過氧化氫生產(chǎn)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(chǎn)10 萬t/a（濃度27.5%）的雙氧水裝置，正常生產(chǎn)情況下，系統(tǒng)流量為600～620 m3/h，日產(chǎn)雙氧水330 t。但是在生產(chǎn)過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)萃取塔液泛，系統(tǒng)流量被迫下降，最低時(shí)400 m3/h，更有嚴(yán)重時(shí)全線停車處理，嚴(yán)重影響雙氧水產(chǎn)量和質(zhì)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(jìn)入后，借助浮力從塔底向上漂浮，經(jīng)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(shí)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(xù)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(jìn)去，篩板下工作液增厚，淹沒降液管，使工作液在塔內(nèi)積聚，造成系統(tǒng)流量低，嚴(yán)重影響產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量甚至?xí)斐砂踩鹿省?/p>

2 萃取塔液泛的原因

（1）氫化反應(yīng)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(chǎn)速度加快，在主反應(yīng)速度增快的同時(shí)，副反應(yīng)也加快，副反應(yīng)產(chǎn)物增多，當(dāng)工作液中四氫蒽醌的含量大于40%時(shí)容易在氧化工序發(fā)生降解氧化反應(yīng)過程中降解物多，直接影響系統(tǒng)溶液的潔凈度，易使氧化液通過篩孔的速度降低，導(dǎo)致萃取塔積料；

（2）氧化反應(yīng)過程中降解物多。氧化反應(yīng)產(chǎn)生降解物的原因是酸度不夠，主要是生成四氫環(huán)氧化物、蒽酮等副產(chǎn)物，這些副產(chǎn)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(fā)生變化，在通過篩板時(shí)速度慢，引起萃取塔液泛；

（3）工作液組份比例失調(diào)。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(dòng)力，動(dòng)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(zhì)，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(shè)備被腐蝕或雙氧水分解，造成萃取塔內(nèi)水相渾濁，發(fā)生乳化，塔內(nèi)氧化液雜質(zhì)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(nèi)溫度偏低或偏高。塔內(nèi)溫度低時(shí)，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(nèi)溫度過高，則可能造成雙氧水分解，產(chǎn)生的氣泡使兩相流速加快，也會(huì)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(tǒng)內(nèi)積聚，使工作液雜質(zhì)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(fā)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?yàn)V袋破損會(huì)導(dǎo)致大量雜質(zhì)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(wěn)定，如突然加大進(jìn)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(shè)計(jì)時(shí)的直徑高度、塔板數(shù)、板間距、篩板孔徑、降液管長(zhǎng)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(bǔ)加和回收工作液時(shí)若清洗不好，工作液中雜質(zhì)增多，會(huì)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(xiàng)

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(yù)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(huán)氧降解物生成；

（3）工作液組分比例控制在正常范圍內(nèi)。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(zhì)，從而消除萃取塔液泛；

（4）提高純水中酸含量。提高萃取塔內(nèi)的酸度，避免萃取塔水相的渾濁及乳化現(xiàn)象發(fā)生，同時(shí)可避免塔內(nèi)雙氧水分解。原來酸含量0.2 g/L，處理積料時(shí)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(zhǎng)時(shí)間停車可通過純水加熱、工作液預(yù)熱器加熱提高溫度；

（6）及時(shí)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(shí)更換，這樣能加大對(duì)系統(tǒng)排污力度與配制清洗量，保證工作液的潔凈度；

（7）及時(shí)對(duì)氫化液過濾器和再生液過濾器的墊片和濾袋進(jìn)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(shí)；

（8）當(dāng)積料發(fā)生時(shí)，應(yīng)降低進(jìn)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(fù)荷，適當(dāng)提高過氧化氫的含量增加其比重差，有利于萃取塔正常運(yùn)轉(zhuǎn)。待系統(tǒng)情況好轉(zhuǎn)時(shí)，再逐步提高各流量，對(duì)萃取塔進(jìn)行技改情況見表1。

表1 萃取塔改造前后對(duì)比表

另外，在觸煤再生時(shí)增加純水的浸泡時(shí)間與用水量，再生后用芳烴進(jìn)行循環(huán)，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(jìn)與實(shí)施，目前萃取塔已連續(xù)運(yùn)行1 年無嚴(yán)重液泛產(chǎn)生，生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定，成本下降。

［1］劉煜鮮.高師理科學(xué)刊.2008，06.

［2］張國(guó)臣.過氧化氫生產(chǎn)技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012.