蒽醌法生产27.5%过氧化氢后处理工序带碱的原因和处理措施分析

蒽醌法生产 27.5%过氧化氢后处理工序带碱的原因和处理措施分析
摘要：为提升27.5%过氧化氢产品的生产效率与质量，将后处理工序带碱引
起的安全事故发生率降到最低，相关部门应从多个方面分析后处理工序带碱原因，明确其危害性，立足于日常生产探究相应的防控措施，进而消除安全隐患因素，
减少生产成本，为设备安全、长周期运行创造良好基础。

关键词：过氧化氢；后处理工序；带碱成因；解决方法
引言
蒽醌法是当下国内生产过氧化氢（H
2O
2
）的常用工艺技术，其主要由氢化、
氧化、萃取、净化、后处理等工序构成。

日常生产中经常因控制不规范，工作液
组分失调、萃余液内H
2O
2
含量过高等，造成后处理工序中出现了十分严重的带碱
现象，若处理不及时，碱含量偏高的工作液被整合至氢化工序后，会导致工艺指
标明显超限，H
2O
2
分解、发热等均影响系统的综合性能，存留较多的隐患因素，
增加危险事件的发生率。

1.
过氧化氢生产工艺
现阶段，国内主要采用蒽醌法生产H
2O
2
，主要是应用自动氧化或循环还原—
氧化法进行的，经典化学反应[1]：
蒽醌法是制备H 2O 2的一项成熟工法，在国际大型生产企业内已经实现了规模
化应用。

本法选用烷基蒽醌（EAQ ）作为载体，重芳烃与磷酸三辛酯共同构成工作液，在一定压力与温度、钯催化剂的作用下，工作液会和氢气发生氢化反应，生成氢化液，这种氢化液最大的特点是含有相应烷基氢蒽醌（HEAQ ）；氧化塔中，在一定温度与压力下，氢化液会和空气内氧气发生氧化反应，产物以H 2O 2为主；
且以上过程中，HEAQ 还被还原成烷基蒽醌。

鉴于H 2O 2在水域工作液内溶解度有差
别的特征，将其整合至萃取塔中，应用纯水萃取获得质量分数高于27.5%或35%的H 2O 2溶液，再对其进行净化处理后，便能获得相应的H 2O 2产品。

在系统内可以
循环使用工作液，碱溶液洗涤与白土处置萃余液后，其会返回到氢化系统内，再进行氢化反应。

1.
后处理工序带碱引起的后果
首先，后处理工序带碱量偏大时，会加快活性氧化铝的损耗进程，增加现场生产成本；增加系统操作难度，危险性提高。

其次，碱液会伴随工作液整合至氢化工序内，尽管该工序是在弱碱条件下反应的，但因碱性过强，会弱化钯催化剂的生物活性，氢化效率随之下降，现场产量必然会下降。

再者，碱液进入到氧化工序后，塔内部分H 2O 2遇碱会分解，直接后果是氧化
回收率下降，增加了蒽醌降解物的产生率，如果此时添加过量磷酸中和，会造成H 2O 2内不挥发物含量显著增多，降低产品品质。

最后，容易造成氧化及萃取工序呈碱性，以致H
2O
2
分解生成氧气与水，压力
骤然上升，以致相应装置超压，情节严重时可能引发爆炸、自然等事故，对系统及工作人员安全构成一定威胁。

1.
处理后处理工序带碱问题的方法
3.1工作液内带气
具体表现为进入干燥塔中的工作液内混有一些空气，主控DCS操作界面会呈现出液位骤然降低，并且通过观察碱沉降器、碱分离器各自的视镜，工作人员均能清晰的观察到系统存在着十分严重的带碱情况，排碱量明显增多。

为了能尽早解除以上这种情况，要尽可能的提升工作液计量槽的液位，控制储罐中液位在1/3~1/2位置，以防发生液位过低串气或跑空等情况，消散工作液内的空气[2]。

3.2工作液流量偏大，分析指标异常
实践中一旦工作液流量偏大并且明显超出干燥塔的负荷时，流出干燥塔的工作液内会夹带一些碱液。

既往中控分析数据表明，氧化液、萃取液酸度等指标均会超过准许区间，据此可以判断出后处理工序存在着带碱现象。

主控DCS操作人员察觉到以上异常状况后，应尽早减少工作液流量或使少许工作液在干燥塔旁路走行，并适度降低系统总负荷。

现场生产人员要适度提高各个重要位置的排碱频次，密切观察带碱状况并将相关信息及时反馈给有关部门，和中心化验室工作人员加强连续，提高中控分析频次，利用多种方法科学判断系统带碱问题的发展趋势。

在解除干燥塔带碱现象以后，循序渐进增加系统总负荷等指标。

3.3萃余液内H
2O
2
含量超标
即经萃取塔顶部流出的萃余液内H
2O
2
含量超出标准要求，其会在干燥塔快速
分解生成气泡且掺杂着碱液，以致系统出现带碱问题，不利于其安全、稳定运行。

技术人员要及时整顿系统工况，可以把适量磷酸经氧化或氢化工序磷酸计量
槽的紧急加酸口位置补给系统，借此方式减少萃余液内H
2O
2
含量，生产现场安排
专人及时排碱以延缓带碱现象的发生过程[3]。

3.4干燥塔界面控制偏高
一旦出现这种情况时，便会减少了顶部分离空间，造成碱液与工作液无法充
分分离，工作液碱度增量和工艺要求之间形成较大出入，最后夹带出部分物料，
系统发生带碱这种不良状况。

最直接的方法是降低干燥塔界面高度，通常建议把现场液位调控在/3~1/2位置，如果系统带碱现象十分严重，可以尝试少量工作液在干燥塔旁路上走行。

3.5干燥塔中温度偏低
若干燥塔中温度过低，就会造成碱液粘稠度显著增加，此时其就很难和工作
液充分分离，以致出现工作液内掺杂部分碱液的情况。

处理方法：操作人员及时和中心化验人员取得联系，提高中控分析频率，合
理控制数据、强化干燥塔温度的稳定性，符合碱液浓度的设计要求。

3.6浓碱密度偏高
如果干燥塔中出现这种异常状况时，工作液于碱液的粘稠度将会同步提高，
两液相分离难度相应增加，最后导致系统局部带碱。

处置方法有：督导主控DCS现场操作人员仔细关注干燥塔液位变动情况，特
别是降低趋向，现场工人要做到及时排碱[4]。

后处理工序推进时，可以将质检合
格的碱液通过浓碱高位槽添加至系统内，利用这种方式排出更换干燥塔重密度偏
高的浓碱液，和工艺设计要求相吻合。

3.7加强技术改造
首先，将伴热盘管增设到浓碱高位槽中，有助于提升进入干燥塔的浓碱温度，尤其是在寒冷的冬天，以防塔中温度下降引发带碱情况。

其次，在碱沉降器内部
及干燥塔顶部，加入一些聚丙烯，这种填料具有良好的亲水性、疏油性，对水与碱液分离过程能形成良好的促进作用，能较有效的剔除工作液内的碱滴。

再者，把2块圆视镜增设至萃取塔塔顶，利用其将原有的玻璃板视镜取而代之，这主要是因为玻璃板视镜上析出工作液以后很难清洗，很难清楚的观察到塔顶界面，界面过高时容易带水，以致后处理工序带碱。

若能将圆视镜增设到塔顶，那么监测见面将会变得更加简单、便捷。

最后，将伴热增设到萃余液分离器底排污视镜位置，以防析出较多的工作液，黏附在视镜壁表面，增加相关人员观测排水过程的难度，甚至导致很多萃余液进到后处理工序，导致其带碱。

结束语：
在H
2O
2
工业生产中后处理是重要工序之一，虽然其是辅助工序，但若发生不
稳定状况，则便会打乱整个系统的运作过程，增加操作难度，滋生出各种危险事故。

故而，在生产实践中，要密切关注后处理工序执行情况，重点解决带碱问题，确保整个装置能安全、稳定运行，提升产品质量，降低生产成本。

参考文献：
[1]刘彬,连战,刘仲洋,等.碱法预处理玉米芯糖化发酵转化酒精工艺优化[J]. 中国酿造, 2019, 038(005):127-130.
[2]师杨蕾,蔡凡凡,宁志芳,等. 碱性过氧化氢预处理对醋渣厌氧消化性能的
影响[J]. 北京化工大学学报(自然科学版), 2020, 47(1):1-7.
[3]志勇彭.从过氧化氢与液氨反应中获得的几点启示[J].教学方法创新与实践, 2021, 3(16):128-129.
[4]曹一凡,朱利清,金贞福.木质素磺酸盐碱性过氧化氢降解及结构表征[J]. 东北林业大学学报, 2020,78(2):123-124.。