過氧化氫生產中萃取塔液泛的問題

蔣岳芳，吳海峰，朱 旻

（杭州名鑫雙氧水有限公司，浙江 杭州311000）

杭州名鑫雙氧水有限公司擁有1 套年產10 萬t/a（濃度27.5%）的雙氧水裝置，正常生產情況下，系統流量為600～620 m3/h，日產雙氧水330 t。但是在生產過程中經常會出現萃取塔液泛，系統流量被迫下降，最低時400 m3/h，更有嚴重時全線停車處理，嚴重影響雙氧水產量和質量。

1 萃取塔的工藝原理

萃取工藝原理：含有H2O2的氧化液從萃取塔底部進入后，借助浮力從塔底向上漂浮，經過每層篩板的篩孔而被分散成小球升到上一層，篩板之下合并積聚成輕液層，界面不斷更新，氧化液不斷分散凝聚，最終至塔頂積聚。同時將含有一定量磷酸的純水用泵送至塔頂，從每層塔板的降液管與從塔底穿漂浮上來的氧化液逆流接觸萃取。在此過程中，水為連續相，氧化液為分散相，水從塔頂流向塔底的過程中，其過氧化氫濃度逐漸升高，并從塔底流出到凈化塔，而氧化液在多次分散聚合向上漂浮的過程中，其H2O2含量逐漸降低，最后從塔頂流向萃余分離器。

液泛萃取塔液泛又叫萃取塔積料，即萃取塔塔頂水位不下降，純水加不進去，篩板下工作液增厚，淹沒降液管，使工作液在塔內積聚，造成系統流量低，嚴重影響產品產量和質量甚至會造成安全事故。

2 萃取塔液泛的原因

（1）氫化反應過程中氫化效率控制過高。由于氫效控制過高，四氫蒽醌的生產速度加快，在主反應速度增快的同時，副反應也加快，副反應產物增多，當工作液中四氫蒽醌的含量大于40%時容易在氧化工序發生降解氧化反應過程中降解物多，直接影響系統溶液的潔凈度，易使氧化液通過篩孔的速度降低，導致萃取塔積料；

（2）氧化反應過程中降解物多。氧化反應產生降解物的原因是酸度不夠，主要是生成四氫環氧化物、蒽酮等副產物，這些副產物同樣影響氧化液通過篩孔的速度，工作液混濁，密度、粘度發生變化，在通過篩板時速度慢，引起萃取塔液泛；

（3）工作液組份比例失調。由于芳烴含量低，工作液配比不平衡，工作液密度增高，即工作液與純水的密度差減小，而密度差是工作液上浮的動力，動力不足上升速度慢，造成萃取塔液泛。工作液中三辛酯含量低，不能完全溶解氫蒽醌，工作液粘度下降，形成泡沫狀物質，阻擋工作液的上浮速度，萃取塔液泛；

（4）純水中的酸加入量偏低。由于萃取塔中酸度過低，設備被腐蝕或雙氧水分解，造成萃取塔內水相渾濁，發生乳化，塔內氧化液雜質增多，影響水相與氧化液的分層效果，造成萃取塔積料；

（5）萃取塔內溫度偏低或偏高。塔內溫度低時，工作液黏度增大，不利于工作液分散和通過篩孔，易造成積料。塔內溫度過高，則可能造成雙氧水分解，產生的氣泡使兩相流速加快，也會造成積料；

（6）氫化液和后處理白土床活性氧化鋁失效。由于氫化液和后處理白土床活性氧化鋁失效，再化與凈化能力下降，降解物在系統內積聚，使工作液雜質增多，氧化鋁失去作用不能有效再生降解物，且氧鋁粉易被帶入工作液，造成工作液渾濁，發生萃取塔液泛；

（7）工作液、氫化液過濾器管理。工作液、氫化液過濾器墊片泄漏或濾袋破損會導致大量雜質和降解物無法過濾，帶入萃取塔，造成篩板堵塞，引起液泛；

（8）操作過程存在的問題。操作人員操作不穩定，如突然加大進入萃取塔氧化液流量，萃取液出量過大，萃取塔降液管堵塞，篩孔堵塞等都可能造成萃取塔積料。

另外萃取塔設計時的直徑高度、塔板數、板間距、篩板孔徑、降液管長度等存在缺陷都可能影響萃取塔積料，氫化塔觸媒再生不干凈；在補加和回收工作液時若清洗不好，工作液中雜質增多，會使黏度增大，也可能造成萃取塔的積料。

3 解決方法與注意事項

為解決萃取塔液泛，主要采取以下措施。

（1）降低氫化效率。將氫化效率由原來的7.3 g/L左右降至6.5 g/L 左右，氫化溫度不超過75 ℃，降低工作液預熱溫度，緩解固定床壓力等；

（2）控制氧化過程的降解。氧化液酸度從0.002～0.003 g/L 提高到0.003～0.006 g/L，保持氧化液呈酸性，有效抑制環氧降解物生成；

（3）工作液組分比例控制在正常范圍內。工作液中芳烴含量從650 mL/L 提高至700 mL/L，增加芳烴含量可以降低工作液的比重，增大工作液與水之間的密度差，工作液上浮速度加快。三辛酯含量控制在200 mL/L，從萃取塔中觀察工作液，要求顏色成亮黃色，液珠大小一致勻速上升，避免在工作液中形成泡沫狀物質，從而消除萃取塔液泛；

（4）提高純水中酸含量。提高萃取塔內的酸度，避免萃取塔水相的渾濁及乳化現象發生，同時可避免塔內雙氧水分解。原來酸含量0.2 g/L，處理積料時可增加至0.4 g/L；

（5）合理控制萃取塔溫度。萃取塔溫度保持在50～55 ℃，長時間停車可通過純水加熱、工作液預熱器加熱提高溫度；

（6）及時更換氧化鋁。由于降解物增多，氧化鋁易失效，將不能起到再生和吸附作用，需及時更換，這樣能加大對系統排污力度與配制清洗量，保證工作液的潔凈度；

（7）及時對氫化液過濾器和再生液過濾器的墊片和濾袋進行更換，確保過濾效果。特別是觸煤再生后及新白土床使用時；

（8）當積料發生時，應降低進入萃取塔氧化液流量和萃取液出水量，這樣可降低萃取塔負荷，適當提高過氧化氫的含量增加其比重差，有利于萃取塔正常運轉。待系統情況好轉時，再逐步提高各流量，對萃取塔進行技改情況見表1。

表1 萃取塔改造前后對比表

另外，在觸煤再生時增加純水的浸泡時間與用水量，再生后用芳烴進行循環，然后投入使用，確保再生觸煤的干凈，保證工作液的凈度。

通過上述改進與實施，目前萃取塔已連續運行1 年無嚴重液泛產生，生產系統穩定，成本下降。

［1］劉煜鮮.高師理科學刊.2008，06.

［2］張國臣.過氧化氫生產技術.北京：化學工業出版社，2012.