李 娜

(河南心連心化學(xué)工業(yè)集團(tuán)股份有限公司，河南新鄉(xiāng) 453700)

蒽醌法雙氧水生產(chǎn)工藝中，蒽醌、芳烴等各種化工原料的質(zhì)量管控以及活性氧化鋁的再生性能對(duì)裝置穩(wěn)定運(yùn)行起決定作用，尤其針對(duì)新建裝置正常開車尤為重要。河南心連心化學(xué)工業(yè)集團(tuán)股份有限公司(簡(jiǎn)稱河南心連心)新建一套20萬t/a雙氧水生產(chǎn)裝置，采用黎明化工研究設(shè)計(jì)院蒽醌法制過氧化氫新工藝。該裝置于2021年順利開車并逐步提產(chǎn)，其穩(wěn)定運(yùn)行得益于前期對(duì)工作液的預(yù)配制及化工原料的質(zhì)量管控。項(xiàng)目開車成員編制了詳細(xì)的試驗(yàn)方案，為化工原料采購(gòu)以及性能檢測(cè)、預(yù)配試驗(yàn)提供技術(shù)依據(jù)。

1 化工原料的對(duì)比研究

1.1 研究理論

河南心連心雙氧水工藝采用三溶劑工作液體系的蒽醌法固定床技術(shù)，工作液中溶質(zhì)組分為2-乙基蒽醌，溶劑組分為重芳烴(AR)、磷酸三辛酯(TOP)和四丁基脲(TBU)。據(jù)了解，蒽醌原料中攜帶的雜質(zhì)、副產(chǎn)物一旦進(jìn)入工作液，會(huì)對(duì)工作液的溶解度、界面張力等物性參數(shù)造成影響；同時(shí)溶劑各組分的雜質(zhì)情況,以及與水的分層時(shí)長(zhǎng)、分離效果也會(huì)影響系統(tǒng)萃取效果以及產(chǎn)品中有機(jī)碳的含量[1]。因此，做好各項(xiàng)化工原料的質(zhì)量管控，是保證裝置正常開車及長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。

1.2 研究方法

首先，對(duì)各項(xiàng)溶劑類化工原料進(jìn)行逐項(xiàng)性能試驗(yàn)。將不同廠家提供的化工原料逐一與水(或雙氧水)攪拌混合，測(cè)試原料與水的分層時(shí)長(zhǎng)，驗(yàn)證原料與水分層界面的清晰度以及分離后水中洗出的雜質(zhì)情況[2]。通過平行對(duì)比試驗(yàn)，擇優(yōu)選取原料供應(yīng)商。其次，在分析溶劑類化工原料的基礎(chǔ)上，按照工作液配制方法，對(duì)比不同廠家的蒽醌產(chǎn)品，收集并分析各自的雜質(zhì)情況、蒽醌溶解溫度與時(shí)間，以及工作液平行樣的溶液參數(shù)(工作液密度、黏度、界面張力、組分及水分含量等[3])。最后，按照工作液洗滌的工業(yè)方法，進(jìn)一步驗(yàn)證工作液水洗效果、分層界面清晰度及工作液潔凈透亮程度。

1.3 研究小結(jié)

總結(jié)各溶劑類化工原料性能試驗(yàn)及蒽醌對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果見表1。

表1 化工原料性能試驗(yàn)效果對(duì)比表

根據(jù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn):從分層時(shí)長(zhǎng)及洗水渾濁程度方面，可分析各類溶劑類化工原料的萃取效果與產(chǎn)品品質(zhì)；工作液中蒽醌原料確實(shí)會(huì)夾帶少量雜質(zhì)(廠家不同則夾帶的雜質(zhì)質(zhì)量不同)，可以通過強(qiáng)化工作液的洗滌環(huán)節(jié)來控制進(jìn)入系統(tǒng)工作液的雜質(zhì)質(zhì)量。

2 氧化鋁的對(duì)比研究

2.1 研究理論

在整個(gè)蒽醌法的生產(chǎn)過程中，工作液往復(fù)循環(huán)，不斷產(chǎn)生過氧化氫,同時(shí)也有“廢物”排放[4]。白土床中的氧化鋁，其品質(zhì)優(yōu)劣關(guān)系到工作液的品質(zhì)，也關(guān)系到裝置物料消耗量。氧化鋁是一種路易斯酸，其活性依賴表面形成的酸性基團(tuán)，在雙氧水裝置中主要用于烴類異構(gòu)化和脫氫。同時(shí)，氧化鋁顆粒粉體的脫落情況也對(duì)裝置的運(yùn)行有較大影響。雖然流程中設(shè)計(jì)了較為精密的過濾裝置，但粉體還是被帶入催化劑床層，影響催化劑的性能[5]。要從原料品質(zhì)管控入手，避免氧化鋁粉體的脫落對(duì)生產(chǎn)造成影響。

2.2 研究方法

取不同廠家的氧化鋁產(chǎn)品分別做脫粉及再生性能對(duì)比試驗(yàn)。脫粉試驗(yàn)的過程為：將氧化鋁在工作液中(純水、AR、TOP和TBU)浸泡、靜置一段時(shí)間后，用目視法判別氧化鋁顆粒的顏色變化和顆粒表面的粉體脫落、皸裂、裂紋或碎裂現(xiàn)象。為保證再生性能試驗(yàn)更準(zhǔn)確，選取運(yùn)轉(zhuǎn)裝置中的舊工作液作為試驗(yàn)介質(zhì)，采取攪動(dòng)、靜置(12 h)交替的方式進(jìn)行再生試驗(yàn)，使用液相色譜法分析工作液中總有效蒽醌(EAQ+HEAQ)的含量，并對(duì)比其增加量后的效果。

2.3 研究結(jié)論

氧化鋁樣品脫粉試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 氧化鋁脫粉試驗(yàn)效果對(duì)比表

因液相色譜儀器分析存在一定的誤差，氧化鋁活性檢測(cè)試驗(yàn)結(jié)果僅作為參考(見表3)。

表3 氧化鋁活性檢測(cè)效果對(duì)比表

由綜合粉體脫落試驗(yàn)與活性檢測(cè)試驗(yàn)可知：活性氧化鋁的粉體脫落問題與再生能力是共存的，即再生能力較好的氧化鋁不可避免存在脫粉問題，需要綜合實(shí)驗(yàn)室小試數(shù)據(jù)及行業(yè)應(yīng)用情況選擇氧化鋁廠家；在白土床投入運(yùn)行前對(duì)氧化鋁進(jìn)行自身循環(huán)過濾，攔截脫落的粉體，避免帶入系統(tǒng)對(duì)催化劑造成影響。

3 結(jié)語

通過對(duì)不同廠家的化工原料進(jìn)行性能檢測(cè)及預(yù)配試驗(yàn)，彌補(bǔ)了僅有分析儀器提供指標(biāo)結(jié)果的不足，同時(shí),各化工原料的性能驗(yàn)證為初入雙氧水行業(yè)的人員提供一定的理論與實(shí)踐依據(jù)。除了做好化工原料的品質(zhì)篩選工作外，化工原料進(jìn)入系統(tǒng)前的洗滌與預(yù)處理工作也十分重要，從流程及操作上做好工作液及氧化鋁的清潔管控，可保證雙氧水裝置長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。