楊貽平，韋 杰，韋岸鑫

（柳化集團(tuán)柳州盛強(qiáng)化工有限公司，廣西 柳州 545002）

雙氧水又名過氧化氫，柳化集團(tuán)首套10 萬t·a-1雙氧水生產(chǎn)裝置于2006 年底投產(chǎn)，采用洛陽黎明化工研究院開發(fā)的蒽醌法鈀觸媒工藝，產(chǎn)品濃度為27.5%，并于2009 年投產(chǎn)第二套生產(chǎn)裝置，投產(chǎn)后雙氧水總產(chǎn)能達(dá)到20 萬t·a-1，多年來裝置運行平穩(wěn)，達(dá)到設(shè)計產(chǎn)能，每套日產(chǎn)310t 左右，但原材料芳烴﹑碳酸鉀等消耗與國內(nèi)同行業(yè)比較還有一定差距（見表1），2011 年先后對兩期裝置進(jìn)行擴(kuò)產(chǎn)改造，單套日產(chǎn)量最高達(dá)到了413 t，使得單套產(chǎn)能提高至13萬t·a-1以上，產(chǎn)能提高將近1/3，取得較好效果。

表1 改造前主要原材料消耗與國內(nèi)同行比較

1 生產(chǎn)原理介紹

依托集團(tuán)公司合成氨副產(chǎn)大量廉價氫氣為主要原料，以芳烴及磷酸三辛酯為有機(jī)溶劑，2-乙基蒽醌為溶質(zhì)配制成工作液，在鈀催化劑的存在下，用氫氣將蒽醌加氫還原，生成氫蒽醌，后者再經(jīng)空氣氧化，得到過氧化氫，同時氫蒽醌轉(zhuǎn)化為蒽醌。然后用水萃取出工作液中的過氧化氫，得到雙氧水溶液[1]，該溶液利用芳烴的溶解有機(jī)雜質(zhì)原理進(jìn)行凈化，得到濃度27.5%的雙氧水產(chǎn)品。

圖1 雙氧水生產(chǎn)流程簡圖

2 技改方案小結(jié)

2.1 改造思路

保持氫化效率在規(guī)定范圍內(nèi)，提高循環(huán)工作液流量。增大氫化塔觸層的噴淋密度,改善氫化條件,從而改善工作液狀況[2]。由于工作液負(fù)荷提高，需增加再生床來再生降解物，保證工作液質(zhì)量，另外，提高流量后反應(yīng)的氫氣量﹑空氣量在安全流速前提下適當(dāng)增加，從而達(dá)到增產(chǎn)的目的。

2.2 工作液流量泵方面的改造

原設(shè)計工作液循環(huán)量500m3·h-1, 主要由循環(huán)工作液泵﹑氫化液泵﹑氧化液泵提供循環(huán)動力，主管道DN350，按工作液管道流速＜2m·s-1條件，可提高工作液循環(huán)量至680m3·h-1，原來泵設(shè)計流速為550m3·h-1已不適用。為了節(jié)約改造費用，保留原有A 泵，單將B 泵更換為設(shè)計流量700 m3·h-1的大泵，當(dāng)系統(tǒng)低負(fù)荷運行時使用小泵，高負(fù)荷生產(chǎn)時則使用大泵，同時相關(guān)流量計則進(jìn)行量程修改。另外，按氫化塔噴林量800m3·h-1設(shè)計，循環(huán)氫化液由300m3·h-1下降為120m3·h-1，對泵電氣部分進(jìn)行變頻改造，110kW 的泵電機(jī)每h 可節(jié)約50 多kWh，節(jié)電效果突出。

2.3 后處理改造

后處理白土床作用為利用活性氧化鋁再生工藝過程中產(chǎn)生的蒽醌降解物，保證系統(tǒng)工作液組分穩(wěn)定。同時后處理工序還具有凈化工作液和中和萃余液酸性的作用[3]。改造內(nèi)容主要為增加一個白土床V1409C，再生劑氧化鋁裝填量為50t，與現(xiàn)有白土床A﹑B 并聯(lián)使用，兩開一備，以加強(qiáng)工作液再生效果。另外由于增加了氧化鋁的用量，工作液中夾帶的氧化鋁粉增加，增加一個JLB 型復(fù)合型袋式精細(xì)過濾器，過濾精度5μm ,與現(xiàn)有的3 個循環(huán)工作液過濾器并聯(lián)使用，加強(qiáng)了過濾效果。

2.4 氫化、氧化工序改造

氫化塔上﹑中﹑下節(jié)鈀觸媒原分別裝15t﹑15t﹑10t，兩開一備。為了保證氫效穩(wěn)定至7 g·L-1左右，增加10t 觸媒，上﹑中﹑下節(jié)裝填量為20t﹑20t﹑10t，保證任何時候有30t 以上觸媒進(jìn)行生產(chǎn)，備用節(jié)則進(jìn)行再生處理。另外增加一個氫化液過濾器加強(qiáng)過濾，型號同為JLB 型復(fù)合型袋式過濾器。氫氣方面，新上一套大連天邦膜技術(shù)國家工程研究中心有限責(zé)任公司開發(fā)的膜回收制氫裝置，利用合成氨馳放氣可制出純度98%以上的氫氣，保證氫氣量從2600Nm3·h-1提高到3400Nm3·h-1的改造要求。

氧化工序的空氣量由18000Nm3·h-1提到24000Nm3·h-1，原配套空壓機(jī)為20000Nm3·h-1，經(jīng)研究兩套雙氧水裝置一起改造則需增加12000Nm3·h-1的空氣量，最后通過增加一臺打氣量15000Nm3·h-1的美國復(fù)盛牌離心空壓機(jī)進(jìn)行解決。空氣量增加尾氣量隨著增加，不進(jìn)行改造則難以達(dá)到排放要求，通過委托杭州聚光科技公司，活性碳纖維尾氣回收機(jī)組由3 組吸附箱改為4 組，提高吸附尾氣吸附能力。

2.5 其他

改堿蒸發(fā)間歇操作為連續(xù)操作，減輕工人勞動強(qiáng)度，并減少堿濃度波動帶來的影響。為了更好地對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，對現(xiàn)場的萃余液排放點﹑堿蒸發(fā)視鏡增加了遠(yuǎn)傳攝像頭，操作人員可以在DCS 控制室進(jìn)行監(jiān)控，對異常情況進(jìn)行監(jiān)控及時發(fā)現(xiàn)。另外在干燥塔塔體上段增加3 個視鏡，直觀了解塔內(nèi)工作液與堿分層情況，以便及時對系統(tǒng)負(fù)荷進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2.6 改造前后運行參數(shù)對比

改造前后主要工藝運行參數(shù)對比結(jié)果見表2。

3 改造后運行及產(chǎn)量、消耗情況

根據(jù)公司安排，利用合成氨檢修及低負(fù)荷期間進(jìn)行改造碰頭等工作，2011 年陸續(xù)完成各項技改工作，2012 年上半年受雙氧水市場及原料氫氣影響，裝置低負(fù)荷運行，沒有突出改造效果，8 月份以后加量，9 到11 月實現(xiàn)高負(fù)荷生產(chǎn)，并且實現(xiàn)穩(wěn)定運行，無帶水帶堿情況，裝置日產(chǎn)量穩(wěn)定在360～400t，最高日產(chǎn)量達(dá)到413t，同時原料消耗也有一定的下降，達(dá)到國內(nèi)較好水平，具體數(shù)據(jù)如表3﹑表4 所示。

表2 改造前后主要工藝運行參數(shù)比較

表3 2012 年9～11 月2 期裝置產(chǎn)量數(shù)據(jù)

表4 9～11 月份主要原材料消耗

4 結(jié)語

雙氧水生產(chǎn)所需的原料氫氣及工作液都為易燃易爆物，產(chǎn)品雙氧水本身又極易分解產(chǎn)生氧氣并放出大量熱量，導(dǎo)致爆炸著火等安全事故時有發(fā)生[4]，所以雙氧水裝置的生產(chǎn)管理或技改都應(yīng)本著安全的原則，工藝過程不能存在任何超壓﹑超溫及超流速等安全隱患。安徽臨泉化工的4 萬t 改6 萬t[2]，以及巴陵石化的8 萬t 系統(tǒng)穩(wěn)定改造[5]，都取得了良好效果，對生產(chǎn)管理﹑技改等有較好的參考意義。本裝置在安全條件下，適當(dāng)提高部分物料流量，強(qiáng)化系統(tǒng)生產(chǎn)，經(jīng)過幾個月的運行，工作液組分穩(wěn)定，系統(tǒng)無較大波動情況發(fā)生，產(chǎn)量得到較大提升，生產(chǎn)成本也大幅度下降，可為企業(yè)帶來較為可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

[1] 姚冬玲.我國蒽醌法過氧化氫生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步與展望[C].中國無機(jī)鹽協(xié)會過氧化物分會2012 年會論文集，2012.

[2] 張彥民，劉其祥.蒽醌法雙氧水生產(chǎn)裝置擴(kuò)產(chǎn)改造小結(jié)[J].無機(jī)鹽工業(yè)，2006，38(4)：38.

[3] 孟凡會.雙氧水生產(chǎn)中后處理工序帶堿原因及預(yù)防措施[J].化學(xué)推進(jìn)劑與高分子材料，2006(4)：65.

[4] 劉擁軍.蒽醌法過氧化氫的安全生產(chǎn)[C].中國無機(jī)鹽協(xié)會過氧化物分會2010 年會論文集，2010.

[5] 王旭暾, 儀志宏, 李志輝, 蔡志偉.80 kt·a-1雙氧水裝置技術(shù)改造[J].化工技術(shù)與開發(fā)，2009，38(1)：55-57.