蒽醌法雙氧水生產(chǎn)裝置的環(huán)保改造

佘林源 劉繼前 高傳平 李華 吳小平

摘 要：公司15萬(wàn)噸/年蒽醌法雙氧水裝置運(yùn)行半年以來(lái)，發(fā)現(xiàn)隔油池內(nèi)工作液量較多，導(dǎo)致后續(xù)污水處理壓力大等環(huán)保難題。在檢修期間對(duì)生產(chǎn)裝置內(nèi)部氧化殘液分離器、工作液分離器、排污退料系統(tǒng)及隔油池等多處涉及環(huán)保的源頭部位進(jìn)行了改造。經(jīng)過(guò)改造之后隔油池內(nèi)工作液量明顯減少，環(huán)境得以改善。

關(guān)鍵詞：蒽醌法；雙氧水；環(huán)保；改造

現(xiàn)今科技發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的同時(shí)，也造成了環(huán)境污染、水資源破壞等一系列嚴(yán)重后果，改善環(huán)境、采用綠色環(huán)保的工藝和原料是今后發(fā)展的方向[1]。雙氧水（過(guò)氧化氫H2O2）作為一種重要的綠色化工原料，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于造紙、紡織、化學(xué)合成、廢水處理、電子等領(lǐng)域[2]。近年來(lái)部分科研機(jī)構(gòu)對(duì)高濃度過(guò)氧化氫作為綠色液體推進(jìn)劑也進(jìn)行了大量研究，有望在航天工程中應(yīng)用以替代部分傳統(tǒng)的有毒推進(jìn)劑[3]。如果雙氧水生產(chǎn)裝置本身在設(shè)計(jì)、操作及控制等存在不足就可能產(chǎn)生有機(jī)相的工作液泄漏、污水中工作液含量高等環(huán)境污染問(wèn)題，因而如何使這種綠色化工原料的生產(chǎn)裝置更加環(huán)保和清潔生產(chǎn)，進(jìn)行必要的環(huán)保改造就顯得尤為重要。

1 蒽醌法雙氧水生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)介

目前國(guó)內(nèi)的雙氧水裝置大多采用蒽醌法工藝。該工藝以蒽醌為工作液載體、重芳烴及三辛酯為溶劑，工作液經(jīng)氫化、氧化、萃取、凈化及后處理等工序連續(xù)生產(chǎn)雙氧水，工作液在系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)。部分蒽醌和氫氣在氫化塔內(nèi)反應(yīng)生成氫蒽醌；氫蒽醌和空氣在氧化塔內(nèi)反應(yīng)生成含有過(guò)氧化氫的氧化液而氫蒽醌轉(zhuǎn)化為蒽醌；氧化液在萃取塔內(nèi)和純水進(jìn)行逆流萃取塔底出料即得雙氧水，經(jīng)凈化塔處理后進(jìn)入雙氧水儲(chǔ)罐；萃取塔頂出來(lái)的工作液經(jīng)萃余分離器分離水分后進(jìn)入堿塔進(jìn)行干燥、分解雙氧水等處理，再經(jīng)堿分離器除堿除水、白土床再生后進(jìn)入氫化塔進(jìn)行工作液循環(huán)。

2 裝置環(huán)保部位挖掘

公司15萬(wàn)噸/年雙氧水裝置于2013年8月投料生產(chǎn)，運(yùn)行近半年后發(fā)現(xiàn)隔油池內(nèi)始終有較多的工作液，使得每個(gè)運(yùn)行班均要從隔油池抽取工作液到配制釜進(jìn)行清洗，浪費(fèi)人力物力；隔油池最后的混合池內(nèi)COD維持在3000～4000mg/L且表面漂浮有工作液，導(dǎo)致周邊氣味大，后續(xù)污水站內(nèi)的污水處理難度大。經(jīng)分析隔油池污水的工藝來(lái)源及相關(guān)的設(shè)備，在檢修期間對(duì)如下部位進(jìn)行了改造：（1）氧化殘液分離器和工作液分離器；（2）排污及退料系統(tǒng)；（3）隔油池的混合池。

3 環(huán)保改造措施

環(huán)保不僅關(guān)系到員工的身體健康，同時(shí)與安全生產(chǎn)、產(chǎn)品成本等相關(guān)。技術(shù)人員在細(xì)化分析了隔油池內(nèi)工作液來(lái)源及產(chǎn)生原因等后對(duì)部分位置進(jìn)行了改進(jìn)，改造之后隔油池內(nèi)的工作液量明顯減少。

3.1 工作液油水分離系統(tǒng)改造

工作液分離系統(tǒng)改造主要涉及的設(shè)備有氧化殘液分離器和工作液分離器。兩個(gè)分離器均采用中間帶分離隔板的柱形筒體結(jié)構(gòu)。氧化殘液分離器用于分離氧化塔底部含工作液、雜質(zhì)、雙氧水的殘液（粗雙氧水），工作液分離器用于分離堿分離器底部排污產(chǎn)生的含工作液的堿液（碳酸鉀溶液）。

改造前兩個(gè)分離器的重組分排液側(cè)出口管道是水平直管段，安裝的液位計(jì)是磁翻板式，操作人員在排污時(shí)稍不注意就可能將輕組分（工作液）夾帶出去，導(dǎo)致部分工作液進(jìn)入隔油池。改造時(shí)將重組分排液側(cè)出口管道改為倒U型結(jié)構(gòu)，將液位計(jì)由磁翻板改為玻璃管，這樣操作人員在排污時(shí)能清楚的分辨輕重組分的界面，不會(huì)將工作液排出。改造前后的具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

3.2 排污及退料系統(tǒng)系統(tǒng)改造

雙氧水裝置的退料及排污系統(tǒng)分為酸性和堿性兩種，各設(shè)立支管直接進(jìn)入隔油池。由于排污中含有部分工作液，特別是退料全部為工作液，如果直接進(jìn)入隔油池將會(huì)使隔油池內(nèi)的工作液含量大，需要用真空泵從隔油池表層將工作液抽到配制釜進(jìn)行清洗，操作極不方便。改造后將酸性和堿性退料及排污分別設(shè)置分離回收罐，使物料先在罐內(nèi)油水分離，然后將水相排至隔油池，而油相經(jīng)管道過(guò)濾后送至配制釜進(jìn)行清洗。改造后不僅減少了隔油池的工作液量，而且回收工作液更加方便，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了周邊環(huán)境。改造后的流程見(jiàn)圖2。

圖2 排污及退料系統(tǒng)改造后流程圖

3.3 隔油池混合池改造

隔油池兩級(jí)混合池之間和污水去污水站之間相連的短管都是水平直管段，導(dǎo)致混合池I表層漂浮的工作液可直接進(jìn)入混合池II，最終夾帶工作液的污水流入污水站導(dǎo)致處理難度加大。改造時(shí)將直管段加裝了彎頭，使混合池I底層的水相進(jìn)入混合池II，表層的工作液可用真空泵抽取清洗后再次使用，混合池II底層水相進(jìn)入污水站，減少去污水站的工作液量。改造前后的具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。

圖3 隔油池混合池改造前后結(jié)構(gòu)圖

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)裝置油水分離系統(tǒng)、排污退料系統(tǒng)及隔油池的混合池等處進(jìn)行改造后，進(jìn)入污水站前的污水COD從原先的3000～4000mg/L下降至500～1000mg/L，大大降低了后續(xù)污水處理的難度，且使車間增加了工作液的回收量，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度和隔油池周邊的異味，具有良好的環(huán)保效益，降低了產(chǎn)品的原料消耗及成本，提升了裝置的清潔生產(chǎn)水平和整體競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)

[1]丁彤，等.環(huán)境友好材料-雙氧水[J].天津化工，2002，（4）：14-16.

[2]張國(guó)臣.過(guò)氧化氫生產(chǎn)技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012，51.

[3]胡長(zhǎng)誠(chéng).過(guò)氧化氫在環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用[J].無(wú)機(jī)鹽工業(yè)，2005，37（4）：50-52.