蒽醌法雙氧水生產(chǎn)管理安全技術(shù)要點(diǎn)

劉耀輝(中石化長嶺分公司, 湖南 岳陽 414012)

2-乙基蒽醌法生產(chǎn)雙氧水的原理是：2-乙基蒽醌是生產(chǎn)雙氧水的載體，混合溶劑包括重芳烴以及磷酸三辛酯，配制成工作液，將工作液與氫氣一同通入到氫化床內(nèi)，再加入催化劑，此時(shí)生成的氫蒽醌所得的溶液就是氫化液。氫化液隨后被空氣內(nèi)的氧氣所氧化，那么蒽醌就會(huì)被恢復(fù)，雙氧水也會(huì)同時(shí)生成，所得的溶液就是氧化液。因?yàn)殡p氧水在水中的溶解度與在工作液中的溶解度不同，而且兩種溶劑的密度也不同，就可通過純水萃取氧化液中的雙氧水。

1 雙氧水本身以及生產(chǎn)原料的危險(xiǎn)性

(1)雙氧水 雙氧水的穩(wěn)定性與其濃度沒有直接關(guān)系，但是當(dāng)雙氧水接觸到重金屬、堿性物質(zhì)以及粗糙的容器表面，或者受到光、熱作用的影響就會(huì)迅速的分解，同時(shí)釋放出大量的熱量和氧氣。反應(yīng)速度與溫度、pH值及雜質(zhì)的含量呈正相關(guān)。當(dāng)溫度升高10℃，雙氧水的分解速度就會(huì)快1.3倍，這種分解的過程也會(huì)促使溫度的升高，這種相互促進(jìn)的過程，給生產(chǎn)過程造成了極大的安全隱患。當(dāng)雙氧水溶液的pH值為7時(shí)，溶液最穩(wěn)定，當(dāng)pH值低于7時(shí)(呈酸性)，溶液不會(huì)有很大反應(yīng)，但是當(dāng)溶液的pH值高于7時(shí)(呈堿性)，這種穩(wěn)定就會(huì)被打破，分解的速度越來越快。當(dāng)雙氧水接觸到含堿成分的物質(zhì)(如K2CO3、NaOH等)或重金屬時(shí)就會(huì)快速的分解。

當(dāng)高濃度的雙氧水接觸到可燃性液體、蒸汽或者氣體時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)燃燒的現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)生爆炸。在生產(chǎn)過程中，要嚴(yán)格控制工作液堿度、氧化液酸度、萃余液中雙氧水含量等指標(biāo)，保證雙氧水及含有雙氧水的物料不與堿類物質(zhì)、重金屬及催化性雜質(zhì)接觸,另外還要杜絕工作液、芳烴蒸氣和氫氣與空氣(氧氣)混合，以免發(fā)生著火爆炸事故。隨著雙氧水濃度的不斷提升，發(fā)生爆炸的可能性也不斷增加。在正常壓力下，氣相中雙氧水爆炸極限質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%，與之相對(duì)應(yīng)的溶液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為74%。當(dāng)壓力降低時(shí)，爆炸的可能性降低，所以為了安全操作和貯存可以再負(fù)壓下進(jìn)行操作。雙氧水是一種功效很強(qiáng)的氧化劑，一些有機(jī)物和無機(jī)物都可以被其氧化。

(2)重芳烴 重芳烴是一種混合性的可燃液體，主要由石油工業(yè)鉑重整裝置制造，由三甲苯、四甲苯構(gòu)成，另外這種混合物還具有少量的二甲苯、苯及膠質(zhì)物。在可燃的情況下，重芳烴就會(huì)發(fā)生燃燒現(xiàn)象。當(dāng)空氣中混入了這種蒸汽，就會(huì)形成擁有爆炸性的混合物，一旦超過爆炸臨界點(diǎn)，在外因的作用下就會(huì)發(fā)生爆炸事故。

(3)氫氣 氫氣具有易燃易爆的特點(diǎn)，如果其混入到空氣、氧氣等可燃性氣體中，就會(huì)形成爆炸性混合氣體。在氧氣中，氫氣的爆炸極限為4.7%～94%；在空氣中，則為4%～74%。但是，爆炸極限數(shù)值會(huì)受到溫度、壓力、惰性、介質(zhì)、容器材料以及能源等諸多因素的影響，而發(fā)生改變，所以爆炸極限數(shù)值不是一個(gè)固定值。

(4)催化劑 蘭尼鎳和鈀是雙氧水生產(chǎn)過程中兩種主要的催化劑。蘭尼鎳暴露在空氣中會(huì)發(fā)生自燃現(xiàn)象，應(yīng)該將其保存在水或其他可以保存的溶劑中，在使用的過程中切不可讓其與空氣接觸，更不可影響到其他工序的操作。鈀相較于蘭尼鎳更加穩(wěn)定，但是如果漏入到氧化或萃取系統(tǒng)中，或者雙氧水進(jìn)入到氫化塔中，會(huì)導(dǎo)致雙氧水出現(xiàn)劇烈的分解反應(yīng)。

2 分析各個(gè)生產(chǎn)工序的安全性

(1)氫化的工序 當(dāng)氧化塔中進(jìn)入了可能會(huì)導(dǎo)致催化劑中毒的雜質(zhì)或因?yàn)椴僮鞑划?dāng)導(dǎo)致空氣、氧氣或者雙氧水含量比較高的工作液時(shí)，就會(huì)引起爆炸。

(2)氧化工序的安全性 在氧化塔中存在有機(jī)溶劑、雙氧水以及幫助燃燒的氧氣，一旦氧化塔內(nèi)進(jìn)入了可以分解雙氧水的雜質(zhì)，如堿性物質(zhì)、重金屬、催化劑粉末等，就會(huì)發(fā)生燃燒或爆炸。因?yàn)闅浠菏且环N弱堿性液體，為了保持雙氧水的穩(wěn)定性，應(yīng)該向氧化塔中加入磷酸，中和這種堿性。在氧化過程中生成的雙氧水，極少量的會(huì)被由于少量雙氧水分解產(chǎn)生的少量水萃取出來，形成了氧化殘液，其中積聚了大量的雜質(zhì)和濃度很高的雙氧水，穩(wěn)定度很低。這些殘液需要定期進(jìn)行排放，一但出現(xiàn)操作或設(shè)計(jì)上的失誤，可能會(huì)發(fā)生爆炸。為了避免這種情況的發(fā)生，要在貯存氧化殘液的容器上安裝安全閥，保證在分解過程中所產(chǎn)生的壓力能被及時(shí)泄掉。

(3)凈化和萃取工序的安全性 在兩個(gè)塔內(nèi)貯存大量的雙氧水，只要能夠?qū)е码p氧水發(fā)生分解的雜質(zhì)進(jìn)入到塔內(nèi)，如堿、金屬離子等，就會(huì)造成雙氧水出現(xiàn)劇烈的分解反應(yīng)。這些雜質(zhì)之所以能進(jìn)入塔內(nèi)，都是因?yàn)樽鳂I(yè)夾帶造成的。近幾年中，這道工序發(fā)生的事故最多。

(4)后處理工序的安全性 后處理工序的主要作用是利用濃碳酸鉀溶液除去萃余液中多余的雙氧水和水分，并將酸性萃余液轉(zhuǎn)為堿性，同時(shí)利用活性氧化鋁再生蒽醌降解為有效蒽醌。

(5)配制工序的安全性 該工序的主要作用是利用重芳烴、磷酸三辛酯以及2-乙基蒽醌配制工作液；用氫氧化鈉溶液再生工作液中降解物；將重芳烴經(jīng)過蒸餾提純后用于配制工作液以及回收、清洗無用的工作液等。因?yàn)榕渲乒ば虿僮鲝?fù)雜，并經(jīng)常變換流程。溫度和壓力，還與雙氧水、堿液、工作液以及重芳烴等危險(xiǎn)廢料有所接觸，所以非常容易發(fā)生惡性爆炸甚至更嚴(yán)重的惡性事故。

(6)濃縮工序的工序 該工序主要任務(wù)是通過蒸發(fā)精餾的方式，把雙氧水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高到50%以上。雜質(zhì)富集的過程就是雙氧水的濃縮過程，而且這些雜質(zhì)包括能導(dǎo)致雙氧水分解、爆炸或燃燒的無機(jī)鹽類和有機(jī)物，進(jìn)料雙氧水稀品中雜質(zhì)越多，事故造成的影響就會(huì)越大。在雙氧水中加入大量純水稀釋，可以抑制雙氧水分解過快的問題，同時(shí)也能降低雙氧水的雜質(zhì)濃度以及溫度。所以，在設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)該考慮在必要的時(shí)候加入純水的措施。

3 應(yīng)對(duì)措施

(1)設(shè)計(jì)方面的應(yīng)對(duì)措施 所有設(shè)計(jì)圖紙都要體現(xiàn)出安全性，對(duì)于可能發(fā)生的事故要有充足的應(yīng)對(duì)措施。比如在事故容易發(fā)生的部位加設(shè)安全裝置，如安全閥、防爆膜等；對(duì)于一接觸到就會(huì)發(fā)生不良反應(yīng)的物質(zhì)，要將兩者盡量隔離開來，管道之間最好不要閥門連接，以防因?yàn)殚_錯(cuò)閥門而導(dǎo)致的泄露事故；存有大量雙氧水的萃取塔、精餾塔等設(shè)備，當(dāng)發(fā)生的分解反應(yīng)過于激烈，導(dǎo)致溫度急劇上升時(shí)要及時(shí)注入純水稀釋。

(2)嚴(yán)格按照操作規(guī)程執(zhí)行 因違反操作規(guī)程而出現(xiàn)的事故很多，所以，為了減少這種事故的發(fā)生，每個(gè)生產(chǎn)指揮者和操作人員都必須熟知操作規(guī)程并嚴(yán)格執(zhí)行。

(3)加強(qiáng)安全生產(chǎn)技術(shù)管理和安全教育 保證生產(chǎn)安全的根本措施就是加強(qiáng)安全生產(chǎn)技術(shù)管理和安全教育，負(fù)責(zé)這項(xiàng)工作的人員應(yīng)該熟練掌握相關(guān)的生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)安全生產(chǎn)知識(shí)以及具備一定的管理能力。對(duì)相關(guān)操作人員進(jìn)行安全教育培訓(xùn)，確保每位操作人員的安全知識(shí)都能過關(guān)。

(4)組建專門負(fù)責(zé)安全生產(chǎn)的相關(guān)組織機(jī)構(gòu) 此組織機(jī)構(gòu)建立主要是為了更好執(zhí)行國家關(guān)于安全生產(chǎn)的有關(guān)法律、法規(guī)；根據(jù)企業(yè)的實(shí)際運(yùn)作狀況制定安全生產(chǎn)規(guī)程并監(jiān)督規(guī)程的執(zhí)行情況；制定有針對(duì)性的規(guī)章制度，如崗位責(zé)任制度、巡回檢查制度、安全管理制度等。

(5)嚴(yán)格執(zhí)行國家有關(guān)安全生產(chǎn)的相關(guān)政策 2002年11月1日開始執(zhí)行的中華人民共和國安全生產(chǎn)法明確指出：安全生產(chǎn)管理，堅(jiān)持安全第一、預(yù)防為主的方針。其目的為了保證員工在生產(chǎn)過程中的安全性，預(yù)防和避免發(fā)生安全事故，使廣大人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全有所保證，人們可以安居樂業(yè)。

4 結(jié)語

總而言之，蒽醌法生產(chǎn)雙氧水的過程是一種非常危險(xiǎn)的化工生產(chǎn)過程，在生產(chǎn)的過程中比較容易發(fā)生事故，且事故性質(zhì)相對(duì)偽劣，為了預(yù)防和避免這些事故的發(fā)生，在設(shè)備的設(shè)計(jì)過程中就要體現(xiàn)出安全性，操作過程要嚴(yán)格按照規(guī)程進(jìn)行，加強(qiáng)工廠各部門的安全技術(shù)管理以及從業(yè)人員的安全教育，認(rèn)真執(zhí)行國家的安全生產(chǎn)政策。

[1]鄭四仙.關(guān)于蒽醌法雙氧水生產(chǎn)安全控制的研究[J].化工管理,2014,09:31-32.