高效蒽醌加氢玻璃流化床反应器的设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

双氧水是一种重要的无机化工产品，由于具有较强的氧化能力，而且氧化后分解为水与氧气，对环境没有污染，被称为 “最清洁” 的化工产品，并作为氧化剂、漂白剂、消毒剂、脱氧剂、聚合物引发剂和交联剂被广泛应用于化工、纺织、造纸、军工、医药、环境保护等行业中。

双氧水的工业生产方法包括蒽醌法、电解法、异丙醇法以及近年来发展的氢氧直接合成法等。其中蒽醌法生产双氧水具有技术先进、自动化控制程度高、产品成本和能耗低，适合大规模生产的优势，因此双氧水的工业化生产主要采用蒽醌法。蒽醌法主要包括蒽醌氢化、氢蒽醌氧化、筛板塔萃取、工作液后处理等工序。以2–乙基蒽醌（eaq）为原料制备双氧水为例，其主要反应历程如下所述。

加氢阶段：工作液中的 eaq 在催化剂的作用下与氢气反应生成heaq （2–乙基氢蒽醌），另外h₄eaq（四氢–2–乙基蒽醌）加氢还原成为h₄heaq （四氢–2–乙基氢蒽醌）。

氧化阶段：heaq被氧化成eaq，h₄heaq则被氧化成h₄eaq。

2. 研究的基本内容与方案

蒽醌加氢是一个典型的气液固三相反应，其主要特点：动力学对氢气为一级，对蒽醌为零级；反应热效应不明显，但反应选择性是温度的强函数。在滴流床反应器中，外部传质是反应的速率控制步骤。在实验条件下，限制性反应组分为气相反应物。对此反应，反应器的选择至关重要。

采用流化床蒽醌加氢工艺，由于流化床工艺使蒽醌氢化反应均匀，避免反应过程局部热点形成而导致工作液降解，有利于提高双氧水产品质量，而且床层阻力小，工作液的流量得到提高，因此流化床氢化工艺中氢化效率以及产品的质量都大大提高。

故熟悉目前国内外蒽醌加氢三相循环流化床反应器的研究和发展趋势，结合实际生产经验对双氧水制备的关键步骤，对氢化工序的加氢过程进行简要分析，根据现有蒽醌加氢三相循环流化床反应器的设计加以改进有重要研究意义。

3. 研究计划与安排

第3周～第4周：熟悉国内外蒽醌加氢三相循环流化床反应器的研究现状和发展趋势，掌握流化床反应器的设计技巧，并确定反应器的类型。

第5周～第8周：设计流化床反应器，得出反应器的基本参数。

第9周～第10周：进行一系列实验与检测，得出一定的实验结论。

4. 参考文献（12篇以上）

1. 范双双. 气液固三相循环流化床中蒽醌加氢反应的研究. 天津大学硕士学位论文, 2007.

2. 钟本慧. 高效玻璃流化床反应器的设计与试制. 化学世界, 1988, (12), 550-553

3. 田原宇, 乔英云, 盖希坤, 梁鹏. 带有内循环的浮阀式气液固三相流化床反应器. 中国专利, cn 101480594a.