流化床與固定床生產過氧化氫的安全工藝技術

（杭州名鑫雙氧水有限公司 浙江 311228）

蒽醌法生產過氧化氫是目前世界上最成熟的工藝，國內外廠家基本采用此辦法生產。杭州名鑫雙氧水有限公司有兩套雙氧水生產裝置，總產能25萬噸/年。一套年產12萬噸固定床系統，一套13萬噸流化床系統。

圖1 反應方程式

圖2 固定床工藝流程圖

圖3 流化床工藝流程圖

生產原理：以2-乙基蒽醌為載體、鈀為催化劑，由H2和O2通過加氫和氧化合成H2O2：分為氫化、氧化、萃取、凈化、后處理五個工序。加氫過程中，在鈀催化下，2-乙基蒽醌被H2還原為2-乙基氫蒽醌，氧化過程2-乙基氫蒽醌又被O2氧化生成原來的2-乙基蒽醌和H2O2。2-乙基蒽醌可循環使用。

1.工作液組份

固定床工作液由溶質2-乙基蒽醌（EAQ），溶劑磷酸三辛脂（TOP）、重芳烴組成工作液稱TOP體系進行反應，重芳烴主要溶解蒽醌，磷酸三辛脂溶解氫蒽醌。

流化床工作液由溶質2-乙基蒽醌（EAQ），溶劑四丁基脲（TUB）、重芳烴組成工作液稱TUB體系進行反應，重芳烴主要溶解蒽醌，四丁基脲溶解氫蒽醌。

2.氫化工序

固定床由二節或三節塔體組成整體串聯運行，一次性裝填0.3%pd/氧化鋁載體球形或柱形的催化劑固定在塔內，觸媒不用分離操作簡單，但因催化劑鈀含量不高，工作液容易偏流過度氫化造成觸媒結塊產生過多的不可再生降解物，氫效最多達7.5-8g/L。期間要根據氫化效率經常用蒸汽對觸媒再生，造成過多的污水。

流化床采用整體塔運行采用3%pd/AL2O3粉狀催化劑，鈀含量高。運轉時一次投入少，后期根據運行情況逐步添加。運轉時用氣帶動物料和觸媒，使觸媒有效地均勻地分布在工作液中，氫化效率可達10-11g/L。流化床對過濾器的要求很高，采用2至3級濾芯為3-1μm的過濾器，要避免觸媒帶入后續系統造成安全事故。

3.氧化工序

固定床氧化系統采用三節塔組成整體串聯運行，新鮮空氣分別進入下塔和中塔然后匯聚到上塔進入尾氣處理系統，氫化液從上塔到中塔到下塔進入到萃取塔，要控制上、中、下塔的氣液分離器的液位防止氣相失衡造成跑料事故。此氧化塔反應氧化收率在93%左右。

流化床氧化系統采用整體單塔，逆流篩板運行，新鮮空氣從底部進上部出然后進入尾氣吸附系統，氫化液從塔上部進底部出進入萃取塔，由于是單塔底部出料不會造成氧化塔走空和氣相失衡等情況，確保了本質安全。此氧化塔反應氧化收率在97%左右。

4.萃取工序

固定床與流化床的萃取工藝一樣，從氧化塔出來的氧化液進入萃取塔底部，純水從萃取塔頂部進入，萃取塔內有數層篩板，二者根據密度不同逆流接處，氧化液經過篩板被分成無數的小珠，經過連續水相后在塔頂聚集，氧化液逐步往上流里面含的雙氧水濃度越低。純水與氧化液充分接觸后通過每層篩板的降液管至萃取塔底部，純水越往下走含的雙氧水濃度越高。

5.凈化工序

固定床凈化從萃取塔出來的雙氧水進入凈化塔經過溶劑清洗分離后進入到成品貯罐。

流化床凈化從萃取塔出來的雙氧水進入凈化塔經溶劑清洗后到雙氧水沉降槽進行二次溶劑清洗分離，分離后的雙氧水經氣提后進入到成品貯罐。

6.后處理工序

固定床后處理系統因萃取后的工作液帶有少量的雙氧水需要通過碳酸鉀進行中和反應，中和后工作液偏堿就需要通過堿分，堿沉，白土床、蒸堿器等設備操作后進入氫化系統（處理前萃余0.13g/L，處理后萃余0.06g/L），操作中要控制工作液的堿度確保生產安全。

流化床后處理系統把萃取后的工作液直接進入高效聚集器進行分離，然后進入真空脫水后到氫化系統（處理前萃余：0.09g/L，處理后萃余：0.04g/L），整個生產裝置處于弱酸性的狀態下，因此設備、輔料與流程大大簡化而且更加安全。

7.溶劑循環

固定床無溶劑循環系統，觸媒、氧化鋁更換會帶走大量的蒽醌，氧化鋁投入使用前也會帶入大量的粉塵到生產系統中。

流化床采用溶劑循環系統，對粗雙氧水進行溶劑循環處理大大提高了產品質量，對氫化白土床更換前、投入前都采用溶劑循環有效了減少蒽醌的消耗及氧鋁粉塵的帶入。

8.流化床的優點

（1）工藝安全，全過程弱酸性條件下生產，保證了反應本質安全。

（2）投資少，無論是設備及原材料相對于固定床設備投資減少25%，工作液投資減少30%。

（3）節能降耗明顯，以同等的產能固定床來對比電力可以減少15%，白土減少65%。

（4）生產效率高，以固定床對比氫化效率在7.5g/L-8g/L，流化床氫化效率可達11g/L，同等條件下流化床可多35%的產能。

（5）產品質量更優，遠遠高于國家標準，可做為電子極原料。產品指標見（表1）。

表1