蒽醌法双氧水生产中的安全性分析与防范措施

蒽醌双氧水生产中的安全性分析与防范措施卜冰
摘要:本文从双氧水的基本性质、蒽醌法生产双氧水的基本理论入手,重点对蒽醌法双氧水的主要危害和安全防范措施进行分析,以期对蒽醌法双氧水生产中的安全性防范提供借鉴作用。
关键词:蒽醌法;双氧水;生产;安全性;防范措施
1 引言
本文根据蒽醌法生产双氧水的危害,通过强调生产过程中的主要安全控制要点,通过科学、合理的工艺措施和严格的管理,有效地控制加氢塔的氧含量、氧化塔的酸碱度,确保生产过程中的安全运行,进而为促进生产系统的长期稳定运行奠定良好基础。
2原理及过程
蒽醌法生产过氧化氢,主要是通过氢气将醌类化合物还原,再将其氧化为醌,从而制备出不同浓度的双氧水。采用2-乙基蒽醌(EAQ)为载体,以重芳烃(AR)、磷酸三辛酯(TOP)
、2-甲基环己基醋酸(2-MTA)为工作液,在一定的压力、温度下,将工作液与氢经过钯触媒床层进行加氢,获得氢蒽醌(HEAQ)溶液。将氢蒽醌溶液氧化为双氧水,使氢蒽醌还原为最初的蒽醌。以纯水为原料,从工作液中提取过氧化氢,获得理想的水溶液。氢化反应、氧化反应如图1、图2。
图1氢化反应
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图2氧化反应
3 蒽醌法双氧水生产安全性分析
3.1 原料与产品的安全性分析
在蒽醌法生产双氧水时,原料氢气、双氧水、工作液等均为易燃、易爆的物质。特别是双氧水,它的氧化反应很容易引起火灾和爆炸,危害系数很大。双氧水是一种很强的氧化剂,它可以与可燃性物质发生反应,产生大量的热量和O2,从而引发火灾。1m335℃的双氧水在分解的时候可以释放出132m3的氧,从而使其产生大量的热量,并且也有利于加快反应的速度。在20~100℃的条件下,其降解速度随10℃的升高而增大2.2。一旦超过100℃就会发生剧烈的分解,甚至有可能发生爆炸问题。氢气是一种闪点在-50℃以下,在4-75℃范围内的可燃气体,其具有较高的爆炸性和易燃性,其也是国家重点监控的危险化学品。工作液中含有大量的三甲苯,三甲苯是一种易燃的乙类液体,在遇到火源时就会爆炸。
3.2 生产工艺过程安全性分析
部分工艺存在较大的危险性,例如:反应材料有易燃危险;加氢和氧化是一种放热的反应,如果不能将反应热量排出或温度控制不当,很容易发生爆炸和着火问题;氢气和其它杂质在加氢过程中不能充分反应,容易引起燃烧或爆炸。氧化后产生的过氧化氢,极易与
暴强回复
有机物反应,或因杂质的催化作用而引起爆炸;另外,2-乙基蒽醌在工作液中经催化加氢后,在酸性环境下会产生一些副反应,并在氧化过程中产生双氧水。由于在碱环境下,过氧化氢的分解速度会加快,因此,为了维持蒽醌的活性寿命和过氧化氢的稳定性,氢化工艺需要维持弱碱,氧化工艺需要维持酸性,而在后处理工艺中,为了有效分解含有的过氧化氢,则需要维持碱性。若操作不当,会造成酸、碱混合,导致爆炸问题出现。综上可见,双氧水生产的主要危险是火灾爆炸。
4 蒽醌法双氧水生产中安全防范措施
4.1 设计方面
在严格遵守有关标准和规范的同时,也要根据操作不当的情况,尽量避免出现重大的意外。在生产区对应的地方安装易燃易爆气体浓度报警器,在DCS中安装易燃气体报警器,一旦超过限值,就会发出声光报警,以通知操作人员及时处置和撤离;在诸如氢气缓冲罐、氢化塔、氧化塔等可能的超压点上设有安全阀;在二氧化水贮罐中设置充分的放空管;在易燃性气体排放管道上安装有灭火器,在氢气排放管道上安装有氮气防护装置;在防回流的位置设有单向阀;对易燃、易爆介质的设备和管线进行有效的静电接地防护;机
械和电气设备都采用相应的防爆等级隔离装置;在DCS内,所有的机泵都设有紧闭按键;在事故发生时,可以将氧化塔和萃取塔的材料迅速的排入应急水池。为了防止氧化溶液中的碱性,在氧化塔进液管上设置pH值在线监测警报。
4.2 安装方面
双氧水是一种极强的氧化剂,一旦与重金属、杂质接触,就会产生剧烈的反应,从而导致爆炸问题的出现。所以,在安装的时候一定要注意不要把螺钉和其他碳钢材料掉落到管道里,以免在驾驶时发生意外。直接接触过氧化氢的设备和管路需要选用S32168型,为了防止氧化反应,还需要对其内部进行酸洗和钝化。
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沈阳工程学院学报4.3 生产环节方面
(1)氧化氢气的分解是造成燃烧和爆炸的重要原因。在氧化、萃取、运输中,要注意密封、隔离、防止与碱性、重金属等接触,并对生产设备进行清洗。(2)对萃余液中H2O2的质量浓度进行严格的控制,在生产27.5%的双氧水时,应将H2O2的质量浓度控制在0.2g/L以内;当使用35%的双氧水时,不要大于0.3g/L。加氢过程中,要有效地控制工作液的碱度,
不能大于0.005g/L;在氧化过程中,工作液体的酸性要大于0.002g/L。(3)要严格防止杂质的污染,有质量问题的双氧水不能再回到系统中进行纯化;从大储罐中排出的过氧化氢,若未用尽,不得再放入槽内;输送到系统中的工作液体需要是没有杂质的,并且要定期排除分解产物。
结束语
大量实践证明,目前已比较成熟的蒽醌法生产双氧水。通过对此工艺的危险性和安全控制措施的分析与研究,可以显著地改善生产过程中的安全系数,保证双氧水的正常、安全运行,从而为企业创造更多的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]国内首个浆态床蒽醌法双氧水成套生产技术通过鉴定[J].石油炼制与化工,2020,51(03):12.
[2]迟志奎,赵晨悦.蒽醌法生产双氧水的安全设施设计[J].山东化工,2018,47(17):142-143..

本文发布于:2024-09-25 10:27:43,感谢您对本站的认可!

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