过氧化氢（双氧水）工艺资料（上）生产工艺原理

一、主要生产设备

二、生产工艺原理

（1）氢化反应

在钯触媒催化下，氢气与工作液中的2-乙基蒽醌发生氢化反应，生成2-乙基氢蒽醌。

一、稀品工段工艺流程简述

（1）工作液配制

过氧化氢生产中用的工作溶液是在工作液配制釜分批配制的。用芳烃泵将重芳烃贮槽内蒸馏过的芳烃送入工作液配制釜，以体积计量；磷酸三辛酯、四丁基脲通过泵送入工作液配制釜内。芳烃、磷酸三辛酯和四丁基脲等溶剂按一定比例加入工作液配制釜后，将计量的2-乙基蒽醌由工作液配制釜上的手孔加入，开启釜上的搅拌，并向釜体夹套和盘管内通入蒸汽，将物料加热至50-60℃，以加速2-乙基蒽醌的溶解。纯水经计量后加入配制釜，洗去工作液中的杂质（主要提纯原料芳烃，以提高生产安全性），直至洗水呈清澈透明为止。洗涤合格后的工作液，用管道泵送氢化塔使用。

配制过程有机废气G1采用活性炭吸附处理后由1根30m高1#排气筒排放，洗涤废水W1经管道、泵送至双氧水污水预处理站处理后排入厂区综合污水处理站处理。

（2）氢化工序

氢化反应是蒽醌法生产双氧水的主要反应之一，它是工作液中的2-乙基蒽醌在催化剂钯触媒存在下，与氢气发生的加氢反应生成相应的2-乙基氢蒽醌。反应在带压绝热的固定床中进行，反应条件经认真选择和严格控制，以便使蒽醌副反应降解物的生成量最小。

来自配制工序的工作液经工作液预热器自控调节温度后，与来自氢气过滤器的氢气分别进入氢化塔。氢化塔由上、中、下三节塔组成，上、中、下节塔的每节塔由两段触媒床串联组成，三节塔并联，正常时两节塔并联运行，另外一节塔再生。工作液与氢气进入每节塔顶部，并流而下通过塔内触媒层，由塔底流出，进入氢化液气液分离器。

从氢化液气液分离器经流量自控调节后分离出来的氢化尾气，经氢化尾气冷凝器冷凝回收重芳烃直接回用于后续氧化工序。未凝氢化气体G2经活性炭吸附处理后由1根30m高2#排气筒排放，此过程会产生废活性炭S3。

氢化液气液分离器分离出来的氢化液，控制一定液位后，借助氢化塔内的压力分流出流量的20%，进入氢化液白土床（采用活性氧化铝），而后与其余的80%氢化液汇合，通过氢化液过滤器过滤，进入氢化液储槽。借助氢化液泵将氢化液经冷却器冷却后送入氧化塔底部。该过程会产生废钯触媒S1和废白土S2。

氢化触媒对双氧水有分解作用，甚至少量的触媒进入氧化工序将导致大量产品的损失和严重干扰生产，因此，触媒是被固定在氢化塔中，同时，在氢化液进入氧化工序前，设置氢化液过滤器，滤去氢化液中可能携带的触媒。

催化剂钯触媒再生：氢化反应通常在一节或二节塔中进行，当触媒活性下降后，将用蒸汽和氮气再生恢复其活性。由于再生，氢化塔可以不停的连续操作，同时触媒的寿命大大地延长。

（3）氧化工序

氢蒽醌与氧的反应为自动反应，无需催化剂，所以制备双氧水的蒽醌法又称为自动氧化法。

来自氢化工段的氢化液与来自磷酸高位槽的磷酸水溶液（40%）混合后进入氧化系统。氧化塔每节塔内装有空气分布器及强化物料气液混合传质的填料。

压缩空气经空气过滤器过滤后分为两股：一股进入氧化塔中节底部，另一股进入氧化塔下节底部，两节塔顶部的尾气并流进入氧化塔上节塔底部，空气在塔节底部经分散器分散成气泡。来自氢化工序的氢化液进入氧化塔上节底部，并与进入上节塔底部的尾气并流向上，此时氢蒽醌被氧化，生成过氧化氢。而氢蒽醌还原为2-乙基蒽醌。此时的工作液称为氧化液。氧化液和氧化尾气(主要成份为氮气、氧气，并夹带有少量芳烃蒸气)一起从上节塔顶部流出，分离出的氧化液直接进入氧化塔中节底部，并与进入中节塔底部的新鲜空气并流向上，此时氢蒽醌被进一步氧化，中节塔的氧化液与新鲜空气一起进入氧化塔下节塔底部，下节塔的氧化液进入氧化液气液分离器进一步分离出氧化尾气，分离出的氧化尾气进入上节塔底部，氧化液进入氧化液贮槽，借助氧化液泵将其送入萃取塔。

氧化塔中节塔、下节塔、氧化液气液分离器分出的氧化尾气合并后进入氧化塔上节。从上塔顶部放出的尾气，在氧化尾气冷凝器中用循环水冷凝，冷凝下来的芳烃进入芳烃槽后回用于工作液配制或后续净化工序。未凝氧化气体G3经循环水冷凝+膨胀制冷机组+活性炭吸附处理后由1#排气筒排放，此过程会产生废活性炭S4。

（4）萃取工序

根据工作液和过氧化氢在水中溶解度、密度不同，在萃取塔中用纯水将氧化液中的过氧化氢萃取为过氧化氢水溶液（即双氧水）。

氧化液槽中的氧化液借助氧化液泵经调节控制流量后送往萃取塔底部。萃取塔为筛板塔，每层筛板上都有降液管和数万个筛孔。含有过氧化氢的氧化液从萃取塔底部进入后，被筛板分散成无数小油珠向塔顶漂浮，与此同时，纯水槽中配制的纯水借助纯水泵经调节控制流量与磷酸高位槽来的磷酸溶液（40%）通过磷酸计量泵混合后向萃取塔顶部送萃取水，通过每层筛板的降液管塔内水相上下相通，连续向下流动，与向上漂浮的氧化液进行逆流萃取。在萃取过程中，水为连续相，氧化液为分散相。萃取水从塔顶流向塔底的过程中，其中过氧化氢含量逐渐增高，最后从塔底流出，称为萃取液（粗过氧化氢），凭借位差进入净化塔顶部。

而从萃取塔底部进入的氧化液，在分散向上漂浮的过程中，过氧化氢含量逐渐降低，最后从塔顶流出，称为萃余液，进入萃余分离器。经分离后萃余液（称工作液）进入后处理工序，萃余液分离废水W2经管道、泵送至双氧水污水预处理站处理后排入厂区综合污水处理站处理。

（5）净化工序

萃取液中含有少量的工作液，为了除去这些杂质需要进行净化处理。净化塔是一填料塔，净化塔内充满重芳烃，从塔顶进入的萃取液在塔内向下流动，重芳烃由芳烃泵送入净化塔底部，与萃取液形成逆流萃取，以除去过氧化氢中的有机杂质。在此过程中，重芳烃为连续相，萃取液为分散相。净化后的过氧化氢自净化塔底流出，经芳烃分离器分离出芳烃后得27.5%的双氧水溶液，进入产品贮槽。

一部分27.5%（Wt）双氧水当作成品外售，另一部分经蒸发浓缩后得50%双氧水成品。50%双氧水成品蒸发过程冷凝水回用于萃取工序，水蒸汽直接外排。

自净化塔顶和分离器流出的芳烃进入芳烃槽后回用于工作液配制或净化工序。

（6）后处理工序（工作液回用处理工序）

将自配贮存于浓碱槽中的碳酸钾溶液送入碱高位槽，再进入碱塔。碱塔是一种填料塔，其作用是利用浓碳酸钾溶液的吸水性除去溶解在萃余液中的部分水并分解夹带的少量过氧化氢，使萃余液由酸性转为碱性。

将萃余液分离器分出的工作液，经流量计控制从碱塔底部进入，碱塔内的工作液在填料层中分散成液滴，逐渐上漂至塔顶，工作液可能夹带部分碱液，为了除去这部分碱液，需先后流经碱液沉降器，然后进入后处理白土床（采用活性氧化铝，此过程会产生废白土S5），进一步降低工作液中的碱度并起到再生蒽醌降解物的作用，从白土床流出的工作液进入循环工作液贮槽，借助循环工作液泵送入循环工作液过滤器滤去氧化铝后，送至氢化工序回用。碱塔吸收过程产生的废气G4经活性炭吸附处理后由1#排气筒排放。

从碱塔及碱液沉降器分离出的稀碳酸钾溶液（在碱塔内吸水后密度降至1.25g/mL）左右后进入蒸发器进行蒸发。蒸发后的浓碱液经浓碱冷却器冷却后进入浓碱液贮槽，蒸发冷凝废水W3经管道、泵送至双氧水污水预处理站处理后排入厂区综合污水处理站处理，蒸发废气G5经活性炭吸附处理后由1#排气筒排放。

（7）碳酸钾溶液的配制

配制碳酸钾溶液在配碱釜中进行，由釜手孔加入经称量的碳酸钾，加入一定量的纯水，开动搅拌至完全溶解，控制其密度为1.38～1.42g/mL，然后用泵将碱液送至浓碱液贮槽。浓碱液贮槽废水W4经管道、泵送至双氧水污水预处理站处理后排入厂区综合污水处理站处理。