王彬
兖矿鲁南化工有限公司 山东滕州 277527
摘要：随着近几年己内酰胺行业的快速发展，双氧水的规模和产品质量得到大幅提升。双氧水主要采用蒽醌法进行生产，溶剂主要为重芳烃、磷酸三辛酯、四丁基脲或2-甲基-环己基醋酸酯等。因此双氧水经萃取净化后产品中会含有一定量的含碳有机物（以TOC计），为满足下游己内酰胺客户对产品质量的要求，需要对双氧水产品进行纯化以降低TOC含量。
关键词：双氧水；纯化工艺；比较；选择
1双氧水的性质?
1.1物理性质?
纯双氧水是一种液体，呈淡蓝色，并且液体比较粘稠。纯双氧水的熔点为-43℃，纯双氧水的沸点为150.2℃。当纯双氧水处于0℃的时候，其密度约为1.5kg/m3。就价电常数而言，纯双氧水与水类似。需要注意的是，双氧水与水不一样，前者的水溶液是一种极性溶剂，可以与水任意比例混合，虽然两者都是氢键缔合，但是前者氢键缔合更强一些。?
1.2化学性质?
双氧水分子式是H2O2，分子量为34.016。当双氧水在一定温度、PH条件下的时候，双氧水可以发生分解，其分解后大量放热。在通常情况下，纯净的双氧水稳定性较强，但是当其浓度高于65%的时候，一旦与有机物发生接触，就极可能发生爆炸。所以，可以利用这个化学性质，把高浓度双氧水应用到火箭燃料的生产中去。由于双氧水在光照和较高的温度会发生分解，所以通常使用棕色瓶来装双氧水，且一般使用的是玻璃容器，这一点需要特别注意。?
2手动控制工艺
2.1工艺过程
来自萃取工序的双氧水贮存于稀品槽内，由泵送至稀品冷却器降温后，进入吸附塔底部，自下而上流经塔内吸附树脂层，进行一级吸附，初步去除其中的有机杂质。双氧水自塔顶部流出至纯化液中间槽，由纯化液中间泵送至另一个吸附塔，自下而上流经塔内吸附树脂层，进行二级吸附。二级吸附后的双氧水自吸附塔顶流出，经纯化液过滤器滤除其中的机械杂质后流至纯化液槽，再由纯化液泵送到产品罐区贮存。树脂系统设计共9台树脂塔，3台树脂塔为1组，单组内2台串连运行，1台再生备用。任意1台吸附塔均可作为一级吸附或作为二级吸附或备用。塔顶、塔底设置转接板或转接分配器，用以连接塔内物料进出管线。这样即可以实现每台吸附塔作用的任意转换，又可保证吸附塔流经一种物料时，其余物料管线与吸附塔完全断开，避免危险物料接触的可能，保证生产安全。取样分析吸附塔流出纯化液的TOC含量，当吸附剂的吸附能力明显下降后，切换吸附塔，并对原吸附塔进行再生处理。再生剂选用甲醇。使用过的再生剂（甲醇）经甲醇回收系统精馏提纯，以重复使用。
2.2工艺流程
2.2.1吸附
粗品双氧水经泵自下而上进入A1塔，出料进入中间缓冲罐，中间缓冲罐料液通过二级吸附泵自下而上进入A2塔，出料进入合格液缓冲罐。当A2塔出口TOC超标后，将A1塔切出，A2塔作为一级吸附，A3塔作为二级吸附，依次类推。
2.2.2再生
1）水洗双氧水：当A1塔吸附饱和之后，树脂塔内为粗品双氧水，需要用纯水将塔内粗品双氧水冲洗干净。2）甲醇再生1：当树脂塔内双氧水用纯水置换干净之后，开始进甲醇对树脂进行浸泡再生一次，甲醇浸泡24h，解析部分吸附在树脂上的有机碳。3）甲醇再生2：一次浸泡结束后采用新甲醇反向将树脂塔内第1次进入的甲醇置换出来，将置换出的含碳甲醇送入废甲醇罐；采用新甲醇再次浸泡18h，继续解析吸附在树脂上的有机碳。4）甲醇再生3：二次浸泡结束后采用新甲醇再次反向进入树脂塔将树脂塔内第2次进入的甲醇置换出来，置换出的甲醇送入废甲醇罐；采用新甲醇再次浸泡16h。恢复树脂性能。5）水洗甲醇：当树脂用甲醇3次浸泡再生结束之后，需要用纯水将树脂内的甲醇冲洗干净，之后才能进行下周期吸附。高浓甲醇进入废甲醇罐，低浓甲醇进入生化池。整个吸附再生的流程切换采用手动操作模式进行。
2.2.3甲醇精馏
再生后的甲醇进行精馏，去除杂质，重复利用。
3自动控制工艺
3.1工艺过程
来自萃取工序的过氧化氢经稀品冷却器降温后，进入吸附塔底部，自下而上流经塔内吸附树脂层。采用1级吸附，吸附后的过氧化氢自吸附塔顶流出，经纯化液过滤器滤除其中的机械杂质后流至纯化液槽，再由纯化液泵送到产品罐区贮存。采用程控阀自动控制，降低了再生处理的人员劳动强度；同时为安全考虑，每一步的控制采用3阀组，管线物料切断时，主管双阀关闭，两阀之间的导淋阀打开，将两阀之间的物料排净，同时可以监控主路阀门是否内漏，即使出现内漏，也可以将内漏液体及时排出，避免出现串液造成危险发生。
该工艺设计A1、A2共2台树脂塔，采用1用1备，1塔切换运行。
3.2工艺流程
3.2.1吸附
1）原料双氧水进入再生好的树脂柱A1中，由底部反向进料，将树脂柱中的水顶出排污。
2）将水顶出后，吸附合格的双氧水进入产品罐，当A1塔出口TOC超标后（质量浓度＞50mg/L），将A1塔切出，A2塔切进，同时对A1塔进行再生。
3.2.2再生
1）水洗双氧水-1：吸附饱和的树脂柱采用稀双氧水罐中的水将树脂柱内残存的双氧水顶回原料罐重新吸附；
2）水洗双氧水-2：纯水将水洗双氧水-1步树脂柱内残存的稀双氧水顶回稀双氧水罐，在水洗双氧水-1中重复使用；
3）甲醇再生-1-1：使用回收的甲醇（即水洗甲醇-1产生的甲醇液）解析树脂并将水洗双氧水-2残存在树脂塔内的水顶出排污；甲醇的质量分数≤2%外排；
4）甲醇再生-1-2：使用回收的甲醇继续对树脂塔进行置换并将置换出的甲醇解析液顶入废甲醇槽；
5）甲醇再生-2：使用新鲜甲醇将甲醇再生-1-2进入的回收甲醇液置换出，流至废甲醇槽；树脂使用新鲜甲醇进行浸泡再生；
6）水洗甲醇-1：树脂再生合格后，使用稀甲醇将甲醇再生-2残存在树脂柱内的甲醇顶入回收甲醇槽；
7）水洗甲醇-2：使用纯水将水洗甲醇-1残存在树脂柱内的稀甲醇顶入稀甲醇罐；
8）水洗甲醇-3：使用纯水将树脂柱内残存的甲醇清洗干净，甲醇的质量分数≤0.2%合格，树脂柱再生完成，待吸附使用。
在上述过程中，水洗双氧水-2及甲醇再生水洗甲醇-2的回收液进行重复使用，降低了水、双氧水及甲醇的消耗；重复上述10个步骤完成双氧水的吸附净化及树脂柱的再生。整个再生过程用时8-12小时，树脂柱吸附24h时进行切换。
吸附再生采用程控阀自动进行控制，降低现场人员的劳动强度。
3.2.3甲醇精馏
再生后的废甲醇进行精馏，去除杂质，重复利用。
4结语
针对手动和自动工艺两种双氧水纯化装置，从安全性、稳定可靠、废水、工艺控制先进性、占地等方面进行了对比。对比结果显示，自动工艺优点突出，尤其在保证安全、减少劳动强度以及降低运行成本上优势明显，因此双氧水纯化装置宜采用自动控制流程工艺。
参考文献
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