流化床与固定床生产过氧化氢的安全工艺技术

（杭州名鑫双氧水有限公司 浙江 311228）

蒽醌法生产过氧化氢是目前世界上最成熟的工艺，国内外厂家基本采用此办法生产。杭州名鑫双氧水有限公司有两套双氧水生产装置，总产能25万吨/年。一套年产12万吨固定床系统，一套13万吨流化床系统。

图1 反应方程式

图2 固定床工艺流程图

图3 流化床工艺流程图

生产原理：以2-乙基蒽醌为载体、钯为催化剂，由H2和O2通过加氢和氧化合成H2O2：分为氢化、氧化、萃取、净化、后处理五个工序。加氢过程中，在钯催化下，2-乙基蒽醌被H2还原为2-乙基氢蒽醌，氧化过程2-乙基氢蒽醌又被O2氧化生成原来的2-乙基蒽醌和H2O2。2-乙基蒽醌可循环使用。

1.工作液组份

固定床工作液由溶质2-乙基蒽醌（EAQ），溶剂磷酸三辛脂（TOP）、重芳烃组成工作液称TOP体系进行反应，重芳烃主要溶解蒽醌，磷酸三辛脂溶解氢蒽醌。

流化床工作液由溶质2-乙基蒽醌（EAQ），溶剂四丁基脲（TUB）、重芳烃组成工作液称TUB体系进行反应，重芳烃主要溶解蒽醌，四丁基脲溶解氢蒽醌。

2.氢化工序

固定床由二节或三节塔体组成整体串联运行，一次性装填0.3%pd/氧化铝载体球形或柱形的催化剂固定在塔内，触媒不用分离操作简单，但因催化剂钯含量不高，工作液容易偏流过度氢化造成触媒结块产生过多的不可再生降解物，氢效最多达7.5-8g/L。期间要根据氢化效率经常用蒸汽对触媒再生，造成过多的污水。

流化床采用整体塔运行采用3%pd/AL2O3粉状催化剂，钯含量高。运转时一次投入少，后期根据运行情况逐步添加。运转时用气带动物料和触媒，使触媒有效地均匀地分布在工作液中，氢化效率可达10-11g/L。流化床对过滤器的要求很高，采用2至3级滤芯为3-1μm的过滤器，要避免触媒带入后续系统造成安全事故。

3.氧化工序

固定床氧化系统采用三节塔组成整体串联运行，新鲜空气分别进入下塔和中塔然后汇聚到上塔进入尾气处理系统，氢化液从上塔到中塔到下塔进入到萃取塔，要控制上、中、下塔的气液分离器的液位防止气相失衡造成跑料事故。此氧化塔反应氧化收率在93%左右。

流化床氧化系统采用整体单塔，逆流筛板运行，新鲜空气从底部进上部出然后进入尾气吸附系统，氢化液从塔上部进底部出进入萃取塔，由于是单塔底部出料不会造成氧化塔走空和气相失衡等情况，确保了本质安全。此氧化塔反应氧化收率在97%左右。

4.萃取工序

固定床与流化床的萃取工艺一样，从氧化塔出来的氧化液进入萃取塔底部，纯水从萃取塔顶部进入，萃取塔内有数层筛板，二者根据密度不同逆流接处，氧化液经过筛板被分成无数的小珠，经过连续水相后在塔顶聚集，氧化液逐步往上流里面含的双氧水浓度越低。纯水与氧化液充分接触后通过每层筛板的降液管至萃取塔底部，纯水越往下走含的双氧水浓度越高。

5.净化工序

固定床净化从萃取塔出来的双氧水进入净化塔经过溶剂清洗分离后进入到成品贮罐。

流化床净化从萃取塔出来的双氧水进入净化塔经溶剂清洗后到双氧水沉降槽进行二次溶剂清洗分离，分离后的双氧水经气提后进入到成品贮罐。

6.后处理工序

固定床后处理系统因萃取后的工作液带有少量的双氧水需要通过碳酸钾进行中和反应，中和后工作液偏碱就需要通过碱分，碱沉，白土床、蒸碱器等设备操作后进入氢化系统（处理前萃余0.13g/L，处理后萃余0.06g/L），操作中要控制工作液的碱度确保生产安全。

流化床后处理系统把萃取后的工作液直接进入高效聚集器进行分离，然后进入真空脱水后到氢化系统（处理前萃余：0.09g/L，处理后萃余：0.04g/L），整个生产装置处于弱酸性的状态下，因此设备、辅料与流程大大简化而且更加安全。

7.溶剂循环

固定床无溶剂循环系统，触媒、氧化铝更换会带走大量的蒽醌，氧化铝投入使用前也会带入大量的粉尘到生产系统中。

流化床采用溶剂循环系统，对粗双氧水进行溶剂循环处理大大提高了产品质量，对氢化白土床更换前、投入前都采用溶剂循环有效了减少蒽醌的消耗及氧铝粉尘的带入。

8.流化床的优点

（1）工艺安全，全过程弱酸性条件下生产，保证了反应本质安全。

（2）投资少，无论是设备及原材料相对于固定床设备投资减少25%，工作液投资减少30%。

（3）节能降耗明显，以同等的产能固定床来对比电力可以减少15%，白土减少65%。

（4）生产效率高，以固定床对比氢化效率在7.5g/L-8g/L，流化床氢化效率可达11g/L，同等条件下流化床可多35%的产能。

（5）产品质量更优，远远高于国家标准，可做为电子极原料。产品指标见（表1）。

表1