蒽醌法双氧水生产装置的环保改造

佘林源 刘继前 高传平 李华 吴小平

摘 要：公司15万吨/年蒽醌法双氧水装置运行半年以来，发现隔油池内工作液量较多，导致后续污水处理压力大等环保难题。在检修期间对生产装置内部氧化残液分离器、工作液分离器、排污退料系统及隔油池等多处涉及环保的源头部位进行了改造。经过改造之后隔油池内工作液量明显减少，环境得以改善。

关键词：蒽醌法；双氧水；环保；改造

现今科技发展和社会进步的同时，也造成了环境污染、水资源破坏等一系列严重后果，改善环境、采用绿色环保的工艺和原料是今后发展的方向[1]。双氧水（过氧化氢H2O2）作为一种重要的绿色化工原料，现已广泛应用于造纸、纺织、化学合成、废水处理、电子等领域[2]。近年来部分科研机构对高浓度过氧化氢作为绿色液体推进剂也进行了大量研究，有望在航天工程中应用以替代部分传统的有毒推进剂[3]。如果双氧水生产装置本身在设计、操作及控制等存在不足就可能产生有机相的工作液泄漏、污水中工作液含量高等环境污染问题，因而如何使这种绿色化工原料的生产装置更加环保和清洁生产，进行必要的环保改造就显得尤为重要。

1 蒽醌法双氧水生产工艺简介

目前国内的双氧水装置大多采用蒽醌法工艺。该工艺以蒽醌为工作液载体、重芳烃及三辛酯为溶剂，工作液经氢化、氧化、萃取、净化及后处理等工序连续生产双氧水，工作液在系统内部循环。部分蒽醌和氢气在氢化塔内反应生成氢蒽醌；氢蒽醌和空气在氧化塔内反应生成含有过氧化氢的氧化液而氢蒽醌转化为蒽醌；氧化液在萃取塔内和纯水进行逆流萃取塔底出料即得双氧水，经净化塔处理后进入双氧水储罐；萃取塔顶出来的工作液经萃余分离器分离水分后进入碱塔进行干燥、分解双氧水等处理，再经碱分离器除碱除水、白土床再生后进入氢化塔进行工作液循环。

2 装置环保部位挖掘

公司15万吨/年双氧水装置于2013年8月投料生产，运行近半年后发现隔油池内始终有较多的工作液，使得每个运行班均要从隔油池抽取工作液到配制釜进行清洗，浪费人力物力；隔油池最后的混合池内COD维持在3000～4000mg/L且表面漂浮有工作液，导致周边气味大，后续污水站内的污水处理难度大。经分析隔油池污水的工艺来源及相关的设备，在检修期间对如下部位进行了改造：（1）氧化残液分离器和工作液分离器；（2）排污及退料系统；（3）隔油池的混合池。

3 环保改造措施

环保不仅关系到员工的身体健康，同时与安全生产、产品成本等相关。技术人员在细化分析了隔油池内工作液来源及产生原因等后对部分位置进行了改进，改造之后隔油池内的工作液量明显减少。

3.1 工作液油水分离系统改造

工作液分离系统改造主要涉及的设备有氧化残液分离器和工作液分离器。两个分离器均采用中间带分离隔板的柱形筒体结构。氧化残液分离器用于分离氧化塔底部含工作液、杂质、双氧水的残液（粗双氧水），工作液分离器用于分离碱分离器底部排污产生的含工作液的碱液（碳酸钾溶液）。

改造前两个分离器的重组分排液侧出口管道是水平直管段，安装的液位计是磁翻板式，操作人员在排污时稍不注意就可能将轻组分（工作液）夹带出去，导致部分工作液进入隔油池。改造时将重组分排液侧出口管道改为倒U型结构，将液位计由磁翻板改为玻璃管，这样操作人员在排污时能清楚的分辨轻重组分的界面，不会将工作液排出。改造前后的具体结构见图1。

3.2 排污及退料系统系统改造

双氧水装置的退料及排污系统分为酸性和碱性两种，各设立支管直接进入隔油池。由于排污中含有部分工作液，特别是退料全部为工作液，如果直接进入隔油池将会使隔油池内的工作液含量大，需要用真空泵从隔油池表层将工作液抽到配制釜进行清洗，操作极不方便。改造后将酸性和碱性退料及排污分别设置分离回收罐，使物料先在罐内油水分离，然后将水相排至隔油池，而油相经管道过滤后送至配制釜进行清洗。改造后不仅减少了隔油池的工作液量，而且回收工作液更加方便，减轻了劳动强度，改善了周边环境。改造后的流程见图2。

图2 排污及退料系统改造后流程图

3.3 隔油池混合池改造

隔油池两级混合池之间和污水去污水站之间相连的短管都是水平直管段，导致混合池I表层漂浮的工作液可直接进入混合池II，最终夹带工作液的污水流入污水站导致处理难度加大。改造时将直管段加装了弯头，使混合池I底层的水相进入混合池II，表层的工作液可用真空泵抽取清洗后再次使用，混合池II底层水相进入污水站，减少去污水站的工作液量。改造前后的具体结构见图3。

图3 隔油池混合池改造前后结构图

4 结束语

通过对装置油水分离系统、排污退料系统及隔油池的混合池等处进行改造后，进入污水站前的污水COD从原先的3000～4000mg/L下降至500～1000mg/L，大大降低了后续污水处理的难度，且使车间增加了工作液的回收量，降低了劳动强度和隔油池周边的异味，具有良好的环保效益，降低了产品的原料消耗及成本，提升了装置的清洁生产水平和整体竞争力。

参考文献

[1]丁彤，等.环境友好材料-双氧水[J].天津化工，2002，（4）：14-16.

[2]张国臣.过氧化氢生产技术[M].北京：化学工业出版社，2012，51.

[3]胡长诚.过氧化氢在环境保护方面的应用[J].无机盐工业，2005，37（4）：50-52.