雙氧水產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)化

張翔

摘 要：通過綜述，系統(tǒng)歸納了影響雙氧水產(chǎn)品質(zhì)量的因素，并分析了產(chǎn)生的原因，提出了控制的方法與指標(biāo)。

關(guān)鍵詞：雙氧水產(chǎn)品;質(zhì)量指標(biāo);控制方法

雙氧水是一種重要的無機(jī)化工產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于化工、紡織、造紙、軍工、電子、醫(yī)藥、環(huán)境保護(hù)等行業(yè)[1]。近年來隨著雙氧水氧化新工藝（一是雙氧水直接氧化丙烯生產(chǎn)環(huán)氧丙烷[2]，另一個(gè)是采用雙氧水對(duì)環(huán)己酮氨肟化制環(huán)己酮肟生產(chǎn)己內(nèi)酰胺[3]）的開發(fā)成功，既拉動(dòng)了雙氧水的市場需求，也對(duì)雙氧水產(chǎn)品質(zhì)量要求越來越高。

我裝置為年產(chǎn)15萬t50%雙氧水裝置，能生產(chǎn)27.5%

和50%兩種濃度的雙氧水，27.5%濃度的僅在開工初期未開濃縮系統(tǒng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些，正常情況下一般都產(chǎn)50%濃度的。而此濃度的雙氧水主要供環(huán)氧丙烷裝置做環(huán)氧化反應(yīng)的反應(yīng)劑。這兩種濃度其內(nèi)控指標(biāo)與國家標(biāo)準(zhǔn)的要求如下表：

由上表我們可知，目前影響雙氧水產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)有：1、濃度，2、游離酸，3、不揮發(fā)物，4、穩(wěn)定度、5、總碳，6、硝酸鹽。下面我們將依次進(jìn)行分析。

1 濃度

濃度的高低主要取決于濃縮系統(tǒng)的出水濃度，濃縮出水濃度我裝置要求盡量控制50%-51%。那么如何控制好出水濃度呢，我們主要從以下幾點(diǎn)進(jìn)行操作控制。

①溫度。當(dāng)濃縮系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)，降膜蒸發(fā)器底部溫度控制57.8℃-58.2℃，能確保出水濃度。當(dāng)系統(tǒng)的溫度低時(shí)，及時(shí)開大蒸汽，反之，當(dāng)溫度高，及時(shí)關(guān)小蒸汽;②壓力，目前壓力一般控制在7.5-9.5kPa（絕壓），當(dāng)壓力偏低時(shí)，對(duì)提高濃度有利，但對(duì)真空泵要求較高。當(dāng)壓力偏高時(shí)，濃縮出水濃度達(dá)不到要求，且存在雙氧水分解的風(fēng)險(xiǎn);③萃取水量，萃取水一般控制在0.8-3m3/h 以保證出水濃度能控制在指標(biāo)范圍內(nèi);④稀品濃度和稀品進(jìn)料量的大小。進(jìn)料量取決于前面系統(tǒng)中的氧效、萃余和出水濃度。進(jìn)料量偏大，即負(fù)荷過高，則產(chǎn)品濃度偏低。進(jìn)料量偏小，則產(chǎn)能低。目前濃縮出水量基本能控制在14t/h以上。此外，稀品濃度高，有利于提高產(chǎn)品濃度，降低濃縮負(fù)荷，反之亦然。稀品出水濃度一般控制在28-33%，萃余小于0.2g/L。

2 游離酸

游離酸取決于系統(tǒng)的加酸量。目前系統(tǒng)共有兩個(gè)加酸的地方：

①氫化液泵入口處。流量一般控制在35-45L/h，其目的是控制氧化后酸為2-10mgH3PO4/L;②純水罐配水時(shí)加的酸。目標(biāo)是控制萃取液酸度為0.1-0.5gH3PO4/L。

一定的酸度能保證雙氧水的穩(wěn)定，但若含量過多，會(huì)使產(chǎn)品中游離酸含量和不揮發(fā)物含量增加，還會(huì)對(duì)環(huán)氧化反應(yīng)器的運(yùn)行造成一定的影響。所以我裝置的控制思路是在保證雙氧水不分解的情況下盡可能的減少加酸量。目前我裝置的游離酸量能穩(wěn)定的控制在0.03%以下。

3 不揮發(fā)物

不揮發(fā)物主要分為兩種：

其一：無機(jī)物。主要與生產(chǎn)原料，工藝過程有關(guān)，可能來源有：①舊工作液的洗滌、再生過程;②系統(tǒng)加入的磷酸、穩(wěn)定劑;③原料帶入;④其他來源，也可能主要來自純水，化學(xué)純?cè)噭┘安讳P鋼設(shè)備微量腐蝕等方面。

其二：有機(jī)物?？赡軄碓从校汗ぷ饕簹浠蛘哐趸倪^程中產(chǎn)生的羥基、羧酸酯基的芳烴化合物。并在萃取塔中的洗滌下將其帶入了產(chǎn)品中去。

目前我裝置的處理措施為：①嚴(yán)格按工藝指標(biāo)來控制氫化和氧化的反應(yīng)條件;②洗滌工作液。每天固定從系統(tǒng)抽出部分工作液進(jìn)行洗滌，洗完工作液后又將其重新打入系統(tǒng)。目前在裝置穩(wěn)定運(yùn)行的情況下，不揮發(fā)物的濃度基本可以控制在0.06%左右。

4 穩(wěn)定度

影響雙氧水的分解因素很多，例如：pH、重金屬離子，活性塵埃以及溫度，光線，貯存容器的內(nèi)表面粗糙度都會(huì)加速分解[4]。主要控制手段有：①凈化生產(chǎn)系統(tǒng)。投用裝置前先進(jìn)行酸洗鈍化，后水聯(lián)運(yùn)試運(yùn)，以提高生產(chǎn)設(shè)備、管道、閥門內(nèi)表面的潔凈度，并選用合適的材質(zhì)，嚴(yán)格設(shè)計(jì)及施工規(guī)范等;②控制罐區(qū)溫度小于30℃，若超過，則啟動(dòng)雙泵通過換熱器打循環(huán)降溫;③控制適宜的pH值，pH值3.5-4.5時(shí)雙氧水的穩(wěn)定度最高;④采用添加化學(xué)穩(wěn)定劑，利用添加的化學(xué)絡(luò)合劑，抑制重金屬離子對(duì)雙氧水的催化分解反應(yīng)，通常投加無機(jī)聚磷酸鹽或有機(jī)膦酸鹽作為穩(wěn)定劑。我裝置的穩(wěn)定劑是HEDP（羥基乙叉二膦酸），一般加入量為0.02-0.04%。可使雙氧水的穩(wěn)定度達(dá)到98%以上。

5 總碳

因雙氧水的生產(chǎn)過程中使用了大量的有機(jī)物質(zhì)，例如二乙基蒽醌、重芳烴等等。因此，在產(chǎn)品中也會(huì)帶入相當(dāng)部分的含碳雜質(zhì)。而這些碳雜質(zhì)若存在在雙氧水當(dāng)中會(huì)被帶入環(huán)氧丙烷裝置內(nèi)對(duì)環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)造成較大的影響。所以必須將總碳控制在一定的范圍內(nèi)。因純化系統(tǒng)存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)，所以我裝置純化系統(tǒng)未投入使用。只能通過凈化塔進(jìn)行芳烴置換來減少總碳，目前每周二、四、六置換凈化塔內(nèi)的芳烴，凈化塔界位控制50%-80%，從而也能有效的控制雙氧水中的總碳含量。我裝置的總碳含量基本控制在0.02%以下。

6 硝酸鹽

硝酸鹽是硝酸衍生的化合物的統(tǒng)稱，主要為金屬離子或銨根離子與硝酸根離子組成的鹽類。一般在生產(chǎn)中帶入產(chǎn)品。主要來源有：①設(shè)備、管道鈍化后的殘留物;②磷酸溶液中帶入的，作緩蝕劑用。

這些硝酸鹽在初次開工時(shí)比較多，目前因我裝置已多次開工，相對(duì)的儲(chǔ)存在系統(tǒng)內(nèi)的雜質(zhì)也很少。且生產(chǎn)中磷酸加入量較少，我裝置產(chǎn)品中的硝酸鹽含量可忽略不計(jì)。

從以上幾點(diǎn)的分析我們可以看出，若要將雙氧水產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)化，必須嚴(yán)格的控制上述六點(diǎn)產(chǎn)品中雜質(zhì)的含量，在保證雙氧水產(chǎn)品安全穩(wěn)定的前提下盡量降低這些雜質(zhì)的含量，從而能進(jìn)一步使得產(chǎn)品質(zhì)量得到優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)：

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