過氧化氫的生產(chǎn)

1、可行性研究報(bào)告1.3 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)本項(xiàng)目主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表1-1表1-1主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)序號指標(biāo)名稱單位數(shù)值備注1生產(chǎn)規(guī)模t/a200000以35%H2O2計(jì)2年工作日d/a3003定員人484原材料及公用工程4.1原材料（1）氫氣Nm3/a3.99×107（2）重芳烴t/a375（3）2-乙基蒽醌t/a42（4）磷酸三辛脂t/a30（5）2-甲基環(huán)己基醋酸酯t/a23.0（6）磷酸t(yī)/a30（7）碳酸鉀t/a750（8）活性氧化鋁t/a11084.2公用工程（1）純水t/h49.5（2）循環(huán)冷卻水t/h5250（3）一次水t/h260.0（4）蒸汽0.3Mpa(G)t/h2.

2、0（5）電kwh/h47815裝置區(qū)占地面積m2168006建、構(gòu)筑物占地面積m252267裝置總建筑面積m260008道路及回車占地面積m230009建筑系數(shù)%31.110綠化面積m2420011綠化系數(shù)%2512“三廢”排放量（1）廢氣m3/h25305.1工業(yè)廢氣（2）廢水t/h6.0工業(yè)廢水（3）廢渣t/h無工業(yè)廢渣2.1.1 產(chǎn)品簡介雙氧水又名過氧化氫，分子式H2O2，常溫下是一種無色無味液體（也可描述為具有刺鼻嗅味和澀味的漿狀物），溶于水，且可與水以任意比互溶；在一定條件下，還溶于許多有機(jī)溶劑，如醚，酯，醇，胺等。對皮膚有一定的侵蝕作用，產(chǎn)生灼燒感和針刺般疼痛。過氧化氫是一種強(qiáng)氧化

3、劑，當(dāng)遇重金屬、堿等雜質(zhì)時(shí)，則發(fā)生劇烈分解，并放出大量的熱，與可燃物接觸可產(chǎn)生氧化自燃。雙氧水產(chǎn)品根據(jù)其濃度的劃分可分為濃品和稀品，質(zhì)量分?jǐn)?shù)在 50 以下的稱為稀品， 50 以上的稱為濃品；我國工業(yè)級H2O2產(chǎn)品規(guī)格為27.5,30,35,50,70。常用規(guī)格為27.5和30。同時(shí)，雙氧水產(chǎn)品根據(jù)其純度的劃分又分為工業(yè)級、電子級和食品級，工業(yè)級H2O2主要應(yīng)用于紙漿漂白、化學(xué)合成、織物漂染、廢水處理、冶金和環(huán)保等領(lǐng)域；電子級H2O2主要用于航空和電子行業(yè)，如：電子芯片的清洗、印刷電路板蝕刻，半導(dǎo)體材料處理及作為火箭動(dòng)力推進(jìn)劑等；食品級H2O2則主要應(yīng)用于食品的加工與生產(chǎn)。具體應(yīng)用為(1)造紙工

4、業(yè)：目前世界上雙氧水應(yīng)用最多的行業(yè)是造紙，普遍用于紙漿漂白，循環(huán)紙脫墨所以雙氧水取而代之已是必然趨勢。另外在廢紙?jiān)偕h(huán)利用中，雙氧水的氧化作用可使廢紙脫去油墨后達(dá)到與原始紙槳同樣的白度，比新造一噸紙可節(jié)約原木700kg、燒堿300kg、煤500 kg、水100 kg、電800 度。所以雙氧水在這一領(lǐng)域是最有前途的。(2)紡織工業(yè)：用于紡織、針織品的漂白，并具有對纖維強(qiáng)度損傷少、織物不易返黃等特點(diǎn)，取代“氯漂”可避免廢水排放中有機(jī)氯的環(huán)境污染。 (3) 化工合成：雙氧水作為一種強(qiáng)力氧化劑用來生產(chǎn)大量有機(jī)及無機(jī)過氧化物，主要包括過硼酸鈉、過碳酸鈉、過氧化鈣、水合肼、氫醌、鄰苯二酚、胺的氧化物、洗

5、滌劑和化妝品用的表面活性劑、聚合引發(fā)劑等。 (4)環(huán)境保護(hù)：除了在紡織和造紙業(yè)代替“氯漂”消除有機(jī)氯污染外，還能對城市廢水中硫化物進(jìn)行氧化而除臭；對由硫化物、氰化物、亞硝酸鹽和酚類引起的污染有特效；廢渣可以通過噴淋雙氧水就地消除污染，雙氧水用于高化學(xué)耗氧量的工業(yè)廢水濕法氧化處理已取得成果。 (5)冶金工業(yè)：可用于提煉鈾、鈷、金等金屬，用雙氧水代替硝酸清洗不銹鋼，不但使用簡便、經(jīng)濟(jì)，還能解決了硝酸酸洗時(shí)難以克服的污染。 (6) 電子工業(yè)：用作硅晶片和集成電路元件的清洗劑，以制成優(yōu)質(zhì)的絕緣層。 (7) 食品工業(yè)：用作消毒殺菌及纖維的脫色劑。 2.1.1 產(chǎn)品工藝概況工業(yè)上生產(chǎn)雙氧水的方法有酸解過氧

6、化物法、電解-水解法、蒽醌法、異丙醇法、氫氧直接合成法和氧陰極還原法。我國99 的 H 2 O 2 采用蒽醌法合成，蒽醌法又分為固定床法、流化床法及懸浮床法。本項(xiàng)目采用節(jié)能型蒽醌法固定床生產(chǎn)工藝。該工藝近年來有下列改進(jìn)：(1)對傳統(tǒng)固定床法工藝中的氫化塔、氧化塔、萃取塔等主要設(shè)備在結(jié)構(gòu)上做了多項(xiàng)獨(dú)特改進(jìn)并對溶液成份進(jìn)行調(diào)整。因此，可從萃取塔直接得到27.5的雙氧水。(2)由于對氫化塔、氧化塔、萃取塔等主要設(shè)備采取了優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高了設(shè)備的生產(chǎn)強(qiáng)度,裝置規(guī)模國內(nèi)最大生產(chǎn)能力達(dá)到3.3萬噸/年(以100H2O2計(jì))，降低了設(shè)備投資和生產(chǎn)成本。 (3)利用合成氨生產(chǎn)系統(tǒng)的液氨作為冷凍劑，回收氧化塔尾氣

7、中的芳烴,降低了重芳烴的消耗，減少了環(huán)境污染。(4)采用DCS集散控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)。 ，作為基本化工原料的過氧化氫，國內(nèi)市場需求量日益增長，出口量也逐年遞增。產(chǎn)品應(yīng)符合國標(biāo)（GB1616-2003），詳見表3-1。 表3-1 雙氧水產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)名 稱35% 規(guī) 格27.5% 規(guī) 格一級品優(yōu)等品一級品優(yōu)等品濃度%(wt)353527.527.5酸度%(wt)（以H2SO4計(jì)）0.050.040.050.04不揮發(fā)物%(wt)0.10.080.10.08穩(wěn)定度%(wt)97.097.097.097.0外觀無色透明無色透明4 工藝技術(shù)方案4.1工藝技術(shù)方案的選擇本設(shè)計(jì)主要集中于蒽醌法固定床工

8、藝制取雙氧水氧化工序的氧化塔的設(shè)計(jì)一、傳統(tǒng)固定床技術(shù)其工藝路線如圖 1 所示， 工作液組分為 2 乙基蒽醌、磷酸三辛酯和重芳烴。氫化塔為二節(jié)或三節(jié)串聯(lián)使用， 氧化塔為二節(jié)串聯(lián)， 萃取塔塔板數(shù)為5560 層氧化塔的氣液流程-.產(chǎn)品國外市場主要消費(fèi)去向世界過氧化氫產(chǎn)品有工業(yè)級、試劑級、食品級、醫(yī)藥級和電子級等多種，按濃度分有質(zhì)量分?jǐn)?shù)3 0、27 5、30 0、35 0、50 0和70o等多種規(guī)格。各種濃度過氧化氫產(chǎn)品主要用途見表34。4 工藝技術(shù)方案4.1工藝技術(shù)方案的選擇2.1.1 產(chǎn)品工藝概況工業(yè)上生產(chǎn)雙氧水的方法有酸解過氧化物法、電解法、蒽醌法、異丙醇法、氫氧直接合成法和氧陰極還原法。一電解

9、法電解法又分為過硫酸銨法、過硫酸鉀法和過硫酸法三種。(1)過硫酸銨法通過電解硫酸氫銨水溶液，生成過硫酸銨，再在減壓下進(jìn)行水解蒸餾而得H202。(2)過硫酸鉀法通過電解硫酸氫銨水溶液，生成過硫酸銨后，使過硫酸銨連續(xù)通入復(fù)分解反應(yīng)器，并投入硫酸氫鉀結(jié)晶，待其反應(yīng)溶液冷卻后，用懸浮液離心機(jī)分離，即得過硫酸鉀結(jié)晶；反應(yīng)式如下：(NH4)2S208+2KHS04K2S208 +2NH4HS04再將過硫酸鉀結(jié)晶和硫酸分別投入水解釜內(nèi)，在減壓條件下進(jìn)行水解蒸餾而得H202成品。K2S208+2H202KHS04+H202 (3)過硫酸法即通過電解硫酸水溶液，生成過二硫酸。再在減壓下進(jìn)行水解蒸餾而得H202。

10、H2S208+4H202H2S04+2H202上述三種方法中，過硫酸銨法具有電流效率高，工藝流程短，電耗低等優(yōu)點(diǎn)，是電解法中的主要方法。但電解法早在上個(gè)世紀(jì)90年代就由于消耗高而被淘汰了。2、蒽醌法將烷基蒽醌衍生物溶解于有機(jī)溶劑中，在催化劑存在下與氫氣作用，生成相應(yīng)的氫蒽醌，再經(jīng)氧化，萃取，即得H202產(chǎn)品。3、異丙醇法在異丙醇中加入過氧化氫或其它過氧化物做為引發(fā)劑，用氧氣或空氣將其進(jìn)行液相氧化，即得丙酮和過氧化氫。(CH3)2CHOH+02CH3COCH3+H202再將氧化生成物通入蒸發(fā)器，使過氧化氫與丙酮等有機(jī)物及與其中混雜的水分分離，再經(jīng)有機(jī)溶劑萃取凈化，即得所需H202產(chǎn)品，且可得副產(chǎn)

11、物丙酮。此法只有少數(shù)國家采用。上個(gè)世紀(jì)50年代末在美國殼牌公司建成一套異丙醇法生產(chǎn)裝置，由于燃料和原材料價(jià)格太貴而被迫停產(chǎn)。4、氫氧直接合成法該法是一種具有環(huán)保意義的最簡捷和最經(jīng)濟(jì)的合成方法，是將氫氣、氧氣直接通入存有液體介質(zhì)的反應(yīng)器中，在催化劑和高壓條件下，使氫氣和氧氣于其中反應(yīng)，產(chǎn)生過氧化氫。早在1914年，該法就已發(fā)明，并獲得專利，可是該法在以后的50年中未取得令人滿意的進(jìn)展。近十年來，以美國的杜邦公司和日本的三菱瓦斯公司為代表，將該法開發(fā)成功，并取得了專利權(quán)，同時(shí)走向工業(yè)化。該法的主要特點(diǎn)：（1）采用幾乎沒有有機(jī)組分的水反應(yīng)介質(zhì)。因此就不存在高濃度雙氧水與有機(jī)溶液共存時(shí)而產(chǎn)生爆炸；同時(shí)

12、也避免了大量有機(jī)溶液循環(huán)，可不設(shè)后處理和產(chǎn)品凈化系統(tǒng)，從而降低了雙氧水成本；（2）可用活性炭粉做載體制造鈀觸媒，減少了鈀觸媒的成本，也降低雙氧水成本。此法生產(chǎn)的雙氧水成本僅為蒽醌法成本的一半。然而，雖然該法具有較好的工業(yè)化應(yīng)用前景，但大規(guī)模工業(yè)化裝置的生產(chǎn)仍尚待時(shí)日。5、氧陰極還原法該法是Traub于1882年發(fā)現(xiàn)的。進(jìn)入20世紀(jì)70年代后，經(jīng)美國DOW化學(xué)公司與加拿大Huron化學(xué)公司的研究改進(jìn)，目前已經(jīng)取得較大進(jìn)展。其工藝是在含強(qiáng)堿性電解液的電解槽中使氧在陰極還原成羥基離子，然后再在回收裝置中轉(zhuǎn)變成過氧化氫。該法的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)裝置費(fèi)用低，產(chǎn)品成本低，缺點(diǎn)是產(chǎn)品為含堿的過氧化氫水溶液，且濃度偏

13、低，只能用在紙漿和紙產(chǎn)品的漂白上。6、真空富集法該法是一種新的方法，由Kvaemer公司在2000年提出。該法解決了過氧化氫直接生產(chǎn)方法中反應(yīng)混合物凈化效率不高的問題。與直接合成過氧化氫的方法相比，此方法中反應(yīng)混合物的反應(yīng)是在一種有機(jī)溶劑中發(fā)生，而不是在水中進(jìn)行。目前，這一方法仍然處于中試前的開發(fā)階段。結(jié)論：雖然氫氧直接合成法和氧陰極還原法這兩種工藝已經(jīng)取得了成功，并已小規(guī)模的實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，但到裝置大型化，尚需要一個(gè)不斷完善和成熟階段，而真空富集法則需要進(jìn)一步解決一些技術(shù)問題，才能投入使用。所以，目前使用最廣的還是蒽醌法。國內(nèi)幾乎99%的過氧化氫工業(yè)生產(chǎn)都使用蒽醌法，且國內(nèi)蒽醌法工藝水平在近年來

14、得到了很大提升。蒽醌法也分三種，即固定床鈀觸媒法，懸浮床鈀觸媒法，流化床鈀觸媒法；而國外則采用流化床鈀觸媒法；目前在國內(nèi)固定床鈀觸媒法占一定優(yōu)勢。4.1.3工藝技術(shù)方案的比較和選擇上面談到國內(nèi)有兩種蒽醌法生產(chǎn)雙氧水-固定床鈀觸媒法和懸浮床鈀觸媒法。兩種方法的工藝特點(diǎn)：4.1.3.1.懸浮床鈀觸媒法設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造要求嚴(yán)格，造價(jià)高，流程復(fù)雜，特別是溶液過濾系統(tǒng)；氫效高，氧化收率與萃取收率高；裝置容易大型化；但觸媒靠進(jìn)口。4.1.3.2固定床鈀觸媒法 (1)氫化反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、容易操作。由于氫化反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單和新觸媒采用及工作液的改進(jìn)，使雙氧水裝置也可大型化。(2)對于固定床，盡管鈀觸媒

15、一次填充量大，但使用過程中可以再生，消耗低，在空氣中不易自燃，較安全；流程簡單，省略了觸媒制備系統(tǒng)，簡化了后處理系統(tǒng)。(3)對于固定床來說，在國內(nèi)鈀觸媒和組成工作液的化工原材料易得。4.1.3.3 兩種工藝的消耗及操作費(fèi)用（見表4-1）表4-1 固定床鈀觸媒與懸浮床鈀觸媒消耗及操作費(fèi)用比較表（t35wt%計(jì)）序號物料名稱單 位單 價(jià)（元）固 定 床懸 浮 床定額（噸雙氧水）操作費(fèi)（元）定額（噸雙氧水）操作費(fèi)（元）一原材料材料1氫氣Nm30.8266212.8266212.82鈀觸媒kg12000.0448.03重芳烴kg112.527.5三甲苯kg570.4224.042-乙基蒽醌kg800.

16、2821.052-戊基蒽醌kg800.118.86磷酸三辛酯kg320.26.472-甲基環(huán)己基醋酸酯kg400.156.08二異丁基甲醇kg1101.10121.09碳酸鉀kg5.30.52.710活性氧化鋁kg8.03.6929.511磷酸kg7.20.21.512小計(jì)307.4414.6二動(dòng)力kg1循環(huán)水m30.1828050.42低溫水m314.07.098.03純水t4.52.6411.91.46.34蒸汽t2000.360.00.88176.05電kw0.72255183.6315226.86小計(jì)305.9507.1總計(jì)613.3921.74.1.3.4 兩種工藝能耗懸浮床鈀觸媒工

17、藝每生產(chǎn)一噸雙氧水（35%）總的綜合能耗2.26kw，固定床鈀觸媒每生產(chǎn)一噸雙氧水(35%)總的綜合能耗為1.51kw。懸浮床工藝的綜合能耗高于固定床工藝。4.1.3.5 兩種工藝生產(chǎn)裝置投資兩種裝置均按20萬噸/年(35%)規(guī)模計(jì)算，固定床鈀觸媒工藝基建投資為20559 萬元，懸浮床鈀觸媒工藝基建投資為26236（同一規(guī)模參照價(jià)）萬元。4.1.3.6 結(jié)論綜上所述，可以得出以下幾點(diǎn)共識： 從工藝技術(shù)特點(diǎn)看，懸浮床鈀觸媒工藝優(yōu)于固定床鈀觸媒工藝。主要表現(xiàn)在工藝裝置易大型化和露天化，流程簡單，設(shè)備和系統(tǒng)容積小，化工原材料一次性投資較低；從操作費(fèi)用和能耗方面看，固定床鈀觸媒工藝占優(yōu)勢；從化工原材料

18、、動(dòng)力消耗、總能耗和總投資等方面綜合分析，兩種工藝各有利弊。但是懸浮床鈀觸媒工藝，鈀觸媒國內(nèi)產(chǎn)品質(zhì)量還達(dá)不性能要求，需要從國外采購，價(jià)格昂貴。根據(jù)以上的比較，本裝置的工藝路線確定為固定床鈀觸媒工藝。4.2 工藝流程及消耗定額4.2.1工藝流程概述本工藝過程主要包括：工作液配制、氫化、氧化、萃取、尾氣處理、凈化、工作液再生及成品包裝、儲存等操作單元4.2.1.1氫化工序（詳見氫化工藝流程圖）A、配制工序（詳見配制工藝流程圖）重芳烴蒸餾外購來的芳烴(通常用鍍鋅鐵桶裝運(yùn)) 往往含有微量的膠質(zhì)物和鐵銹等雜質(zhì)，有時(shí)外觀呈微黃色，為了保證工作液的潔凈，防止觸媒中毒和雙氧水分解，需將新購入的芳烴進(jìn)行蒸餾。又

19、為了安全和節(jié)省動(dòng)力，蒸芳烴要求在減壓條件下進(jìn)行。由芳烴泵(P501A/B)或真空抽吸泵將芳烴儲槽(V506)內(nèi)的粗芳烴打入芳烴計(jì)量槽(V501)計(jì)量后送入工作液配制釜(R501)（每次注入芳烴8立方米)，開啟水環(huán)真空泵，使釜內(nèi)真空度控制在0.01-0.02MPa，同時(shí)開啟配制釜攪拌，向夾套內(nèi)通入蒸汽加熱（釜內(nèi)物料升溫速度不超過23/nim），釜內(nèi)芳烴沸騰后，其蒸汽經(jīng)工作液配制釜(R501)頂部出來后進(jìn)入芳烴冷凝器(E501)，用冷卻水將其冷凝成液體后流入芳烴冷凝罐(V507)，并定期用氮?dú)鈱⒉蹆?nèi)芳烴壓入芳烴儲槽(V505)待用。釜內(nèi)殘液從釜底排出，收集于桶內(nèi)或直接排入污水池處理。注: 由液環(huán)式

20、真空泵(VP501)向配制釜(R501)抽吸真空，在真空泵(VP501)和配制釜(R501)之間設(shè)置一臺真空緩沖罐起到保護(hù)真空作用。釜內(nèi)真空度的調(diào)節(jié)由真空泵進(jìn)出口管道之間的調(diào)閥控制。工作液配制工作液配制是在工作液配制釜中分批進(jìn)行的。用芳烴泵將芳烴貯槽(V507)內(nèi)蒸餾過的潔凈芳烴送入芳烴計(jì)量槽(V501)，由純水站將純水送入純水計(jì)量槽。芳烴靠位差流入工作液配制釜(R501)，以體積計(jì)量；磷酸三辛酯(桶裝)靠工作液配制釜內(nèi)真空抽入。芳烴和磷酸三辛酯經(jīng)過準(zhǔn)確計(jì)量后將按75/25或80/20比例加入工作液配制釜，將計(jì)量好的2-乙基蒽醌（濃度控制在180200g/l）由工作液配制釜上的手孔加入，開啟釜

21、上的攪拌器，并向釜內(nèi)盤管和釜外的夾套通入蒸汽，將物料加熱至5060，以加速2-乙基蒽醌的溶解。自純水計(jì)量槽中將適量的純水加入配制釜，洗去工作液中的雜質(zhì)（不溶物），直至洗水呈清澈透明為止。再用少量10的過氧化氫洗滌，待其靜止分層后，放出過氧化氫，再按上述純水洗滌的方法洗滌工作液，至其中過氧化氫含量低于0.3 gl即可。至此，一批工作液配制完畢(對于每釜配制的工作液均要進(jìn)行洗滌、攪拌、靜止分層等。這一過程要反復(fù)34次)。配制好的工作液借助氮?dú)鈮毫?jīng)工作液過濾器(X501)壓入氧化塔事故槽(V208)或萃取塔事故槽(V307)。再由工作液泵（P303A/B）將配好的新工作液送到工作液計(jì)量槽(V401

22、)。洗滌和處理工作液時(shí)放出的污水及廢過氧化氫排入污水池，經(jīng)集中處理達(dá)標(biāo)后排放。碳酸鉀溶液的配制配制碳酸鉀溶液仍在工作液配制釜中進(jìn)行，由配制釜手孔加入經(jīng)稱量的碳酸鉀，再從純水計(jì)量槽加入一定量的純水，開動(dòng)攪拌至完全溶解，控制其密度為138-142 gml，然后用氮?dú)饧訅簩A液經(jīng)堿過濾器(X502)送至濃堿液貯槽（V405），通過堿液泵（P502A/B）將其送入干燥塔(T401)上部。稀碳酸鉀溶液的蒸發(fā)濃縮碳酸鉀溶液在干燥塔內(nèi)吸水后回到稀堿液貯槽（V406），其密度降至12 gml左右，由稀堿液泵（P502A/B）送至堿液換熱器（E502），與來自堿液循環(huán)泵（P501A/B）110濃堿液進(jìn)行換熱，使

23、濃堿液冷卻到60，稀堿液溫度升至71后在堿蒸發(fā)器上部循環(huán)堿液入口管匯合進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)行蒸發(fā)。蒸發(fā)后的濃堿液經(jīng)堿液過濾器壓入濃堿液貯槽。注：堿液蒸發(fā)器（E503）是一臺降膜蒸發(fā)器，其目的是為節(jié)省蒸汽。110濃堿液是從堿液蒸發(fā)器底部出來進(jìn)入堿液循環(huán)泵（P501A/B），再將其送到蒸發(fā)器頂部入口，進(jìn)行自循環(huán)。再從堿液循環(huán)泵出口管上引出一部分濃堿液與稀堿液換熱，之后流入濃堿槽（V405），再由堿液泵將其打到干燥塔上部。稀堿液和循環(huán)堿液在蒸發(fā)器頂部一起進(jìn)入降膜蒸發(fā)器內(nèi)，并沿著換熱管內(nèi)壁形成薄膜與產(chǎn)生的飽和蒸汽進(jìn)入底部分離器。分離出來的飽和蒸汽進(jìn)入蒸汽冷凝器(E502)，通過冷卻水將其冷凝。冷凝液進(jìn)入芳烴

24、分離器，回收芳烴后，冷凝液排至堿性地下收集槽（V506A）。B、氫化工序（詳見氫化工藝流程圖）由后處理工序再生工作液泵(P401A/B)從再生工作液循環(huán)槽(V404)抽送來的溫度約為45的工作液，經(jīng)由工作液過濾器(X103C)、工作液換熱器(E104)后，待工作液溫度升至為53后，送至工作液預(yù)熱器(E106)，使其充分預(yù)熱到57后與經(jīng)由氫氣輸送泵抽送的經(jīng)由氫氣過濾器(X101)過濾的氫氣在靜態(tài)混合器內(nèi)充分混合后進(jìn)入氫化塔(T101)。氫化塔是一個(gè)三節(jié)的由鈀催化劑填充的固定床反應(yīng)器，經(jīng)常使用二節(jié)，另一節(jié)供再生時(shí)備用或串用。工作液和氫氣混合后的氣液混合物同時(shí)經(jīng)第一節(jié)塔塔頂分布器均勻分布后噴淋而下，

25、在氫化反應(yīng)器中工作液和氫氣沿著觸媒床層并流而下時(shí)，其中工作液中的2-乙基蒽醌和氫氣在鈀催化劑作用下進(jìn)行氫化反應(yīng)，生成相應(yīng)的2-乙基氫蒽醌和少量的四氫-2-乙基氫蒽醌，以及少量的降解物，反應(yīng)過程如下：EAQ+H2EAHQ(1)EAQ+2H2THEAQ(2)THEAQ+H2THEAHQ(3)THEAQ+EAHQTHEAHQ+EAQ(4) 其中(4)式是主要反應(yīng)。其中通過控制氫化塔內(nèi)的操作溫度和操作壓強(qiáng)以及操作時(shí)間，可改變主反應(yīng)和副反應(yīng)的氫化程度此時(shí)的工作液稱為氫化液。氫化液與未參加反應(yīng)的氫氣從氫化塔的第一節(jié)塔的下部出料，進(jìn)入第二節(jié)氫化塔，經(jīng)第二節(jié)氫化塔的塔頂氣、液分布器再次均勻分布后并流而下，在第

26、二節(jié)氫化塔床層內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行上述反應(yīng)；經(jīng)過該段后，氫化反應(yīng)結(jié)束。氣液混合物從第二節(jié)氫化塔塔底流出后，進(jìn)入氫化液氣液分離器（V103），分離出的氫氣(夾帶部分芳烴)經(jīng)再生蒸氣冷凝器使其中部分芳烴冷凝后進(jìn)入冷凝液計(jì)量槽內(nèi)，這部分芳烴回入工作液配制釜，經(jīng)蒸餾后仍可作為工作液的組份。氫化液氣液分離器內(nèi)的氫化液一部分經(jīng)循環(huán)氫化液泵（P102A/B）打入工作液予熱器（E106）再生工作液的管道內(nèi)，再次進(jìn)入靜態(tài)混合器（N101），與靜態(tài)混合器內(nèi)的氫氣充分混合后進(jìn)入氫化反應(yīng)器頂部，形成氫化反應(yīng)器自循環(huán)系統(tǒng)。另一部分（約90%）氫化液借助氫氣壓力壓入氫化液過濾器（103A/B），濾去從氫化塔內(nèi)沖刷出來的催化劑及載體

27、粉末，以防觸媒粉塵帶到氧化工序引起雙氧水的分解。經(jīng)過濾后的氫化液分兩部分：一部分約占總量的10進(jìn)入氫化液白土床（V104），使氫化過程中副反應(yīng)生成的少量降解物得到再生，而后進(jìn)入氫化液過濾器（103A/B），經(jīng)過濾后，和其余部分工作液一起經(jīng)工作液熱交換器（E104）與后處理工序送來的再生工作液進(jìn)行熱交換，將其本身溫度由65冷卻到55；再生工作液溫度被換熱到53。53再生工作液去工作液予熱器（E106）將自身溫度予熱到57后，去靜態(tài)混合器N101。55氫化液去氫化液循環(huán)槽（V105）。在此借助氫化液泵將氫化液送入氫化液冷卻器（E107），讓其被冷卻水冷卻到45后送入氧化工序。該溫度的控制是通過冷卻

28、水流量調(diào)節(jié)閥完成。同時(shí)在氫化液泵入口管處滴加一定量磷酸，把氫化液調(diào)至微酸性，以便抑制氧化塔內(nèi)副反應(yīng)，特別是環(huán)氧化物。由氫化液氣液分離器（V103）分離出的氫化尾氣經(jīng)由分離器（V103）的上部側(cè)面出來后，經(jīng)氫化液尾氣冷凝器（E-102）將其中所含溶劑冷凝分離后，再經(jīng)放空管上的阻火器放空。冷凝液回流到冷凝計(jì)量槽B(V102)。通過視鏡控制先將冷凝液放入堿性地下收集槽(V506A)，再將冷凝的芳烴壓入芳烴冷凝罐(V507)。注：在氫化氣液分離器底部液位設(shè)有低限報(bào)警和聯(lián)鎖。當(dāng)液位低于正常液位的15%時(shí)，要發(fā)出低報(bào)警信號；當(dāng)液位低于正常液位的5%時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)停車。 催化劑再生：經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后，鈀觸媒

29、的活性逐漸下降，當(dāng)某一臺某段觸媒工藝參數(shù)達(dá)到極限值而氫化效率仍達(dá)不到要求時(shí)，則需要進(jìn)行催化劑的再生了，再生是在不停車情況下進(jìn)行的。首先將需要再生的塔節(jié)切換出來，將其中的工作液放入氫化液氣液分離器，由蒸汽總管來的低壓蒸汽經(jīng)蒸汽凈化器除去可能夾帶的鐵銹和其他雜質(zhì)后進(jìn)入再生的塔節(jié)內(nèi)，將吸附于催化劑上的工作液及有害物質(zhì)吹出，進(jìn)入床層的蒸汽量根據(jù)床層觸媒的裝填量通過冷凝液量控制，以每小時(shí)23噸蒸汽為宜。即每噸觸媒需再生蒸汽2噸左右；如蒸汽不足可延長再生時(shí)間。經(jīng)床層吹出的含水蒸汽經(jīng)再生蒸汽冷凝器（E103）冷凝后進(jìn)入冷凝液計(jì)量槽A（V102），冷凝液排入工作液回收槽，用真空抽入配制釜，以回收其中的工作液，

30、廢水排入污水站堿性地下收集槽（V506A）。 當(dāng)床層通蒸汽16小時(shí)后，關(guān)閉再生蒸汽管道閥門，向床層內(nèi)通入100110熱氮?dú)?，用氮?dú)鈱⒋矊哟蹈?。氮?dú)馐峭ㄟ^氮?dú)忸A(yù)熱器（E101）將其溫度預(yù)熱到100110的。氫化液白土床活性氧化鋁的更換：更換氫化液白土床活性氧化鋁之前需將床層中的工作液先用蒸汽吹出,然后蒸汽和冷凝液以及其中夾帶的工作液進(jìn)入再生蒸汽冷凝器（E103）管間，冷凝液流入冷凝液計(jì)量槽A（V102）；工作液將在冷凝液計(jì)量槽中分層，通過冷凝液計(jì)量槽底部視鏡將工作液回收到芳烴冷凝罐，冷凝液排放到堿性地下收集槽（V506A）。當(dāng)床層基本無工作液時(shí)，切換成氮?dú)鈱⒋矊哟蹈?；待床層逐漸冷卻后開始卸白土。

31、C、氧化工序（詳見氧化工藝流程圖）氧化塔系三節(jié)串聯(lián)帶內(nèi)冷卻器的篩板塔。氫化液經(jīng)冷卻后與預(yù)先在磷酸貯槽內(nèi)配制好的并經(jīng)磷酸計(jì)量泵送入的磷酸水溶液混合，然后進(jìn)入氧化塔（T201）上節(jié)底部。壓縮空氣經(jīng)空氣過濾器后分為兩股：一股進(jìn)入氧化塔中節(jié)底部，另一股進(jìn)入氧化塔下節(jié)底部，兩臺氧化液氣液分離器（V202B）分離出的尾氣并流進(jìn)入氧化塔上節(jié)塔底部，空氣在塔節(jié)底部經(jīng)分散器分散成氣泡。來自氫化工序其溫度45，壓力0.4MPa(G)的氫化液進(jìn)入氧化塔上節(jié)底部，并與進(jìn)入上節(jié)塔底部的尾氣并流向上，經(jīng)過塔內(nèi)各層篩板完成傳質(zhì)和傳熱，進(jìn)行氧化反應(yīng)，此時(shí)氫蒽醌被氧化，生成過氧化氫。反應(yīng)式如下：EAHQ+O2EAQ+H2O2(

32、5)THEAHQ+O2THEAQ+H2O2(6)其中（6）式為氧化反應(yīng)的控制步驟。在塔內(nèi)的反應(yīng)溫度為5559（該溫度是通過冷卻水流量調(diào)節(jié)閥來控制）,壓力為0.350.25MPa。此時(shí)的工作液稱為氧化液。未反應(yīng)完全的氧化液與反應(yīng)完全的氧化尾氣(主要成份為氮?dú)?，并夾帶有少量芳烴蒸汽和剩余的氧氣)一起從上節(jié)塔頂部流出，進(jìn)入上塔氧化液氣液分離器（V202A）；分離出的氧化液經(jīng)過氧化液冷卻器（E201A）將其溫度冷卻到4548后直接進(jìn)入氧化塔中節(jié)底部，并與進(jìn)入中節(jié)塔底部的由空壓站來的經(jīng)空氣緩沖罐、空氣過濾器和流量調(diào)節(jié)閥過濾和調(diào)節(jié)后的新鮮空氣并流向上，同樣在塔內(nèi)各層篩板間進(jìn)行上述氧化反應(yīng)。反應(yīng)溫度為555

33、6，壓力0.40.35MPa（g）。而中節(jié)塔的氧化液與尾氣一起進(jìn)入中塔氧化液氣液分離器（V202B），分離出的氧化液經(jīng)氧化液冷卻器（E201B）冷卻后，進(jìn)入氧化塔下節(jié)塔底部，在氧化塔下節(jié)塔底部重復(fù)進(jìn)行上述氧化反應(yīng)，然后下節(jié)塔的氧化液與尾氣一起進(jìn)入下塔氧化液氣液分離器（V202C），分離出的氧化液經(jīng)氧化液冷卻器（E201C）冷卻后進(jìn)入氧化液貯槽，借助氧化液泵將其送入萃取塔。氧化尾氣的處理：經(jīng)氧化塔上塔氧化液氣液分離器（V202A）分離出來的氧化尾氣經(jīng)尾氣水冷器（E202），將尾氣溫度由5559冷卻到35，冷凝液和尾氣一起進(jìn)入氧化尾氣分離器（V205A）；經(jīng)分離后，尾氣從分離器（V205A）頂部出

34、來進(jìn)入氧化尾氣換熱器（E203A），將熱側(cè)尾氣溫度由35冷卻到10，將冷側(cè)尾氣溫度由2加熱到28，熱側(cè)的冷凝液和尾氣一起進(jìn)入氧化尾氣分離器（V205B）；經(jīng)分離后，尾氣從分離器（V205B）頂部出來進(jìn)入氧化尾氣換熱器（E203B），將熱側(cè)尾氣溫度由10冷卻到2，將冷側(cè)尾氣溫度由-5加熱到3，熱側(cè)的冷凝液和尾氣一起進(jìn)入氧化尾氣分離器（V205C）；經(jīng)分離后，尾氣從分離器（V205C）頂部出來進(jìn)入氧化尾氣換熱器（E203A），如同前述，被加熱到28尾氣進(jìn)入活性碳吸附器（V206A/B），尾氣經(jīng)吸附后將其中的微量芳烴和水蒸汽全部除掉。以避免在渦輪膨脹機(jī)入口處結(jié)冰而引起渦輪振動(dòng)。經(jīng)過渦輪膨脹機(jī)膨脹制冷

35、后的尾氣，將其溫度降至-15，經(jīng)過付線調(diào)節(jié)閥將該尾氣溫度調(diào)至-5再進(jìn)入氧化尾氣換熱器（E203B）冷側(cè)。經(jīng)E203B將其溫度升高到3后送入渦輪膨脹機(jī)組壓縮機(jī)側(cè)將其尾氣升壓后經(jīng)消音器放空。從分離器V205A/B/C 冷凝下來的芳烴進(jìn)入芳烴中間受槽，在其中分離出水(水進(jìn)污水池)后回到廢芳烴計(jì)量槽，經(jīng)蒸餾后去氧化液循環(huán)槽（V204）。由氧化塔放出的殘液進(jìn)入氧化殘液分離器，分離出的水相(含過氧化氫)進(jìn)污水池，分出的氧化液最終進(jìn)入工作液配制釜，經(jīng)處理后回入系統(tǒng)?；钚蕴嫉脑偕寒?dāng)活性碳吸附器飽和后，用蒸汽再生，再生后的蒸汽進(jìn)入蒸汽冷凝器E205，冷凝液流入芳烴分離器V207，將回收的芳烴引入氧化液循環(huán)槽，

36、冷凝液送入循環(huán)冷卻水熱水池，作冷卻水的補(bǔ)充水。注：在每節(jié)氧化塔的底部溫度都設(shè)立高限報(bào)警和聯(lián)瑣，高限報(bào)警溫度為60。當(dāng)塔底溫度超過65時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)停車。當(dāng)系統(tǒng)自動(dòng)停車時(shí)，每節(jié)塔底部事故排放管道上的電磁閥自動(dòng)開啟；將塔內(nèi)氧化液排入事故槽內(nèi)。同時(shí)向塔內(nèi)和事故槽內(nèi)加純水自動(dòng)開關(guān)閥自動(dòng)打開向塔內(nèi)和槽內(nèi)注水。D、萃取工序（詳見萃取工藝流程圖）萃取塔是由多塊篩板組成的篩板塔。來自氧化工序的氧化液進(jìn)入萃取塔（T301）底部。在純水配制槽（V301A/B）中配制含有穩(wěn)定劑和緩蝕劑的純水，并由純水泵（P301A/B）將其送入萃取塔頂部（萃取塔頂部的界面控制是通過調(diào)節(jié)進(jìn)入萃取塔純水流量實(shí)踐的）。由于氧化液的比重低

37、于純水和過氧化氫，故氧化液在塔中通過過氧化氫連續(xù)相時(shí)自行上漂，經(jīng)過每塊篩板形成分散相液滴，逐漸到達(dá)塔頂，自行流出，此時(shí)的工作液稱為萃余液（一般含雙氧水0.10.3g/l），萃余液出塔后進(jìn)入萃余液水滴沉降分離器（V302），進(jìn)一步除去殘存的水和雙氧水。再靠位差流入真空脫水器；脫水后的萃余液送入后處理系統(tǒng)工作液計(jì)量槽(V401)。真空脫水器出來的閃蒸蒸汽經(jīng)過冷凝器(E301)冷凝，冷凝液流入冷凝液計(jì)量槽(V307)，回收其中的工作液后，冷凝液排放到酸性地下收集槽（V506B）。萃取劑純水自塔頂加入后，經(jīng)每塊塔板上的降液管逐級向下流至塔底。因?yàn)檫^氧化氫在水中的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在氧化液中的溶解度，故萃取

38、劑流動(dòng)過程中不斷有過氧化氫從氧化液液滴內(nèi)進(jìn)入水中。自塔底流出的粗過氧化氫稱為萃取液（雙氧水濃度為27.535%）。注1：水與氧化液流量之比稱為萃取比，根據(jù)成品濃度的要求，一般生產(chǎn)35%雙氧水時(shí)控制在150±3。純凈水進(jìn)入純水配制槽(V301A/B)后，加入磷酸作為穩(wěn)定劑，其酸度控制在0.2g/l以下,最終保證萃取液的酸度不大于0.4g/l（以硫酸計(jì)）。注2： 萃取塔(T301)頂部界面設(shè)置了高低指示報(bào)警，萃取塔(T301)底部溫度設(shè)置了低限指示報(bào)警和聯(lián)鎖。當(dāng)溫度55時(shí)即報(bào)警。當(dāng)溫度超過65時(shí)聯(lián)鎖啟動(dòng)，系統(tǒng)將自動(dòng)停車。每節(jié)塔底部事故排放管道上的電磁閥自動(dòng)開啟；將塔內(nèi)萃取液與萃余液排入事故槽內(nèi)。同時(shí)向塔內(nèi)和事故槽內(nèi)加純凈水自動(dòng)開關(guān)閥自動(dòng)打開向塔內(nèi)和槽內(nèi)注水。E、凈化工序（詳見凈化工藝流程圖）萃取液中含有少量的工作液，為了除去這些雜質(zhì)需要進(jìn)行凈化處理。凈化塔(T302)是一填料塔，由萃取塔塔底出來的萃取液從凈化塔塔頂進(jìn)入，經(jīng)蒸餾過的芳烴由芳烴泵送入芳烴高位槽(V303)，并從凈化塔底部進(jìn)入。萃取液和芳烴在塔內(nèi)進(jìn)行逆流萃取，因工作液在芳烴中的溶解度大于在過氧化氫中的溶解度，故可除去雙氧水中的有機(jī)雜質(zhì)，以達(dá)到凈化目