(安徽晋煤中能化工股份有限公司,安徽 临泉236400)
[摘 要]分析了40 kt/a蒽醌法双氧水装置投入运行后氢化、氧化、后处理出现的设备及工艺问题,提出了优化方案及改造措施。通过优化改造,解决了萃余中大量带水、出干燥塔工作液带碱问题,稳定了生产。
[关键词]蒽醌法;双氧水;干燥塔;碱沉降器
[中图分类号] TQ 123.6 [文献标识码]B [文章编号]1004-9932(2012)
我公司40 kt/a双氧水装置投产后由于诸多因素影响,工艺运行不稳,系统带水、带碱严重,而且原材料消耗偏高,生产成本较高。经过对生产装置存在的问题及产生问题的原因进行全面分析,公司决定对氢化、氧化、后处理及相关设备进行改造,以解决萃余中大量带水、出干燥塔工作液带碱问题。
1 生产工艺简介
我公司40 kt/a双氧水装置采用的是蒽醌法生产工艺,其工艺流程如图1所示。以2-乙基蒽醌、重芳烃和磷酸三辛脂(TOP)为原料配制工作溶液,将该工作溶液与氢气一起加入装有钯催化剂的氢化塔,在一定温度和压力下进行氢化反应,得到相应的氢蒽醌溶液(以下称氢化液),该溶液再与空气中的氧气进行氧化反应,溶液中氢蒽醌恢复成原来的蒽醌,同时生成双氧水。利用双氧水在水和工作液中溶解度的不同及工作液与水的密度差,用纯水萃取含有双氧水的工作液(以下称氧化液),得到双氧水的水溶液。双氧水的水溶液经重芳烃净化及空气吹扫,即可得到浓度为27.5%的双氧水产品。经纯水萃取双氧水后的工作液(以下称工作液),经萃余液分离器分离掉水分,并通过碳酸钾溶液中和其酸性及活性氧化铝处理后,回入氢化工序,继续循环使用。
2 存在问题分析
2.1 氢化工序
(1)氢化塔分为上、中、下3节,平常采用2节串联(1节备用)生产工艺,随着氢化塔内催化剂使用时间的延长,催化剂活性下降,氢化反应温度较高,预热工作液消耗的蒸汽量较大。
(2)工作液热交换器阻力大。因工作液热交换器内列管管间距小,造成循环工作液流量偏小且不易控制,易降解,不利工艺优化及生产稳定,同时造成循环工作液泵电机电流偏高。
2.2 氧化工序
依据氢化效率计算氧化收率仅为88%~90%。氧化收率低的原因主要有以下2点。
(1)氧化塔塔径大,塔内的U形换热水箱使压缩空气和氧化液在塔内产生返混,压缩空气在塔内上升过程中变为大气泡,造成空气中的氧气不能充分利用。
(2)压缩空气质量的影响:若压缩空气中含油过多,会影响氧化收率;空气中含水分过多,则会产生较多的氧化残液。实际由于使用的螺杆式空气压缩机油密封效果不佳,空气中带油、带水较严重,进入氧化塔后,直接影响氧化反应的正常进行。
2.3 后处理工序
(1)干燥塔内装散堆瓷质异鞍环填料,上部为空塔。由于填料装填时是直接倒入塔内,破碎现象严重,造成运行时流通通道偏小,工作液与碱液(K2CO3)的分离效果较差,进白土床的工作液碱度偏高,使活性氧化铝消耗偏高。
(2)碱沉降器内仅设了3块折流挡板,未能有效除去工作液中夹带的游离碱,造成白土床进口工作液的碱度高。
(3)2台白土床在更换氧化铝时仅能开1台,处理能力偏小,时有减量事态发生。
3 改造方案及技改措施