探讨双氧水氢化反应中钯催化剂的几个问题

陈可

摘 要：双氧水在生产中需要使用钯催化剂，如何在氢化反应过程中通过调控钯催化剂的使用来提高双氧水的生产效率，是每个化工企业需要关注的重点问题。本文从初期钯催化剂的使用、钯催化剂的反应温度以及提高钯催化的活化效率三个方面入手，对钯催化剂的使用进行了探讨。

关键词：双氧水;氢化反应;钯催化剂;使用

引言：

双氧水生产中需要运用蒽醌法进行，该技术应用期间需要尽可能延长钯催化剂的使用寿命，降低双氧水生产期间所产生的能耗，有利于实践环保、降低能耗、提高双氧水生产效率的目的。但是，钯催化剂的价格相对昂贵，故需要减少金属材料的更换频率，降低钯催化频繁更换而导致双氧水挥发、整体生产成本增加的现象。同时，降低生产成本产出，总结蒽醌自动氧化法的特点，在优化、实践期间了解、总结把钯催化剂的使用问题，提高双氧水的生产效率。

1氢化工艺特点及方式

氢化工艺主要以“蒽醌法”进行H2O2的生产作业，该工艺主要涵括氢化反应、氧化反应、萃取、净化及后续处理等工艺，其中氢化反应为双氧水生产的主要反应之一，期间应当合理使用固定床结构，将不同的床体进行串联，并在每一节床体装配1.6吨左右的催化剂，同时在催化剂的上方、下方分别加入瓷器，可促使床体表面的气体、液体被分布均匀。在此过程中，需要将工作液与氢气相混合，引导物质向下流动，可在固定区域展开氢化反应[1]。

2提升钯催化剂使用及其设计

2.1 初期催化剂使用

初期催化剂使用过程中，应当注意钯催化剂的投入剂量及方式，原因是提高工艺别的控制效果，能够提高催化剂的活性。具体应当注意以下几点：第一，明确钯的金属活性，若金属过量可能会导致氢效作用效果过高，甚至会导致副反应超过主反应。若副反应得到的生成物过多，可能会导致可被利用的蒽醌药剂量减少，进而增加了固体的析出量，也会增加固定窗的阻力。同时，若顶底压压力差过大，可能会影响催化剂的使用效率，故需要提高催化剂投入、使用的效率。第二，催化剂投入前期应当注意让整体反应处于温和、稳定的反应环境当中。因此，应当注意控制氢化反应的温度、压力等指标，可提高氢化反应的有效性。通过让整体反应趋于平缓的状态，能让反应的流量及压力在额定范围内。第二，催化剂使用前期应当注意氢气的压力指标，原因是反应中会有惰性气体（氮气、氦气等）掺入，此类气体会导致钯催化剂整体活性降低，故需要尽可能调节反应容器尾部氢气的排放工作，在提升氢化效率的过程中通入少量寄的氮气，巩固固定床的压力指标。第三，催化剂实际应用中，应当尽可能提高催化剂的中间反应时间，即需要控制固定床的温度处于平和的状态[2]。在此过程中，应控制床体的温度在80℃以下，高于高温度可能会导致钯催化剂物质发生改性，影响催化剂的质量，甚至诱发催化剂结块的情况。第四，固体床压力、流量控制中，应当建立动态化的评估方案，分析固定床的压力波动状态及流向，尤其是要分析出局部反应的速度，可提高催化剂的强度。值得注意的是，氢化液失效时，工作人员应当及时更换氢化液，避免反应物附着于钯催化剂表面，降低整体反应的活性。

2.2 控制钯催化剂的反应温度

控制钯催化剂的反应温度，可提高催化剂的整体活性。因此，工作人员应当及时给予钯催化剂一定補偿，在提高反应效率的过程中落实动态化的核查、分析机制，提高钯金属的使用质量。具体而言，应当注意以下要点：第一，氢化反应一般处于温和的环境下展开降解反应，但应当控制整体反应温度在额定范畴内，可降低蒽醌反应过量而导致降解过度的现象。由此可见，工作人员应当将氢化反应的温度控制在39℃～75℃之间，原因是该温度下能提高固定床的综合反应效率，也能让整体操作控制趋于既定的要求内。若反应温度超过80℃时，可能会导致整体反应无法适应于氢化反应需求，故需要及时进行停车处理，利用催化剂进行再生控制，若再生不合理应当及时给予更换操作。通过适当提高氢化反应的温度指标，促使钯催化剂的应用、降解温度在可控要求内，可进一步提升钯催化的再生周期及使用效果，达到节能、环保、降低整体生产成本的目的。第二，应当注意三氧化二铝的选择，调研材料的活性，原因是三氧化二铝可保证葸醌处于稳定的状态。若三氧化二铝可实现再生，也能达到降解的要求。因此，实践选择过程中，应当将整体反应容器的温度控制在额定范畴内，在相应的容器内应用氧化铝窗，能够让氧化铝床进行再生。氧化铝床使用过程中，应当注意控制其温度在初始要求内，在关键区域加入适量的水蒸气及冷凝水，控制整体反应的成本支出。在反应期间，应当将工作液引入氢化塔之内，在关键区域设立液体预热处理器，将反应温度控制与出塔温度近似即可。出塔管理过程中，放热反应会提高整体反应温度约10℃左右，一旦温度超过15℃时，则需要对关键反应进行降温，否则会影响后续氧化反应质量。因此，提高能源的综合利用效率，在既定的流程内应用冷却液及氢化液（使用规定的液换热器），在预热处理后，将工作液和出塔物质的温度控制在要求内。上述技术优化中，若将换热器应用于氧化铝床装置前，促使工作液与氢化液实现换热，可在进一步提高温度参数后控制氧化铝的再生效率。同时，工作液换热中，应当使用信息化技术调查反应温度及换热情况，将提升温度控制在初始范围之内，可将氢化塔内的温度、工作液进行必要的升温处理。总之，将现有的装置进行预热，促使预热模式在氧化床前开展，可方便预热器在规定的要求内补充预热，同时将整体预热要求今控制在及时标准内，进而提升氧化铝床的使用效率[3]。

2.3 提高钯催化的活化效率

钯催化剂反应大多以氯化钯物质存在，为了进一步提高活化效率，需要在规定的要求内合理分析氢气、氧气、惰性气体的含量及其特点，尤其是要对氢气进行活化处理，将离子化合物转为金属单质（钯），可方便后续利用蒸汽进行再生催化、控制。再生管理期间，可使用直接投用的方式进行还原、投入，若直接投入不实用，可依据前期设计标准进行活化处理[4]。总之，对钯催化剂进行同时生产和活化，将活化温度、效率控制在额定要求内，能够提升主反应的活性在既定的需求内。同时，应当注意初始反应的活性不宜过高，原因是平稳、均匀的反应状态可促进氢化反应的效率，方便控制并提高反应的质量。为此，可使用热水洗涤的方式进行控制管理，确保热水的流量在既定的需求之内。

3结束语

综上所述，为了提高双氧水的生产效率，提高整体反应的活性，工作人员应当全面调研、选取合理的钯催化剂的使用方法及应用思路，重点控制主体反应的温度及反应环境，可提升反应的活化效率，提高反应的再生质量。同时，应当使用动态分析模式调研反应情况，在动态分析过程中维持装置反应的稳定性，提高双氧水的生产效益。

参考文献：

[1]暨左成，易秉智，罗诚，张宇辉. 双氧水行业废钯催化剂中钯的回收工艺研究[J]. 浙江化工，2019，50（01）：32-35.

[2]相亚波，丁国栋，饶超，郁丰善. 废钯氧化铝催化剂中钯的回收工艺研究[J]. 中国资源综合利用，2020，38（07）：5-6+28.

[3]吴琪，肖发新，杨玉茹，胡吕. 废催化剂回收钯工艺概况[J]. 贵金属，2018，39（03）：79-86.

[4]范新宇，文飞. 双氧水生产技术现状及应用[J]. 化工管理，2017（27）：144.