探討雙氧水氫化反應(yīng)中鈀催化劑的幾個問題

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，是每個化工企業(yè)需要關(guān)注的重點問題。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，降低生產(chǎn)成本產(chǎn)出，總結(jié)蒽醌自動氧化法的特點，在優(yōu)化、實踐期間了解、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，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

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：第一，明確鈀的金屬活性，若金屬過量可能會導(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，也會增加固定窗的阻力。同時，若頂?shù)讐簤毫Σ钸^大，可能會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)中會有惰性氣體（氮?dú)狻⒑獾龋饺耄祟悮怏w會導(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)猓柟坦潭ù驳膲毫χ笜?biāo)。第三，催化劑實際應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)盡可能提高催化劑的中間反應(yīng)時間，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)建立動態(tài)化的評估方案，分析固定床的壓力波動狀態(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，工作人員應(yīng)當(dāng)及時更換氫化液，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)效率的過程中落實動態(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：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，可能會導(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)。若三氧化二鋁可實現(xiàn)再生，也能達(dá)到降解的要求。因此，實踐選擇過程中，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)會提高整體反應(yīng)溫度約10℃左右，一旦溫度超過15℃時，則需要對關(guān)鍵反應(yīng)進(jìn)行降溫，否則會影響后續(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，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。總之，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，同時將整體預(yù)熱要求今控制在及時標(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，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，若直接投入不實用，可依據(jù)前期設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行活化處理[4]。總之，對鈀催化劑進(jìn)行同時生產(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，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，應(yīng)當(dāng)使用動態(tài)分析模式調(diào)研反應(yīng)情況，在動態(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.

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[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.