雙氧水裝置生產(chǎn)安全分析與控制措施

張偉

摘 要：工業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)雙氧水的主要方法是蒽醌法，筆者在本文中首先對蒽醌法制備雙氧水的工藝流程進(jìn)行了介紹，并從工序危險性的角度進(jìn)行了分析，提出了預(yù)防控制措施。

關(guān)鍵詞：雙氧水裝置;生產(chǎn)安全;控制

雙氧水是一種基礎(chǔ)化工原料，在使用蒽醌法進(jìn)行規(guī)模化生產(chǎn)的過程中，存在較多的危險因素，其安全風(fēng)險性較高。最近幾年，我國在利用蒽醌法制備雙氧水的過程中，發(fā)生了不少安全事故。因此，為了預(yù)防類似事件的發(fā)生，有必要對雙氧水裝置生產(chǎn)安全分析，并提出控制措施。

一、蒽醌法制備雙氧水工藝流程簡介

在工業(yè)雙氧水生產(chǎn)過程中，蒽醌法是一種主流方法。在幾乎所有的工業(yè)雙氧水的生產(chǎn)中，幾乎所有的雙氧水是使用了該工藝流程來制備的。蒽醌法制備雙氧水生產(chǎn)工藝分為氫化、氧化、萃取凈化、后處理、濃縮五個主工序，蒽醌法制備雙氧水工藝流程如圖1所示。

二、工序危險性分析及預(yù)防措施

（一）氫化工序。危險性分析：在該工序中，工作液與氫氣發(fā)生反應(yīng)，同時需要經(jīng)過鈀催化劑進(jìn)行催化。氫化液需在白土床內(nèi)經(jīng)氧化鋁再生蒽醌降解物，如果出現(xiàn)異常情況，鈀催化劑或氧化鋁進(jìn)入后續(xù)的氧化工序、萃取凈化等工序。最終這樣就可以使雙氧水分解。氫化反應(yīng)從本質(zhì)上分析，其是一種還原反應(yīng)，也可以算是放熱反應(yīng)。在該工序中，會使用到催化氫化。眾所周知，催化氫化不管是對于設(shè)備，還是對于操作都是有較高的要求的。在氫化工序中，當(dāng)氧氣或過氧化氫在整個系統(tǒng)中的比例達(dá)到一定濃度的時候，可能導(dǎo)致爆炸事故的發(fā)生。

可采取的預(yù)防措施：在加氫之前，務(wù)必使系統(tǒng)氮氣置換合格（氧含量≤0.5%）。另外，需要對氫化的工作液中雙氧水的含量進(jìn)行控制，要使萃余≤0.25g/l。另外，還需要對工作液進(jìn)塔流量和尾氫排放進(jìn)行控制，以此防止氧氣達(dá)到一定濃度后發(fā)生危險。

（二）氧化工序。在氧化過程中，可生成過氧化氫。當(dāng)過氧化氫的量比較少的時候，可以將其萃取出來。這樣，可以使氧化殘余液體聚集在塔底。當(dāng)過氧化氫濃度處于較高的水平的時候，可能發(fā)生危險。因此，可以采取如下預(yù)防措施，對于前酸進(jìn)行及時調(diào)整，控制好酸度，預(yù)防過氧化氫的分解。另外，需要每隔一段時間排水，防止氧化塔底部出現(xiàn)雜質(zhì)或者降解物的產(chǎn)生。與此同時，需要控制好排污視鏡處溫度，如有雙氧水分解，注意及時處理。

（三）萃取凈化工序。在萃取凈化工序中，要預(yù)防過氧化氫的急劇分解情況的發(fā)生，這個過程中，尤其需要防止雜質(zhì)進(jìn)入，常見的雜質(zhì)包括金屬離子和催化劑粉末等。為了預(yù)防安全風(fēng)險，需要確保萃取凈化系統(tǒng)沒有雜質(zhì)，并且對于各個樓層視鏡進(jìn)行監(jiān)控，如果出現(xiàn)分解的情況或者積液的情況，需要及時處理。當(dāng)視鏡破裂，一定要停工，并及時對其進(jìn)行處理。在出現(xiàn)雙氧水泄露的情形，可以使用自來水反復(fù)沖洗。另外，兩個塔頂有氣相空間，會導(dǎo)致氧氣聚集，這樣就可能導(dǎo)致爆炸事故的發(fā)生，此時需要采用氮封措施來預(yù)防。

（四）濃縮工序。再生過程中的大顆粒吸附樹脂中殘余的雙氧水會分解，可以得到氧氣，當(dāng)氧氣達(dá)到一定濃度的時候，氧氣與甲醇發(fā)生反應(yīng)，可導(dǎo)致爆炸事故的發(fā)生。在這個過程中，需要保持爆破片足夠的爆破壓力，當(dāng)該壓力低于一定值的時候，可能導(dǎo)致甲醇雙氧水發(fā)生泄漏事故。因此，為了避免此類事故的發(fā)生，可以再生退雙氧水時在一次內(nèi)完成，還需要維持適當(dāng)?shù)膲毫Α?/p>

濃縮工序所需要的環(huán)境是減壓環(huán)境，通過降膜蒸發(fā)，可以避免高溫帶來的風(fēng)險增加。所以，要對溫度和真空度進(jìn)行嚴(yán)格地控制。可以采取的預(yù)防措施如下：針對濃縮單元進(jìn)行壓力監(jiān)控，確保其溫度和壓力穩(wěn)定。在壓力處于不穩(wěn)定狀態(tài)的時候，快速聯(lián)鎖注水，并且要對濃縮工序采取快速停止措施。

（五）配制工序。配置工序工作比較繁瑣，流程比較長。而且，這個工序涉及到一些危險物料，比如堿液和重芳烴。其中重芳烴是指分子量大于二甲苯的混合芳烴。它主要來源于重整重芳烴、裂解汽油重芳烴和煤焦油。這種物料非常危險，需要注意防止安全事故的發(fā)生。

三、雙氧水裝置生產(chǎn)采取的安全措施

（一）材料選用。由于雙氧水的特殊性，不僅會自分解，還會有腐蝕性，所以對其進(jìn)行輸送和存儲的時候，需要使用奧氏體不銹鋼。一般選取304、304L、316或316L比較多。考慮到材料的制作難度，需要選擇合適的材料。并且需要注意的是，要確保焊接的高質(zhì)量性。焊接的時候，一定要有惰性氣體對其進(jìn)行保護(hù)，以免金屬純度不夠。在最后，需要對焊焊接表面做好處理，尤其是生產(chǎn)之前進(jìn)行鈍化，鈍化之前去除油脂，使用特定的鈍化組合物進(jìn)行處理。

（二）雙氧水存儲。雙氧水火災(zāi)危險類別為乙類。因此，雙氧水儲罐之間的防火間距需要合理布置。在進(jìn)行雙氧水儲罐的實施，注意使其與其它有機(jī)類儲罐處于不同的罐組之內(nèi)。而且，還需要設(shè)置好防火堤內(nèi)的有效容積，針對防火堤地面進(jìn)行防腐處理。

在雙氧水儲罐設(shè)置內(nèi)，還需要設(shè)置液位報警器，當(dāng)液位低于某個值或者高于某個值的時候會報警。另外，根據(jù)雙氧水儲罐體積的大小來設(shè)置適當(dāng)數(shù)量的溫度計，該溫度計的主要有兩個功能，一個是檢測功能，另一個是報警功能。雙氧水儲罐還需要具有水噴淋系統(tǒng)，在儲罐溫度提高之后，該系統(tǒng)可以對雙氧水儲罐進(jìn)行降溫。

（三）安全儀表系統(tǒng)。雙氧水生產(chǎn)工藝需設(shè)置安全儀表系統(tǒng)（SIS），主要是一些超溫聯(lián)鎖設(shè)計，比如：氫化塔超壓聯(lián)鎖、萃取塔超溫聯(lián)鎖以及液位聯(lián)鎖等。需要注意的是，雙氧水在溫度較高和放熱較大的情況下會發(fā)生分解，所以氧化塔的溫度超過一定溫度閥值的時候，我們不僅要使系統(tǒng)停止運行，還要使工作液移出氧化塔，避免引起爆炸。

（四）事故存液池。根據(jù)上文可知，當(dāng)雙氧水裝置觸發(fā)SIS系統(tǒng)的時候，從雙氧水生產(chǎn)裝置中移出來的物料需要通過存液池來進(jìn)行存儲。在對事故存液池進(jìn)行設(shè)計的時候，要確保其大小大于氧化塔、萃取塔、凈化塔中的最大容積。這樣，就可以使事故存液池能夠滿足要求。

四、小結(jié)

在當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)雙氧水的過程中，蒽醌法生產(chǎn)雙氧水工藝是較為成熟的而且使用最多的方法。通過對近年來發(fā)生雙氧水裝置事故，我們不難發(fā)現(xiàn)，雙氧水分解過程最容易導(dǎo)致事故的出現(xiàn)。鑒于此，我們必須熟悉蒽醌法制備雙氧水工藝流程、對其工序危險性分析并采取預(yù)防措施以及做好其他安全措施。

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