雙氧水產品質量優化

張翔

摘 要：通過綜述，系統歸納了影響雙氧水產品質量的因素，并分析了產生的原因，提出了控制的方法與指標。

關鍵詞：雙氧水產品;質量指標;控制方法

雙氧水是一種重要的無機化工產品，廣泛應用于化工、紡織、造紙、軍工、電子、醫藥、環境保護等行業[1]。近年來隨著雙氧水氧化新工藝（一是雙氧水直接氧化丙烯生產環氧丙烷[2]，另一個是采用雙氧水對環己酮氨肟化制環己酮肟生產己內酰胺[3]）的開發成功，既拉動了雙氧水的市場需求，也對雙氧水產品質量要求越來越高。

我裝置為年產15萬t50%雙氧水裝置，能生產27.5%

和50%兩種濃度的雙氧水，27.5%濃度的僅在開工初期未開濃縮系統時會產生一些，正常情況下一般都產50%濃度的。而此濃度的雙氧水主要供環氧丙烷裝置做環氧化反應的反應劑。這兩種濃度其內控指標與國家標準的要求如下表：

由上表我們可知，目前影響雙氧水產品質量指標有：1、濃度，2、游離酸，3、不揮發物，4、穩定度、5、總碳，6、硝酸鹽。下面我們將依次進行分析。

1 濃度

濃度的高低主要取決于濃縮系統的出水濃度，濃縮出水濃度我裝置要求盡量控制50%-51%。那么如何控制好出水濃度呢，我們主要從以下幾點進行操作控制。

①溫度。當濃縮系統穩定時，降膜蒸發器底部溫度控制57.8℃-58.2℃，能確保出水濃度。當系統的溫度低時，及時開大蒸汽，反之，當溫度高，及時關小蒸汽;②壓力，目前壓力一般控制在7.5-9.5kPa（絕壓），當壓力偏低時，對提高濃度有利，但對真空泵要求較高。當壓力偏高時，濃縮出水濃度達不到要求，且存在雙氧水分解的風險;③萃取水量，萃取水一般控制在0.8-3m3/h 以保證出水濃度能控制在指標范圍內;④稀品濃度和稀品進料量的大小。進料量取決于前面系統中的氧效、萃余和出水濃度。進料量偏大，即負荷過高，則產品濃度偏低。進料量偏小，則產能低。目前濃縮出水量基本能控制在14t/h以上。此外，稀品濃度高，有利于提高產品濃度，降低濃縮負荷，反之亦然。稀品出水濃度一般控制在28-33%，萃余小于0.2g/L。

2 游離酸

游離酸取決于系統的加酸量。目前系統共有兩個加酸的地方：

①氫化液泵入口處。流量一般控制在35-45L/h，其目的是控制氧化后酸為2-10mgH3PO4/L;②純水罐配水時加的酸。目標是控制萃取液酸度為0.1-0.5gH3PO4/L。

一定的酸度能保證雙氧水的穩定，但若含量過多，會使產品中游離酸含量和不揮發物含量增加，還會對環氧化反應器的運行造成一定的影響。所以我裝置的控制思路是在保證雙氧水不分解的情況下盡可能的減少加酸量。目前我裝置的游離酸量能穩定的控制在0.03%以下。

3 不揮發物

不揮發物主要分為兩種：

其一：無機物。主要與生產原料，工藝過程有關，可能來源有：①舊工作液的洗滌、再生過程;②系統加入的磷酸、穩定劑;③原料帶入;④其他來源，也可能主要來自純水，化學純試劑及不銹鋼設備微量腐蝕等方面。

其二：有機物?？赡軄碓从校汗ぷ饕簹浠蛘哐趸倪^程中產生的羥基、羧酸酯基的芳烴化合物。并在萃取塔中的洗滌下將其帶入了產品中去。

目前我裝置的處理措施為：①嚴格按工藝指標來控制氫化和氧化的反應條件;②洗滌工作液。每天固定從系統抽出部分工作液進行洗滌，洗完工作液后又將其重新打入系統。目前在裝置穩定運行的情況下，不揮發物的濃度基本可以控制在0.06%左右。

4 穩定度

影響雙氧水的分解因素很多，例如：pH、重金屬離子，活性塵埃以及溫度，光線，貯存容器的內表面粗糙度都會加速分解[4]。主要控制手段有：①凈化生產系統。投用裝置前先進行酸洗鈍化，后水聯運試運，以提高生產設備、管道、閥門內表面的潔凈度，并選用合適的材質，嚴格設計及施工規范等;②控制罐區溫度小于30℃，若超過，則啟動雙泵通過換熱器打循環降溫;③控制適宜的pH值，pH值3.5-4.5時雙氧水的穩定度最高;④采用添加化學穩定劑，利用添加的化學絡合劑，抑制重金屬離子對雙氧水的催化分解反應，通常投加無機聚磷酸鹽或有機膦酸鹽作為穩定劑。我裝置的穩定劑是HEDP（羥基乙叉二膦酸），一般加入量為0.02-0.04%。可使雙氧水的穩定度達到98%以上。

5 總碳

因雙氧水的生產過程中使用了大量的有機物質，例如二乙基蒽醌、重芳烴等等。因此，在產品中也會帶入相當部分的含碳雜質。而這些碳雜質若存在在雙氧水當中會被帶入環氧丙烷裝置內對環氧丙烷的生產造成較大的影響。所以必須將總碳控制在一定的范圍內。因純化系統存在較大的安全風險，所以我裝置純化系統未投入使用。只能通過凈化塔進行芳烴置換來減少總碳，目前每周二、四、六置換凈化塔內的芳烴，凈化塔界位控制50%-80%，從而也能有效的控制雙氧水中的總碳含量。我裝置的總碳含量基本控制在0.02%以下。

6 硝酸鹽

硝酸鹽是硝酸衍生的化合物的統稱，主要為金屬離子或銨根離子與硝酸根離子組成的鹽類。一般在生產中帶入產品。主要來源有：①設備、管道鈍化后的殘留物;②磷酸溶液中帶入的，作緩蝕劑用。

這些硝酸鹽在初次開工時比較多，目前因我裝置已多次開工，相對的儲存在系統內的雜質也很少。且生產中磷酸加入量較少，我裝置產品中的硝酸鹽含量可忽略不計。

從以上幾點的分析我們可以看出，若要將雙氧水產品質量優化，必須嚴格的控制上述六點產品中雜質的含量，在保證雙氧水產品安全穩定的前提下盡量降低這些雜質的含量，從而能進一步使得產品質量得到優化。

參考文獻：

[1]胡長誠.雙氧水生產工藝技術[J].黎明化工，1989（4）：1-6.

[2]張健，謝妤，牛志蒙.環氧丙烷生產技術及市場綜述[J].化工科技，2010，18（3）：75-79.

[3]曉銘.我國己內酰胺生產技術進展及市場分析[J].精細化工原料及中間體，2012（2）：31-34.

[4]張國臣.過氧化氫生產技術[M].北京：化學工業出版社，2012（1）：72-73.