蒽醌法生產雙氧水的節能改造

佘林源，劉繼前，高傳平，張焱焱，楊 炎

（湖北三寧化工股份有限公司，湖北枝江 443200）

蒽醌法生產雙氧水的節能改造

佘林源，劉繼前，高傳平，張焱焱，楊 炎

（湖北三寧化工股份有限公司，湖北枝江 443200）

蒽醌法生產雙氧水的蒸汽消耗較高。為了降低產品的單位能耗，通過對冷凝水回收系統、蒸堿系統及工作液換熱系統等的改造，使蒸汽冷凝水的熱量得到回收再利用，從而使產品的蒸汽單耗下降40 kg／t，節省了生產成本。

雙氧水；蒽醌法；蒸汽；節能

雙氧水是一種重要的化工原料，現已廣泛應用于紡織、造紙、化學合成、廢水處理、電子等領域［1］。近年來，隨著己內酰胺、環氧丙烷等項目的興起，大大加快了雙氧水裝置的建設。目前，國內雙氧水裝置大多采用固定床蒽醌法工藝，流程基本一致。

1 蒽醌法生產雙氧水簡介

蒽醌法以蒽醌（2－乙基蒽醌，EAQ）為工作液載體，經氫化、氧化、萃取凈化及后處理等工序生產雙氧水，工作液在系統內部循環。工作液（含再生液）在氫化塔內和氫氣反應生成含有氫蒽醌（EH2AQ）的氫化液，氫化液在氧化塔內和空氣中的氧氣反應生成含有過氧化氫的氧化液（氫蒽醌EH2AQ轉化為蒽醌EAQ），氧化液在萃取塔內和純水逆流萃取得到雙氧水，經凈化塔處理后進入粗雙氧水儲罐。儲罐內的雙氧水可進入純化裝置進一步降低總有機碳后外供其它車間或外賣。萃取塔出來的工作液經萃余分離器分離水分，進入堿塔進行干燥、分解雙氧水等處理，再經白土床再生后進入氫化塔進行循環。

2 節能改造

本公司15萬t／a雙氧水裝置于2013年8月試生產，11月份基本正常。期間，經歷了部分工藝改造和節能技術改造。其中的節能改造包括：1）裝置內產生的蒸汽冷凝水由直接外送改為收集后先送至換熱器加熱純水，然后再外送；2）將堿蒸發器產生的二次蒸汽，通過加裝閃蒸罐減少其對堿蒸法工序的阻力，以節省蒸汽消耗等；3）將氫化液冷卻器改為工作液換熱器，使氫化液和再生液換熱，回收熱量。

2.1 蒸汽冷凝水系統改造

改造前，裝置內冷凝水需全部收集后外送到冷凝水處理裝置，然后，供鍋爐產汽使用。在處理之前，先需要降溫，因而冷凝水的熱量得不到利用。進入萃取塔的純水來自純水槽，但需要用蒸汽加熱到50℃后方可進入萃取塔。綜合考慮后，可將冷凝水回收的熱量用于加熱純水，使熱量能夠得到充分利用，從而減少了能源的浪費。

改造前，蒸汽冷凝水先全部進入冷凝水總管，再外送至熱電車間的冷凝水回收罐，然后，經處理再進入鍋爐汽包供產汽使用。流程見圖1所示。

改造后，將冷凝水總管回收到的冷凝水送到中間罐，再用泵將中間罐內的冷凝水打到純水預熱器2（新增設備）中以回收冷凝水的中熱量，然后，再進入冷凝水回收罐供后工序使用。流程見圖2所示。

改造前，常溫純水在純水預熱器1中與萃取塔出料的萃取液（粗雙氧水）換熱（到30℃），然后，進入純水加熱器中與蒸汽換熱（到50℃），最后，進入萃取塔（純水經過2級加熱）；改造后，新增了1臺純水預熱器2（換熱面積50 m2），將經純水預熱器1出來的純水溫度加熱到35℃，然后，再進入純水加熱器（純水經過3級加熱）。改造之后，不僅降低了純水加熱系統的蒸汽消耗，同時，也減少了冷凝水處理裝置的冷卻水用量。這樣，可節省蒸汽單耗10 kg／t。

2.2 蒸堿系統改造

蒸堿系統是本裝置主要的蒸汽消耗部分。在運行過程中發現，堿蒸發器的氣相壓力較大（0.08～0.10MPa），導致稀堿（密度1.20～1.30 g／mL）中的水分不易蒸出，從而使濃堿密度難以達標（1.35～1.40 g／mL）。若要提升濃堿密度，就必須提高堿蒸發器的溫度（125～128℃）。造成這一問題的主要原因是堿蒸發器之前的稀堿預熱器換熱面積偏?。?5 m2），從而導致堿蒸發器產生的二次蒸汽無法及時冷凝，并產生氣阻。改造前的流程見圖3所示。

針對堿蒸發器溫度、壓力過高的問題，改造時，把稀堿預熱器的冷凝水出口管道加粗，新增1臺閃蒸罐（φ1 000×1 500），增配放空管（DN150）并且在濃堿冷卻器后邊的管道上增加1臺自調閥以保證堿蒸發器內的堿液液位處于穩定。改造后的流程見圖4所示。

改造后，堿蒸發器的氣相壓力降至0.02～0.03 MPa，溫度按108～110℃控制即可將稀堿密度提升至1.39 g／mL以上；堿蒸發器的蒸汽用量明顯降低，可節省蒸汽單耗10 kg／t。

2.3 工作液熱量回收系統改造

氫化工序的工作液（氫化液）原設計為：經氫化液冷卻器冷卻后進入氫化液儲槽，使用循環水作為冷媒。具體流程見圖5所示。

考慮到氫化液需經冷卻后進入后工段，而在觸媒活性后期的再生液需經預熱后方可進入氫化塔，因此，可利用氫化液來加熱再生液：使氫化液降溫的同時提升再生液的溫度。改造時，將氫化液冷卻器改為工作液換熱器，不僅減少了循環水用量，而且減少了再生液預熱的蒸汽消耗，可節省蒸汽單耗20 kg／t。具體流程見圖6所示。

2.4 改造后的效果

通過以上的節能改造，使裝置蒸汽單耗由200 kg／t降低至160 kg／t。

3 結語

近年來，雙氧水的用量雖然呈逐年上升的趨勢，但也面臨環保、節能和發展循環經濟等諸多難題，各生產廠家也只能通過技術改造、優化操作等方式來破解［2］。本裝置通過節能改造，蒸汽單耗可降低40 kg／t，既實現了能源的有效利用，也有效降低了產品的生產成本，從而提升了本公司產品的市場競爭能力。

［1］ 張國臣.過氧化氫生產技術［M］.北京：化學工業出版社，2012.

［2］ 呂標倫，牛文音.雙氧水生產中節能減排的應用［J］.無機鹽工業，2008，40（12）：41－43.

Energy Saving of Anthraquinone Production of Hydrogen Peroxide

SHE Lin－yuan，LIU Ji－qian，GAO Chuan－ping，ZHANG Yan－yan，YANG Yan

（HubeiSanning Nanjing Chemical Co.，Ltd.，Zhijiang 443200，China）

Steam consumption of anthraquinone production of hydrogen peroxide is higher.In order to reduce energy consumption per unit product，through the reconstruction of condensate recovery system，steam base system and working fluid heat exchange system，the steam condensate heat gets recycled，thus effectively reduces the energy consumption of the device，product steam consumption decreases 40kg／t，saves the production cost.

hydrogen peroxide；anthraquinone；steam；energy

TQ123.6

A

1004-275X（2014）04-0061-03

12.3969／j.issn.1004-275X.2014.04.017

收稿：2014-03-05

佘林源（1982－），男，碩士，工程師，主要從事雙氧水生產管理。