柳化集團10 萬噸雙氧水裝置技改小結

楊貽平，韋 杰，韋岸鑫

（柳化集團柳州盛強化工有限公司，廣西 柳州 545002）

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

表1 改造前主要原材料消耗與國內同行比較

1 生產原理介紹

依托集團公司合成氨副產大量廉價氫氣為主要原料，以芳烴及磷酸三辛酯為有機溶劑，2-乙基蒽醌為溶質配制成工作液，在鈀催化劑的存在下，用氫氣將蒽醌加氫還原，生成氫蒽醌，后者再經空氣氧化，得到過氧化氫，同時氫蒽醌轉化為蒽醌。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雜質原理進行凈化，得到濃度27.5%的雙氧水產品。

圖1 雙氧水生產流程簡圖

2 技改方案小結

2.1 改造思路

保持氫化效率在規(guī)定范圍內，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]。由于工作液負荷提高，需增加再生床來再生降解物，保證工作液質量，另外，提高流量后反應的氫氣量﹑空氣量在安全流速前提下適當增加，從而達到增產的目的。

2.2 工作液流量泵方面的改造

原設計工作液循環(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 泵更換為設計流量700 m3·h-1的大泵，當系統(tǒng)低負荷運行時使用小泵，高負荷生產時則使用大泵，同時相關流量計則進行量程修改。另外，按氫化塔噴林量800m3·h-1設計，循環(huán)氫化液由300m3·h-1下降為120m3·h-1，對泵電氣部分進行變頻改造，110kW 的泵電機每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 型復合型袋式精細過濾器，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 以上觸媒進行生產，備用節(jié)則進行再生處理。另外增加一個氫化液過濾器加強過濾，型號同為JLB 型復合型袋式過濾器。氫氣方面，新上一套大連天邦膜技術國家工程研究中心有限責任公司開發(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，原配套空壓機為20000Nm3·h-1，經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的美國復盛牌離心空壓機進行解決?？諝饬吭黾游矚饬侩S著增加，不進行改造則難以達到排放要求，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，減輕工人勞動強度，并減少堿濃度波動帶來的影響。為了更好地對系統(tǒng)進行監(jiān)控，對現(xiàn)場的萃余液排放點﹑堿蒸發(fā)視鏡增加了遠傳攝像頭，操作人員可以在DCS 控制室進行監(jiān)控，對異常情況進行監(jiān)控及時發(fā)現(xiàn)。另外在干燥塔塔體上段增加3 個視鏡，直觀了解塔內工作液與堿分層情況，以便及時對系統(tǒng)負荷進行調節(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)對比結果見表2。

3 改造后運行及產量、消耗情況

根據(jù)公司安排，利用合成氨檢修及低負荷期間進行改造碰頭等工作，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)高負荷生產，并且實現(xiàn)穩(wěn)定運行，無帶水帶堿情況，裝置日產量穩(wěn)定在360～400t，最高日產量達到413t，同時原料消耗也有一定的下降，達到國內較好水平，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 期裝置產量數(shù)據(jù)

表4 9～11 月份主要原材料消耗

4 結語

雙氧水生產所需的原料氫氣及工作液都為易燃易爆物，產品雙氧水本身又極易分解產生氧氣并放出大量熱量，導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管理或技改都應本著安全的原則，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，對生產管理﹑技改等有較好的參考意義。本裝置在安全條件下，適當提高部分物料流量，強化系統(tǒng)生產，經過幾個月的運行，工作液組分穩(wěn)定，系統(tǒng)無較大波動情況發(fā)生，產量得到較大提升，生產成本也大幅度下降，可為企業(yè)帶來較為可觀的經濟效益。

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

[2] 張彥民，劉其祥.蒽醌法雙氧水生產裝置擴產改造小結[J].無機鹽工業(yè)，2006，38(4)：38.

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

[4] 劉擁軍.蒽醌法過氧化氫的安全生產[C].中國無機鹽協(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雙氧水裝置技術改造[J].化工技術與開發(fā)，2009，38(1)：55-57.