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1、 双氧水生产工艺操作规程 双氧水生产工艺操作规程 * 编制 编制 *职工技能鉴定培训系列教材 1 第一篇 稀品生产工艺操作规程 2 第一章 工艺原理 1.1 工艺原理： 本方法制取过氧化氢是以 2乙基蒽醌（EAQ）为载体，重芳烃及 磷酸三辛酯（TOP）为混合溶剂，配制成具有一定比例的溶液（以下称 工作液） 。将该溶液与氢气一起通入装有钯触媒的氢化塔内，在一定压 力和温度下进行氢化反应，得到相应的氢蒽醌（HEAQ）溶液（以下称 氢化液） 。氢化液在氧化塔内再被空气中的氧气氧化，溶液中的氢蒽醌 恢复成蒽醌，同时生成过氧化氢。利用过氧化氢在水和工作液中溶解度 的不同及工作液与水的密度差，用纯水萃取含
2、有过氧化氢的工作液（以 下称氧化液） ，得到过氧化氢的水溶液（俗称双氧水） 。过氧化氢的水溶 液经重芳烃净化处理及空气吹扫，即得到浓度为 27.5%（wt）的过氧化 氢产品。经水萃取后的工作液（以下称萃余液） ，经过沉降除水，并通 过碳酸钾溶液中和其酸性及活性氧化铝再生后再回入氢化工序，继续循 环用。在循环运转过程中，部分 2乙基蒽醌逐渐变成四氢2乙基蒽醌 （H4EAQ） ，并积累于工作液中，后者亦为本过程的重要载体之一，它亦 可反复被氢化、氧化，生成过氧化氢。一定量四氢2乙基蒽醌的存在， 将有利于提高氢化反应速度和抑制其它副产物的生成。 3 1.2 化学反应方程式 o O C2H5 H2 C
3、2H5 OH oH 2-乙基蒽醌（EAQ）2-乙基氢蒽醌（HEAQ） 2-乙基四氢氢蒽醌（H4HEAQ）2-乙基蒽醌（EAQ） OH OH C2H5 3H2 C2H5 O 氢化反应： 氧化反应： C2H5 O2 C2H5 2-乙基四氢蒽醌（EAQ）2-乙基四氢氢蒽醌（H4HEAQ） 2-乙基氢蒽醌（HEAQ）2-乙基蒽醌（EAQ） OH OH C2H5 O2 C2H5 O OH OH O H2O2 H2O2 o o o 4 第二章 工艺流程与工艺指标 第一节 工艺流程 来自循环工作液泵（P1401AB）的工作液，经循环工作液袋式过滤 器（X1402D） 、循环工作液过滤器 （X1402ABC）
4、滤除可能夹带的固体 杂质后，流经工作液热交换器（E1105） 、工作液预热器（E1102） ，将其 预热到需要的温度后与经氢气缓冲罐分离水分、氢气过滤器 （X1102） 净化的氢气同时进入氢化塔（T1101）顶部。整个氢化塔由三节触媒床 组成，每节塔顶部设有液体分布器、气液分布器，以使进入塔内的气体 和液体分布均匀。根据工艺需要，氢化时可使用三节触媒床中的任意一 节（单独）或两节（串联） ，必要时也可同时使用三节（串联） ，这主要 根据氢化效率及生产能力的要求及触媒活性而定。例如当使用上、中节 时，工作液与氢气，先进入上节塔顶部，并流而下通过塔内触媒层，由 上塔底流出，再经塔外连通管进入中节塔
5、顶部，再从中节塔底流出，进 入氢化液气液分离器（V1103） 。 从氢化塔（T1101）出来的氢化液和未反应的氢气（称氢化尾气） ， 连续进入氢化液气液分离器（V1103）进行气液分离，尾气由分离器顶 部排出，经氢化尾气冷凝器（E1104）冷凝其中所含溶剂后，进入冷凝 液计量罐（V1101） ，溶剂留于其中。尾气再经尾气流量计控制流量后直 接放空，氢化液气液分离器（V1103）中的氢化液，经自控仪表控制一 定液位后，借助氢化塔内压力分出 10%，先流经氢化液白土床（V1104） ， 而后与其余的 90%一起都通过氢化液过滤器（X1103ABC） ，之后再经氢 化液袋式过滤器（X1103D） ，
6、滤除其中可能夹带的少量触媒粉末和氧化 铝粉末，再通过工作液热交换器（E1105）将其热量传给循环工作液泵 来的工作液或者后处理工作液，然后进入氢化液贮槽（V1105） 。在此， 溶解在氢化液中的少量氢气被解析出来，经过放空气冷凝器（E1106） 、 氢化液液封、阻火器放空。 借助循环氢化液泵（P1101AB）将氢化液气液分离器（V1103）中的 部分氢化液被返回到氢化塔（T1101）中，增加塔内喷淋密度以使塔内 温度均匀，氢化效率稳定及消耗氢化塔内的氧气，使操作安全。 5 氢化液贮槽（V1105）中的氢化液和酸酸计量槽的磷酸、硝酸铵水 溶液一起进入氢化液泵（P1102AB） 。借助氢化液泵（P
7、1102AB） ，氢化 液 流 经 氢 化 液 冷 却 器 （ E1103AB） 使 其 冷 却 到 一 定 温 度 后 进 入 氧 化 塔 （T1201）上节底部。氧化塔由三节空塔组成，从中、下节塔底部通入 新鲜空气，并通过分散器分散，向塔内通入的空气量，根据氧化效率及 尾气中剩余氧含量（一般为 6%9%左右）而加以控制。进入上节塔底部 的氢化液和从氧化液气液分离器（V1202A）来的气体一起并流向上，由 塔上 部经连通管进入中节塔底部和加入的新鲜空气一起并流而上继续 氧 化 ， 从 中 节 上 部 出 来 的 气 液 混 合 物 经 进 入 氧 化 液 气 液 分 离 器 （V1202A）
8、 ，液体从底部流出进入下节塔底部，与进来的新鲜空气一起 并流向上，由下节塔顶部进入氧化液分离器（V1202B）分除气体，被完 全氧化了的工作液（称氧化液）经自控仪表控制分离器内一定液位后， 经氧化液冷却器（E1204）冷却后进入氧化液贮槽（V1205） ，再借助氧 化液泵（P1201AB）经氧化液过滤器滤出其中杂质进入萃取塔（T1301） 底部。从两个氧化液气液分离器（V1202AB）出来的气体汇合，进入上 节塔底部。出上节塔顶部氧化尾气通过氧化液尾气热交换器（E1203） 冷凝其中带出的部分溶剂蒸气后，经芳烃中间受槽（V1203）进入氧化 尾气冷凝器（E1201）进一步冷凝回收可能夹带的溶剂
9、。冷凝后的气液 混合物进入尾气分离器（V1206）分出的气体通过压力控制仪表，控制 塔顶压力后经活性炭纤维吸附装置进一步吸附其中夹带的芳烃后放空。 由尾气分离器（V1206）分离出的少量溶剂接收于芳烃回收罐（V1203） 中，并定期将芳烃中间受槽（V1203） 、芳烃回收罐（V1203）中的水排 入地下槽，芳烃放入芳烃贮槽（V1506）或者进入氧化液贮槽补充系统 损失的芳烃。氧化塔（T1201）中上节的温度是通过装入氧化塔内的冷 却 “U型管组自动控制通入高压循环水量来调节的， 氧化塔 （T1201） 下 节的温度是通过装入氧化塔内的冷却“U型管组自动控制通入低压循环 水量来调节。 含有过氧化
10、氢的氧化液从萃取塔（T1301）的底部进入后，被筛板 分散成无数小球向塔顶漂浮，与此同时，纯水配制槽（V1301AB）中配 制的含有一定量磷酸和硝酸铵的纯水，借助纯水泵（P1301AB）通过自 控调节阀（控制纯水流量和萃取塔顶水位）进入萃取塔（T1301）顶， 6 并通过筛板上的降液管使上下两层塔盘的水相通，连续向下流动，与向 上漂浮的氧化液进行逆流萃取，在此过程中，水为连续相，氧化液为分 散相，纯水从塔顶流向塔底的过程中，其过氧化氢含量逐渐增高，最后 从塔底流出（称萃取液） ，通过控制萃取液流量控制萃余双氧水含量和 萃取双氧水含量，萃取液凭借位差进入净化塔（T1302）顶部。而从萃 取塔（T
11、1301）底部进入的氧化液，在分散向上漂浮的过程中，其过氧 化氢含量逐渐降低，最后从塔顶流出（称萃余液） ，一般控制其中过氧 化氢含量 0.35g/L 以下。 净化塔（T1302）内装有瓷异鞍环，并且充满重芳烃，从塔顶进入 的萃取液（称粗双氧水）在塔顶被分散并向下流下，与此同时，重芳烃 由芳烃高位槽（V1303）借助位差连续进入净化塔（T1302）底部，两者 形成逆流萃取，以除去双氧水中的有机杂质。在此过程中，重芳烃为连 续相，萃取液为分散相。净化后的双氧水自净化塔底经自控仪表控制一 定的净化塔界面流出，经稀品分离器（V1304）分除可能夹带的少量重 芳烃后，进入稀品计量槽经经洁净的空气吹除微
12、量重芳烃和添加稳定剂 后经稀品泵送到包装工序。 自净化塔（T1302）上部流出的重芳烃，可进入氧化液贮槽（V1205） 以补充系统中重芳烃损失，亦可进入废芳烃接受槽（V1504） ，经重新蒸 馏后使用，或直接用来配制新工作液。由净化塔（T1302）回收的芳烃 蒸馏时，应用纯水将其中可能夹带的 H2O2洗净，然后再蒸馏。 自萃取塔（T1301）顶流出的萃余液，经萃余液分离器（V1302）分 除可能夹带的部分水后， 经工作液计量槽 （V1401） ， 进入干燥塔 （T1401） 底部。干燥塔（T1401）内装有规整填料和碳酸钾溶液，以除去部分水 份，中和酸类，分解残余的过氧化氢和再生蒽醌降解物。而
13、后，萃余液 再流经碱液沉降器（V1402） ，碱液分离器（V1403） ，分除工作液中可能 夹带的碳酸钾溶液液滴，再通过白土床（V1409AB） 。白土床（V1409AB） 内装有活性氧化铝，用来再生反应过程中可能生成的蒽醌降解物、吸附 工作液中的碳酸钾溶液和分解工作液夹带的双氧水。最后，工作液流入 循环工作液贮槽（V1404） ，再经循环工作液泵（P1401AB）送至氢化工 序，开始下一个循环过程。 后附流程图。 7 第二节 工艺指标 1. 萃余双氧水含量0.35 g/l 2. 氧化液酸度：0.0030.006g/l（以 H3PO4计） 3. 萃取双氧水含量：305320g/l 4. 氢化塔
14、氢效： 5.08.5g/l 5. 氧化塔氧效： 4.58.0g/l 6. 尾氢含量75% （V） 7. 循环工作液碱度0.004 g/l 8. 循环工作液双氧水含量0.15g/l 9. EAQ（EAQ+H4EAQ）含量：125g/L 10. 系统工作液流量：450650m3/h 11. 氢化床底部温度：4580 12. 氢化塔顶部压力：0.35MPa 13. 氢化液白土床氢化液流量：0150m3/h 14. 循环氢化液流量：0300m3/h 15. 空气流量： 中塔 650010200m3/h 16. 下塔 35006800m3/h 17. 总量 1000017000m3/h 18. 氧化塔温
15、度：4058 19. 氧化压力：0.20.3MPa（以塔顶压力计） 20. 氧化尾气氧含量：615% 21. 萃取塔温度：5055 22. 净化塔重芳烃加入量：100200L/h 23. 萃取塔顶界面控制：水面于液位计的 1/3 处 24. 净化塔底界面控制：水面在液位计的 2/3 处 25. 浓碳酸钾溶液加入量：350400L/h 26. 浓碳酸钾溶液密度：1.351.45g/mL 27. 稀碳酸钾溶液流出量：650850L/h 28. 稀碳酸钾溶液密度：1.251.30g/mL 29. 工作液计量槽液位：2550% 8 30. 碱塔旁路工作液流量：0250m3/h 31. 碱塔界面：10%
16、35% 32. 氢化液气液分离器液位：40%50% 33. 氧化液气液分离器液位：40%50% 34. 萃取酸度：0.50.8g/L 35. 纯水酸度：0.3 0.5g/L 36. 氢化液碱度：0.0020.005g/L 37. 纯水电导率：1s/cm 38. 循环工作液贮槽液位：1/31/2 39. 氢化液贮槽液位：1/31/2 40. 氧化液贮槽液位：1/31/2 41. 氢气总管氢气纯度：99.6% 9 第三章 主要设备结构及设备一览表 第一节 主要设备结构 3.1.1 氢化塔(T1101)（附设备示意图） （1）规格：直径3500mm，总高约 35000mm，由三节组成，每节 塔上部设有液体分布器、气液分布盘，塔底有汇集器和出料管，并通过 塔外连通管与下节塔顶进料管相连。 （2）材质：主体为 0Cr18Ni9
