鋁的選擇,調(diào)研材料的活性,原因是三氧化二鋁可保證葸醌處于穩(wěn)定的狀態(tài)。若三氧化二鋁可實(shí)現(xiàn)再生,也能達(dá)到降解的要求。因此,實(shí)踐選擇過程中,應(yīng)當(dāng)將整體反應(yīng)容器的溫度控制在額定范疇內(nèi),在相應(yīng)的容器內(nèi)應(yīng)用氧化鋁窗,能夠讓氧化鋁床進(jìn)行再生。氧化鋁床使用過程中,應(yīng)當(dāng)注意控制其溫度在初始要求內(nèi),在關(guān)鍵區(qū)域加入適量的水蒸氣及冷凝水,控制整體反應(yīng)的成本支出。在反應(yīng)期間,應(yīng)當(dāng)將工作液引入氫化塔之內(nèi),在關(guān)鍵區(qū)域設(shè)立液體預(yù)熱處理器,將反應(yīng)溫度控制與出塔溫度近似即可。出塔管理過程中,放熱反應(yīng)會(huì)提高整體反應(yīng)溫度約10℃左右,一旦溫度超過15℃時(shí),則需要對關(guān)鍵反應(yīng)進(jìn)行降溫,否則會(huì)影響后續(xù)氧化反應(yīng)質(zhì)量。因此,提高能源的綜合利用效率,在既定的流程內(nèi)應(yīng)用冷卻液及氫化液(使用規(guī)定的液換熱器),在預(yù)熱處理后,將工作液和出塔物質(zhì)的溫度控制在要求內(nèi)。上述技術(shù)優(yōu)化中,若將換熱器應(yīng)用于氧化鋁床裝置前,促使工作液與氫化液實(shí)現(xiàn)換熱,可在進(jìn)一步提高溫度參數(shù)后控制氧化鋁的再生效率。同時(shí),工作液換熱中,應(yīng)當(dāng)使用信息化技術(shù)調(diào)查反應(yīng)溫度及換熱情況,將提升溫度控制在初始范圍之內(nèi),可將氫化塔內(nèi)的溫度、工作液進(jìn)行必要的升溫處理??傊?,將現(xiàn)有的裝置進(jìn)行預(yù)熱,促使預(yù)熱模式在氧化床前開展,可方便預(yù)熱器在規(guī)定的要求內(nèi)補(bǔ)充預(yù)熱,同時(shí)將整體預(yù)熱要求今控制在及時(shí)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi),進(jìn)而提升氧化鋁床的使用效率[3]。

2.3 提高鈀催化的活化效率

鈀催化劑反應(yīng)大多以氯化鈀物質(zhì)存在,為了進(jìn)一步提高活化效率,需要在規(guī)定的要求內(nèi)合理分析氫氣、氧氣、惰性氣體的含量及其特點(diǎn),尤其是要對氫氣進(jìn)行活化處理,將離子化合物轉(zhuǎn)為金屬單質(zhì)(鈀),可方便后續(xù)利用蒸汽進(jìn)行再生催化、控制。再生管理期間,可使用直接投用的方式進(jìn)行還原、投入,若直接投入不實(shí)用,可依據(jù)前期設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行活化處理[4]??傊?,對鈀催化劑進(jìn)行同時(shí)生產(chǎn)和活化,將活化溫度、效率控制在額定要求內(nèi),能夠提升主反應(yīng)的活性在既定的需求內(nèi)。同時(shí),應(yīng)當(dāng)注意初始反應(yīng)的活性不宜過高,原因是平穩(wěn)、均勻的反應(yīng)狀態(tài)可促進(jìn)氫化反應(yīng)的效率,方便控制并提高反應(yīng)的質(zhì)量。為此,可使用熱水洗滌的方式進(jìn)行控制管理,確保熱水的流量在既定的需求之內(nèi)。

3結(jié)束語

綜上所述,為了提高雙氧水的生產(chǎn)效率,提高整體反應(yīng)的活性,工作人員應(yīng)當(dāng)全面調(diào)研、選取合理的鈀催化劑的使用方法及應(yīng)用思路,重點(diǎn)控制主體反應(yīng)的溫度及反應(yīng)環(huán)境,可提升反應(yīng)的活化效率,提高反應(yīng)的再生質(zhì)量。同時(shí),應(yīng)當(dāng)使用動(dòng)態(tài)分析模式調(diào)研反應(yīng)情況,在動(dòng)態(tài)分析過程中維持裝置反應(yīng)的穩(wěn)定性,提高雙氧水的生產(chǎn)效益。

參考文獻(xiàn):

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[2]相亞波,丁國棟,饒超,郁豐善. 廢鈀氧化鋁催化劑中鈀的回收工藝研究[J]. 中國資源綜合利用,2020,38(07):5-6+28.

[3]吳琪,肖發(fā)新,楊玉茹,胡呂. 廢催化劑回收鈀工藝概況[J]. 貴金屬,2018,39(03):79-86.

[4]范新宇,文飛. 雙氧水生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀及應(yīng)用[J]. 化工管理,2017(27):144.

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