新型双氧水钯催化剂工业应用介绍
鲁西化工集团股份公司 张金成 张雷 张来明
近年我国双氧水的产量和市场用量迅速增加，2010年总产量达到600万t（27.5%计，下同），预计今明两年将
达750万～800万t。双氧水生产专用钯催化剂在技术上也在不断提高。原来国内双氧水厂家大多使用球形钯催化剂，
但自1996年实现工业化应用以来，在生产中经常出现一系列问题，给正常操作带来诸多不利影响：①由于催化剂颗
粒小，气液流通状态差，氢化塔内工作液易偏流、沟流，造成氢化副反应多，使蒽醌和活性氧化铝消耗高；同时工
作液状态变差，造成后续工艺带水、带碱，甚至给生产的安全带来危害。②氢化塔内工作液的偏流，造成工作液的
过度氢化，导致催化剂结块和氢化塔内阻力增大，只能采用低氢效生产，影响了装置生产能力的发挥。③催化剂再
生困难，再生后活性不能持久，再生周期很短，需经常拆卸催化剂塔外处理，影响了生产的正常进行。④催化剂活
性不稳定，耐碱性差，易粉碎，加上频繁的拆卸，导致催化剂消耗高。据统计，以上这些因素使双氧水的生产成本
增加了50～80元/t，直接影响企业的经济效益。
一、新型钯催化剂简介
新型钯催化剂（HT-1型钯催化剂）较好地避免了球形钯催化剂使用中存在的问题，目前国内已有十几个双氧水
厂家在使用，用量超过300t，使用效果良好，且积累了丰富的经验。HT-1型钯催化剂在双氧水装置运行中体现出诸
多优点：①活性高，质量稳定，生产能力大，每天可达到12t(H2O2)/t(催化剂)以上。②选择性较球形钯催化剂有
明显提高，生产中蒽醌﹑活性氧化铝的消耗大幅降低，从而降低了双氧水的生产成本。③再生周期长，保证了生产
的连续和稳定性。④明显改善了氢化塔内气液流动的状态，操作中没有阻力压降，彻底解决了塔内工作液偏流﹑沟
流和催化剂结块的现象。⑤催化剂消耗定额≤0.07kg（催化剂）/t（H2O2），耐碱性好，使用中不会发生粉碎、脱钯
现象，满足了贵金属催化剂长期稳定使用的要求。⑥堆积密度仅为0.45（±0.05）g／cm3，相当于每立方米氢化塔
反应器填装450kg催化剂，可比原来少使用100kg以上的催化剂，节约了大量资金。
1．技术指标
催化剂形状：浅棕色圆柱型；直径：2.4（±0.2）mm；钯含量：0.3（±0.02）%（重量）；堆积密度：0.45（±
0.05）g/mL；抗压碎强度：≥38N/cm；单节床阻：≤0.01MP（表压）；生产能力：正常生产条件下，第一年 ≥12t
（H2O2）/t（催化剂）·d，第二年≥11t（H2O2）/t（催化剂）·d；选择性（蒽醌消耗）：开车初期（3个月）小于
0.5kg/t（H2O2），正常生产小于0.3kg/t（H2O2）；磨耗：正常使用条件下小于3%；消耗定额：小于0.07kg/t（H2O2）；
使用寿命：大于3年。
2．使用条件
氢化塔：内径1000～4500mm；单节床有效装填高度3200～4000mm；床层节数不少于2节；装填量根据氢化塔生
产能力确定。
氢气：纯度≥99%（体积）；总碳≤15ppm；总硫≤0.1ppm；露点，以冬季不结冰为准。
工作液:溶剂比Ar:TOP=3:1～3.4:1（体积）；有效蒽醌130～150g/L。
3．工艺参数
循环工作液流量：根据生产实际情况确定；氢化反应温度：40～78℃；氢化效率：5.5～8.0g/L； 氧化收率：
≥95%；氢化程度：≤45%（开车初期小于35%）；萃余液中双氧水含量：≤0.2g/L；循环工作液中水含量：≤2g/L。
二、使用方法
1．氢化塔触媒的装填
开启每节塔的上下人孔，从下面人孔进入，检查塔的清洁干燥情况，检查汇集器丝网是否扎好，加入ф13mm的
瓷球至人孔下缘，并于其上铺一层11#不锈钢丝网，而后密闭下人孔。由上面人孔进入塔内，从每节塔的上人孔借
助布袋向塔内加入钯触媒。每节塔触媒高3200～3500mm，重约23000kg，触媒加完后，在上面先铺一层12#不锈钢
丝网，网上再加入ф13mm的瓷球，层高为200mm，密封上人孔和所有管路阀门。加触媒及填料时，要尽量避免发生
破碎，并尽量安装的紧密均匀。装填时应选择晴朗、干燥的天气，以免触媒受潮影响活性。加完触媒后，氢化塔应
再进行气密性试验（用氮气），直至合格。
2．触媒的活化
活化条件：活化剂，氢气；活化温度：20～60℃；活化时间：20～30h；活化压力：常压～0.1MPa；氢气流量：
300～600m3/h（以进气计）。
连续向氢化塔送入氮气，使塔内压力达到0.2MPa；通过冷凝液计量槽放空阀连续而缓慢地将塔内气体放空，直
至尾气氧含量≤2%，然后关闭通氮阀门；开启通氢气阀门，借助自控仪表向塔内送入氢气，控制流量为300～600m3/h，
塔内温度为20～60℃，活化时间为20～30h，停止通氢，以氮气置换塔内氢气，并保持塔内氮气压力为0.2M～0.3MPa。
3．触媒的再生
经长期运转后，触媒的活性逐渐下降，氢化工艺条件都已达到上限值，而氢化效率仍达不到要求，产量下降到
厂方认为不可接受时，则可进行触媒的再生。再生可以全部停车后两节塔串联一起进行，具体步骤如下：
①关闭通向氢化液气液分离器的阀门，塔节内保持氮气气氛。
②开启蒸汽阀门，使湿蒸汽先通过再生蒸汽净化器除去可能夹带的铁锈后，再进入被再生的塔节顶部，控制塔
内再生温度为100～110℃。
③由塔底流出的含水蒸汽，经再生蒸汽冷凝器冷凝，冷凝液进入冷凝液计量槽。开始再生时，由于触媒中吸附
有工作液，故吹出的蒸汽中夹带有工作液，需在冷凝水计量槽中分层。排出水后的工作液收集于地下槽，再抽入配
制釜内经过适当处理，回入系统继续使用。
④进塔的蒸汽量以每吨触媒2～4t蒸汽计为好，再生时间为8～16h，如果蒸汽量不足，可适当延长再生时间。
再生完成时，冷凝液应接近无色透明，否则应延长再生时间。
⑤再生结束后，趁热用氮气将塔内水分吹干，氮气从氢化塔进氮管通入，由塔底出来带水蒸汽的氮气进入再生
蒸汽冷凝器，冷凝脱水后进入冷凝液计量槽，氮气的流量为1000～1500m3/h（当然大一些更好）。
⑥触媒经吹干后，按照新触媒活化方法进行活化，活化时间可以减至5～10h，氢气流量减至150～300m3/h。如
有富余氢气，可维持原量。活化后的触媒方可投入使用。届时应适当调整温度和压力，以防触媒活性太高，导致氢
化效率过高。
三、关键问题
HT-1型钯催化剂的研究与使用过程中发现，有两个问题需要特别注意：一是保证原料的质量，特别是保证氢气
的纯度，因为未经纯化的氢气中常含有微量的CO、CO2和氨，会造成钯催化剂短期中毒，活性下降，进而影响生产。
二是催化剂使用一段时间后必须再生，再生后的催化剂含水量越低越好，目前有些厂家因氮气资源无法保证，催化
剂吹干效果不够，从而导致副反应增加。
四、结论
研究高活性、高选择性催化剂是蒽醌法双氧水生产领域的重大课题，已成为工业催化剂领域的研究热点。HT-1
型钯催化剂具有生产强度大、活性好、使用寿命长、易于再生等优点，可在较宽的流速与温度范围内调节使用，该
新型催化剂不仅适用于新建蒽醌法双氧水厂，而且也适用于老工艺双氧水企业，有较好的实用推广价值。