影响双氧水安全生产的主要因素及控制方法

项 翔，佘林源，吴小平

(湖北三宁化工股份有限公司，湖北枝江443200)

目前，我国的双氧水装置普遍采用蒽醌法，以烷基蒽醌为载体，重芳烃和磷酸三辛酯为混合溶剂组成工作液，在封闭系统中循环进行催化加氢、空气氧化、筛板萃取净化、后处理等过程生产工业双氧水。在实际生产中，氧化液酸度、萃余液双氧水含量、循环工作液碱度对系统安全有着至关重要的影响，被称为双氧水生产的3大安全指标。本文结合生产实际操作经验，总结了影响3大安全指标的各种因素及其控制措施。

1 氧化液酸度

氧化液酸度，具体指单位体积氧化液中的磷酸含量。氧化液酸度低会使氧化塔内双氧水分解加快，氧化塔排污增多，氧化收率下降同时也会使萃酸下降影响萃取塔操作。严重时会造成氧化塔、氧化液储槽、萃取塔内双氧水大量分解，引发安全事故。氧化液酸度过高则会使产品中游离酸和不挥发物含量高，影响产品质量，同时也使得磷酸消耗高。故生产中需将氧化液酸度指标控制在一个合理的范围内。

1.1 影响氧化液酸度的因素

1.1.1 循环工作液碱度

循环工作液碱度的高低直接影响氧化液酸度的高低。循环工作液碱度高，酸碱中和需要的酸就越多，氧化液酸度就越低。反之工作液碱度低，氧化液酸度相应的会高一些。

1.1.2 循环工作液流量

在系统开停车过程中循环工作液流量变化较大，同样的加酸量氧化液酸度会随着循环量的增加而降低，反之则升高。

1.1.3 氧化塔残液排污量

氧化塔排污残液主要为含有诸多杂质的不稳定的粗双氧水，又称氧化残液。磷酸在氧化残液中的溶解度远大于工作液，所以若氧化塔排污不及时或系统水分含量高(包括压缩空气带水)时，氧化残液会溶解带出较多的磷酸造成氧化液酸度偏低。

1.2 氧化液酸度的控制

生产中氧化液酸度一般控制在3～6 mg/L，主要靠氢化液泵前加酸量来调节。根据分析结果及系统工况及时调节加酸量维持氧化液酸度的稳定。在更换白土床，加减量等过程中系统工况会有一定幅度的波动，更应及时调节。

2 萃余液双氧水含量

氧化工序送来的氧化液进入萃取塔被纯水萃取出其中的过氧化氢后从塔顶流出，称为萃余液。萃余液中双氧水的含量高会降低萃取收率、影响产量、增加后处理负荷、增大碱和活性氧化铝的消耗。严重时大量的双氧水被带入后工序引发安全事故。萃余液中双氧水的含量低对系统无不良影响，故生产中要求越低越好。

2.1 影响萃余液双氧水含量的因素

2.1.1 工作液的理化指标

工作液的理化指标主要是指溶剂比、总醌含量、界面张力、粘度等。工作液通过塔盘筛孔后工作液被分散成细小的油珠，工作液溶剂比高时芳烃含量高，工作液小油珠凝聚效果差;溶剂比低时磷酸三辛酯含量高，工作液粘度大通透性差，易在塔盘下方聚集。工作液中降解物的积累会使密度、粘度增大，筛孔阻塞界面张力减小与水分离困难，造成萃余液中双氧水的含量超标。

2.1.2 温度

温度高分子运动加快，有利于萃取传质。温度较低时工作液易发生乳化，乳化后的工作液粘度大，筛板通透性差，油水分离难，工作液会夹带大量的水进入后工序，造成萃余液中双氧水的含量上升。

2.1.3 双氧水萃取酸度

双氧水萃取操作在酸性条件下进行是十分必要的，酸性条件保证了萃取双氧水的稳定性，也减少了工作液的乳化。纯水配酸后密度会增大，这会增大油水两相的密度差，有利于萃取，降低萃余液中双氧水的含量。

2.1.4 氢化液氧化不完全

氢化液在氧化塔内未氧化完全，经萃取后萃余液中未反应完的氢蒽醌继续被氧化产生双氧水造成萃余液中双氧水的含量快速上升。

2.1.5 氧化液流量

萃取正常操作时筛板下会有一定厚度的工作液液层，氧化液流量的波动会引起液层厚度的变化，改变萃取塔内的浓度梯度，影响萃取效果。

2.1.6 进出水量及双氧水萃取浓度

萃取塔的进出水量是根据系统负荷和产品浓度来调节的，正常生产时系统负荷比较稳定，随着萃取浓度的升高萃取塔内双氧水的浓度梯度也在不断变化，萃余液中双氧水的含量会跟着上涨。同一套装置，控制不同的萃取浓度，萃余液中双氧水的含量会有差别。一般来讲，控制萃取浓度越高萃余液中双氧水的含量越高。

2.2 萃余液双氧水含量的控制

在开车系统提温和停车系统停止进氢气改氮气运行过程中，萃取塔内双氧水的浓度梯度被破坏，萃余液中双氧水的含量会相应的上升，这是只需调小工作液流量或及时通氢即可。正常生产时萃取温度、酸度都较稳定，一般根据萃取浓度、塔界面等情况适当调节进出水流量来控制萃余液中双氧水的含量。系统工况正常时一般的调节方法是适当加大进水量以降低萃余液中双氧水的含量。这样在产出合格双氧水的同时又使萃余液中双氧水的含量符合安全和工艺的要求。

3 工作液碱度

循环工作液呈微碱性有利于氢化反应的进行，但工作液碱度过高易造成白土床活性氧化铝粉化失活，对于催化剂载体氧化铝也有不利影响。系统带碱严重时更易造成氧化液碱性，双氧水大量分解，引起超温超压燃烧爆炸等安全事故［1］。

3.1 影响工作液碱度的因素

3.1.1 工作液的指标变化

随着系统的循环运行，降解物及其他粉尘杂质在工作液中积累，工作液的指标也逐渐改变，粘度变大，与碱液分离困难。萃余液流经碱塔干燥分解双氧水时会夹带大量的碱进入碱分离器，进而带入白土床。严重时还会夹带到后工序，造成工作液碱度超标。

3.1.2 萃余液中双氧水的含量

萃余液中双氧水的含量高时，大量的双氧水被带入碱塔内并在碱塔内分解产生水和氧气。水降低塔内浓碱密度使出塔稀碱过稀，碱蒸工序蒸碱困难。分解产生的氧气向上翻滚漂浮，使工作液与碱液传质混乱、碱塔界面波动大，使系统工作液夹带碱液。

3.1.3 碱密度控制不当

碱密度一般控制在1.3～1.4 g/L，碱密度过高或过低都会对工作液碱度产生不利影响。碱密度过高时黏度增大，难以和工作液分离，工作液中易夹带碱液［2］。碱密度过低，碱液和工作液的密度差降低，两相互相夹带，影响分离效果，造成系统工作液夹带碱液。

3.1.4 碱塔界面控制过高

碱塔一般分两段，下段为传质段用于分解双氧水，上段为分离段以分离碱液和工作液。碱塔界面控制过高时上部分离空间小，碱液和工作液不能及时分离，碱液易被工作液夹带去后工序。

3.1.5 白土床氧化铝失活

后处理白土床氧化铝的活性随使用时间慢慢降低，其再生、吸收能力慢慢下降。这会导致工作液碱度增高。同时白土床失活后工作液中降解物无法再生，降解物积累影响工作液性质，易造成后处理工作液夹带碱液。

3.2 工作液碱度的控制

正常生产中应控制好碱密度、碱塔界面，按时巡检及时排污。为避免盐类物质在碱液中的积累，应该定期对碱液进行置换。后处理和氢化白土床的氧化铝也要定期进行更换，尤其是在系统有效蒽醌含量明显降低的情况下。定时从萃余液计量槽排污口退出一部分工作液去配制工段，在配制釜内清洗干净后再补入系统，这对于改善工作液性质、降低萃余液中双氧水含量、减少碱液夹带量有着显著的效果。

［1］王颖石.双氧水生产工艺中的安全控制［J］.黑龙江科技信息.2007(05):16.

［2］王剑.浅析蒽醌法双氧水生产后处理工艺［J］.化工进展.2004(07):785－787.