4万吨双氧水操作规程

山东桓台博汇烧碱工程40000吨/年27.5%过氧化氢装置工艺操作规程上海兴鹏化工工程科技有限公司二零零六年二月1目录第一章：概述…………………………………………………………………………1第二章：产品及主要原料规格………………………………………………………3一、产品规格………………………………………………………………3二、主要原材料规格………………………………………………………41．重芳烃…………………………………………………………………42．2-乙基蒽醌……………………………………………………………43．磷酸三辛酯……………………………………………………………44．触媒……………………………………………………………………55．活性氧化铝……………………………………………………………56．氢气……………………………………………………………………57．氮气……………………………………………………………………68．磷酸……………………………………………………………………69．硝酸铵…………………………………………………………………610．纯水……………………………………………………………………611．空气……………………………………………………………………612．碳酸钾…………………………………………………………………6第三章：工艺原理及化学反应………………………………………………………8一、工艺原理………………………………………………………………8二、化学反应………………………………………………………………8第四章：主要工艺流程叙述…………………………………………………………10一、氢化工序………………………………………………………………10二、氧化工序………………………………………………………………10三、萃取净化工序…………………………………………………………11四、后处理及工作液制备工序……………………………………………122第五章：水试车………………………………………………………………………14一、试车前准备……………………………………………………………14二、水试车…………………………………………………………………15三、设备和系统排水及干燥………………………………………………15第六章：主要工艺操作法……………………………………………………………16第一节、岗位职责…………………………………………………………16第二节、管辖范围…………………………………………………………16第三节、正常工艺指标……………………………………………………17第四节、工艺操作…………………………………………………………20第五节、异常情况处理……………………………………………………38第六节、主要设备、调节系统……………………………………………43一、主要设备结构及性能…………………………………………………43二、主工艺调节系统一览表………………………………………………52第七章：辅助工艺操作方法…………………………………………………………54一、重芳烃的蒸馏…………………………………………………………541．主要设备结构及性能…………………………………………………542．操作方法………………………………………………………………553．注意事项………………………………………………………………554．废芳烃有蒸馏…………………………………………………………56二、工作液的配制…………………………………………………………561．主要设备结构及性能…………………………………………………562．操作方法………………………………………………………………573．注意事项………………………………………………………………57三、碳酸钾溶液的配制与稀碳酸钾溶液的浓缩…………………………581．主要设备结构及性能…………………………………………………582．操作方法………………………………………………………………593附表ｌ．过氧化氢水溶液的沸点及蒸发潜热…………………………………60附表Ⅱ．过氧化氢水溶液浓度换算表…………………………………………61附表Ⅲ．过氧化氢水溶液的密度………………………………………………64附表Ⅳ．碳酸钾在水中的溶解度………………………………………………66附表Ⅴ．碳酸钾水溶液的密度…………………………………………………67第一章概述本规程是蒽醌法制浓度为27.5%过氧化氢（H2O2）的工艺操作规程。该工段是过氧化氢工厂生产的重要部分，工段运行的好坏直接关系到产品质量、产量、单耗及过程的安全性等，因此管理人员及操作人员，都必须熟悉其原理及工艺过程，操作人员则应熟悉掌握操作方法及异常现象的防止及处理等。本规程介绍了主要原材料的规格，生产工艺原理及工艺流程，主工艺及辅助工艺操作方法，各工序主要设备的材质及结构，各种填料、辅料的装填，各工序的开、停车操作方法及步骤，各工序的主要工艺参数和操作控制条件及控制方法，各工序可能产生的异常现象及处理方法等。本规程作为工厂试车、生产的主要技术文件。纯净的过氧化氢为无色透明液体，可与水以任何比例混溶。过氧化氢水溶液的粘度、凝固点、蒸汽压、沸点、蒸发潜热、浓度换算关系及密度分别列于附表中。纯净的过氧化氢，于任何浓度下都很稳定，如浓度为90%的过氧化氢溶液，50℃时，分解速度为0.0010%。但与重金属及其盐类、灰尘、碱性物质接触，受光（特别当波长为3200～800°A）照、受热时，可加速分解，并放出大量的热。粗糙的表面与过氧化氢接触亦可能加速其分解。分解反应如下：H2O2—→H2O+1/2O2+97.8kj/mol分解反应速度与温度、PH值及杂质含量有密切关系，随温度、PH值及其杂质含量的增加，分解反应速度亦增加。生产、贮运及使用中应充分考虑上述因素，杜绝不安全事故的发生。过氧化氢是一种强氧化剂，但遇更强的氧化剂如高锰酸钾或氯气时，呈还原性。它的化学性质活泼，可参与分解、加成、取代、还原及环氧化等反应。过氧化氢有较弱的二元酸性质，与某些碱反应可生成盐。过氧化氢的主要用途如下：纺织品、针织品、纸浆的漂白2草、藤、竹、木制品的漂白三废（特别是废水）处理有机及高分子合成（用作氧化剂、催化剂、引发剂、环氧化剂、交联剂等）有机及无机过氧化物（如过乙酸、过氧化苯甲酰、过氧化甲乙酮、过碳酸钠、过硼酸钠、过氧化钙、过氧化硫脲等）电镀液的净化食品工业中用于消毒、防腐、保鲜电子工业中用作表面处理剂医疗、医药行业中用于消毒高浓度过氧化氢可用于火箭推进剂其它如建材行业用作发泡剂；水处理行业用于杀菌、灭藻；化妆品行业中用作毛发漂白剂和染发剂。3第二章产品及主要原材料规格一、产品规格：采用本工艺方法制得的过氧化氢，应符合GB1616-2003的标准。其主要技术指标如下：1．外观：无色透明液体2．技术指标应符合下表要求：项目指标27.5%30%35%50%70%优等品合格品过氧化氢的质量分数（%）27.527.530.035.050.070.0游离酸（以H2SO4计）的质量分数（%）0.0400.0500.0400.0400.0400.050不挥发物的质量分数（%）0.080.100.080.080.080.12稳定度（%）97.090.097.097.097.097.0总炭（以C计）的质量分数（%）0.0300.0400.0250.0250.0350.050硝酸盐（以NO3计）的质量分数（%）0.0200.0200.0200.0200.0250.030注：不挥发物、硝酸盐为非强制性要求，其它项目为强制性要求。3．过氧化氢含量指标为出厂时的保证值，于符合标准要求的条件下贮存及运输，六个月内过氧化氢含量的降低率为：优等品一等品合格品4%5%8%4二、主要原材料规格1．重芳烃来自石油工业铂重整装置，主要为C9馏份，即三甲苯异构体，另外还含有少量的二甲苯、四甲苯、萘及胶质物。（1）外观：无色或微黄色透明液体（2）密度：0.87～0.89（20℃）g/ml（3）沸程：150～190℃（150℃前馏份≤5%）（常压）（4）芳烃含量：≥98%（磺化法测定）（5）总硫含量：≤5ppm（6）与水分层时间：≤30s注：随产地不同，重芳烃中异构体含量可能有所不同，故允许重芳烃的密度和沸程稍有差异。2．2-乙基蒽醌（EAQ）（1）外观：淡黄或亮黄色鳞片状结晶（2）初熔点：≥107℃（3）苯不溶物：≤0.10%（4）EAQ含量：≥99%（5）蒽醌含量：≤0.8%（6）其它烷基蒽醌：≤1.5%3．磷酸三辛酯（TOP）（1）外观：无色透明液体（2）纯度：≥99%（3）密度：0.921±0.003g/ml（20℃）（4）折光率：1.441±0.001（20℃）（5）粘度：≤14厘泊（20℃）（6）与水的界面张力（20℃）：≥18dyne/cm5（7）酸值：≤0.15mgKOH/g（8）还原性硫（w/w）：≤2ppm4．钯触媒（1）外观：条形（Ф3L=5～10mm）或球形（Ф3～4mm）（2）堆密度(g/ml)：0.55±0.05（3）抗压碎力(N/cm)：≥40（4）钯含量(Pd)%：0.3±0.02（5）活性kg(H2O2100%)/kg触媒·天：≥3.65．活性氧化铝：（1）外观：白色球形颗粒，Ф3～5mm。（2）晶型：γ（主晶型）（3）堆密度：0.6～0.8g/ml（4）孔容(ml/g)：≥0.45（5）比表面：≥200m2/g（6）氧化钠含量：0.3～0.5%（7）抗压强度：≥70N/P（8）吸湿率：≥60%（9）再生能力：≥10g/l（10）在水、碱及工作液中长期浸泡不软、不碎、不粉化。6．氢气（1）纯度：≥99%（体积）（2）甲烷含量：≤2.0%（3）氧含量：≤0.4%（4）一氧化碳：≤2ppm（5）二氧化碳：≤10ppm（6）总硫量：≤0.1ppm6（7）汞：≤0.1ppm（8）露点：低于当地最低气温7．氮气（1）纯度：≥98%（2）氧含量：≤2%（3）露点：低于当地最低气温（4）不含铁锈、灰尘、二氧化硫、一氧化碳、氯等有害气体8．磷酸：产品质量执行标准GB1282-77，化学纯试剂（1）纯度：1.698g/ml（2）含量：≤85%（3）铁含量：≤0.01%（4）重金属含量：≤0.001%9．硝酸铵：产品质量执行标准GB659-93，化学纯试剂。（1）硝酸铵含量：≥98.0%（2）水中不溶物：≤0.01%（3）铁含量：≤0.001%10．纯水（1）要求不含钙、镁、氯及重金属离子。（2）电导率：≤1μS/cm（1×10-6/Ωcm）（3）外观：无色透明、无悬浮物（4）氯根：AgNO3溶液不显浑浊11．空气（1）不含铁锈、灰尘、一氧化碳、二氧化硫、氯等有害气体。（2）露点：低于当地最低气温12．碳酸钾：产品质量执行标准GB1587-92Ⅰ型工业一级（1）外观：白色粉末，不应含有颗粒状机械杂质，溶解时，溶液允许有轻微浑浊。7（2）碳酸钾含量：≥99%（3）水不溶物：≤0.03%（4）氯酸钾：≤0.03%（5）氯化钾：≤0.01%（6）硫化物：≤0.005%（7）铁含量：≤0.001%8第三章工艺原理及化学反应一、工艺原理本方法制取过氧化氢是以2-乙基蒽醌（EAQ）为载体，重芳烃（AR）及磷酸三辛酯（TOP）为混合溶剂，配制成具有一定组成的溶液（以下简称工作液）。将该溶液与氢气一起通入一装有钯触煤的氢化塔内，于一定压力和温度下进行氢化反应，得到相应的氢蒽醌（HEAQ）溶液（以下称氢化液）。该溶液再被空气中的氧氧化，溶液中的氢蒽醌恢复成原来的蒽醌，同时生成过氧化氢。利用过氧化氢在水和工作液中的溶解度的不同及工作液与水的密度差，用纯水萃取含有过氧化氢的工作液（以下简称氧化液），得到过氧化氢的水溶液（俗称双氧水）。过氧化氢的水溶液经重芳烃净化处理及空气吹除，即可得到浓度为27.5%的过氧化氢产品。经水萃取后的工作液（以下称萃余液），经过沉降除水，并通过碳酸钾溶液中和其酸性及活性氧化铝处理后再回到氢化工序，继续循环使用。在循环运转过程中，部分2