吴杰
宜昌苏鹏科技有限公司
摘要：蒽醌法双氧水工艺在生产实践中，存在诸多安全隐患，例如易爆、易燃、泄漏工作液等，呈现出较大的运行风险。对此，有必要对蒽醌法双氧水工艺实施智能化改进。基于原工艺自动控制，增设后台保护系统，该系统具备自判断异常紧急停车、一键停车以及预警等功能。本文浅析了对蒽醌法双氧水工艺的智能化改进，以期为相关研究提供参考借鉴。
关键词：蒽醌法；双氧水；智能化
前言：在生产双氧水的方法中，蒽醌法较为成熟。若双氧水生产装置缺乏平稳运行，将影响烧碱装置的正常运行，对此，要保障双氧水生产装置的运行稳定性。工作液相应的闭路循环系统中，各反应器、塔器、储罐之间的衔接性控制具有极为严格的要求。冬季，蒽醌从工作也中析出后，将堵塞管道，并形成不平衡的闭路循环量，在一定程度上存在工艺安全问题。对此，有必要构建高效良好的安全生产控制系统。
1、程序概述
蒽醌法双氧水生产工艺配套的自我运行保护系统，其具备的硬性保护措施缺乏较大的操作弹性，形成对安全控制条件的触发时，通常会引发事故。对此，有必要开发具有较大操作弹性的安全生产控制系统。
（1）DCS数据自查自检智能化应用
通过后台计算DCS数据，并利用计算结果，对一定周期内形成的数据波峰波谷进行统计，并对异常数据波峰谷点进行判断，将偏离度作为依据，实现选择性报警，促进DCS数据能智能化实现自查自检[1]。
预警模块，该模块涉及的控制点，在双氧水工艺中占据的比例为35%。其中，通过11项装置，针对高风险危害实施预警。该模块能检测装置所含工作液是否形成均衡转移量，能检测钯触媒具备的活性，还能检测塔内工作液呈现出的异常运行状态和相关变化[2]。
（2）一键停车
通过一键停车功能，能有效降低员工操作存在的风险，并实现对劳动强度的降低，还能实现对停车程序的有效规范。
（3）自判断异常紧急停车
装置处于正常运行或者开车状态下，对于15种紧急情况，会实现自判断异常紧急停车。
2、预警计算系统
（1）对循环工作液、氧化液和氰化液相应的流量差值进行设定。通过系统计算，若超出相应的设定值，实施时长180s的延时再报警。
当3个泵出口相应的流量形成人工误操作或者偏差，导致管道堵塞，现场阀门出现误操作等。对流量偏差按照20m3/h计算，经过180s后，系统工作液形成1m3以上的转移偏差量。此时，系统实施预警，提醒相关操作人员对具体原因进行查找。
（2）氢化塔上塔、下塔床层压降。系统展开计算后，若发现压力差值在0.1MPa以上，则发出预警。以5万t/a双氧水装置为例，其上床层压力降呈现为0.063MPa，其系统流量保持在150到210m3/h范围内，几乎未发生变化。该压力降的产生，是由于触媒自重、上层氢气消耗压力降、喷淋密度以及工作液自重等固有压力差，在正常运行中，若发生轻微变化，则表明波动存在于生产系统中，应及时作出预警，并加以解决[3]。
（3）氢化塔上下塔床层温差。系统展开计算后，若发现温差在5℃以上，则发出预警。对运行数据进行分析，2到3℃是数据差值运行的正常范围，若系统温差出现增大，则表明内部反应失衡，触媒层中毒形成选择性偏差，温度表检测出现偏差以及液相内部喷淋缺乏均衡等异常。
（4）氢化塔床层喷淋密度计算。将范围设置为65到85m3/（m2.h），系统展开计算，若发现超出该范围，即发出预警。将床层喷淋密度固定在设定范围内，能有效降低钯触媒实际的机械强度。
（5）氧化塔中下塔空气流量比值。将范围设置为2.8到3.2，系统展开计算，若发现超出该范围，则发出预警。
（6）氧化塔上中下塔设置温差。系统展开计算，发现温差在3℃以上，即发出预警。
（7）氧化上中下塔设置压降差。设置上塔压力降为0.05MPa，设置中下塔压力降为0.1MPa。系统展开计算，发现超出范围后，即发出预警。
（8）后处理流量差值。系统展开计算，进后处理与出后处理二者的流量差值超出相应范围20m3/h，则延时之后，再发出预警。
萃取塔从位于顶部的出料管到循环工作液相应的储槽段形成的位差，基本决定了后处理流量。萃取塔、白土床、萃余液分离器、碱沉降器、干燥塔均配备放空平衡管。当系统产生流量偏差时，工作液无法实现正常转移的情况下，放空管极易发生跑料事故，因此，要注重对流量差值偏差报警进行设置[4]。
（9）氧化液与出萃余液分离器二者的流量差值。系统展开计算，若流量差值大于20m3/h，则延时之后，再发出预警。
当萃余液分离器到干燥塔之间发生手动误操作、阀门故障时，萃取塔或者萃余液分离器在满。料状态下，发出预警。
（10）双氧水进出净化系统流量差值。系统展开计算，若流量差值在2m3/h以上，则发出预警。
（11）氧化塔上中下塔顶部气相压力变化。系统展开计算，发现压力变化率大于0.01MPa，发出预警。该装置上塔未设置外置气液分离器。在开车初期水试的具体过程中，两次发生顶部带水现象和跑料。因此，对氧化塔内部液相波动、尾气处理装置波动以及气相压力波动等问题进行设置。预警发出后，及时以人工干预方式实施手动调节，避免发生跑料事故。
3、一键停车
在人工判断的基础上，对循环泵时间进行停止，将阀门关闭，以及泄压时间呈现出较强的不确定性。每次停车后，分离器、各塔器、三大循环储槽液位，各自的内部存料量存在较大差异。停车后，呈现出不同的工艺条件，这就导致再次开车操作具有不唯一性。受氢气原料影响，该装置具有20天的停车时间，在该段时间内，对装置实施10余次开停车固定化测试，并将测试结果作为依据，对一键停车程序进行制定。
4、系统异常自判断紧急停车
蒽醌法双氧水制作工艺流程相对简单，但受工作液具备的物化性质影响，加上循环系统具备的特点，发生紧急情况后，仅能通过人工判断紧急实施停车。在应急操作的具体过程中，人为因素缺乏安全性。对此，有必要增设紧急安全停车程序。
装置对停车程序进行启动后，开展如下操作。将动力系统关停。将氢化液泵、循环氢化液泵、氧化液泵、循环工作液泵等关停。对于正在运行的磷酸计量泵和工作液补料泵，应将其立刻关停，并将泵出口阀门切断。将原料关停。将正在运行的氢气压缩机关停，将氢气切断。将进出水关停。将纯水泵关停，将净化塔出水关停。打开涡轮膨胀机组相应的旁通阀，将KV1602旁通阀打开，将KV1601旁通阀关闭。打开氧化塔塔顶设置的压力控制阀相应的PV1202梯度，并降压为0。
结语
本文所述的蒽醌法制双氧水工艺，有效保障了装置运行的安全性和稳定性，提高了数据应用的合理化程度。在后期，应从收集现场数据，构建数据运算平台着手，针对蒽醌法双氧水生产管理构建数据库，逐步提高双氧水生产的智能化水平。
参考文献
[1]刘昌盛,余斌,李永全,黄胜兵,宋小华,高干,陈静.蒽醌法双氧水工艺的智能化改进[J].氯碱工业,2019,55(08):34-37.
[2]李求忠,王中妍,吴静嫆.蒽醌法生产双氧水中间控制分析[J].宁德师范学院学报(自然科学版),2020,32(01):9-13+41.
[3]吴敏杰. 蒽醌法制过氧化氢工艺中2-乙基蒽醌和四烷基脲的合成及性能研究[D].北京化工大学,2019.
[4]姚冬龄,张小平.中国蒽醌法生产过氧化氢的发展过程及技术进步[J].无机盐工业,2020,52(06):1-7+19.