安徽晋能中能化工股份有限责任公司 安徽阜阳 236400
摘要：蒽醌法双氧水生产的过程中会产生大量的氧化尾气，尾气中含有一定的重芳烃，如果不加处理直接排放，不仅会导致环境的污染，还会造成资源的浪费。
关键词：双氧水；涡轮膨胀机组；氧化尾气处理；溶剂吸收
引言
双氧水生产的过程中，会在氧化的反应部分产生一定的气体，重芳烃随之带出，因而需要采用针对性的工艺分离、吸收其中的重芳烃。
1、相关背景
随着节能环保要求的提高，在双氧水生产工艺中，双氧水尾气重芳烃回收技术越来越得到关注，通过对中能化工本部三套双氧水装置的研究，我们将对几种双氧水尾气回收技术进行介绍和分析，指出不同类型回收技术具有的优点和不足。近几年来，双氧水扩大了在化学制品行业中的应用，如环氧丙烷、已内酰胺等，此外双氧水衍生物产品的兴起，均促使双氧水企业逐渐扩大产能和提高负荷，其中采用蒽醌法钯催化剂工艺的双氧水生产企业占有很大比例。目前，随着全国双氧水生产能力的不断增长，市场的竞争逐渐激烈，包括我们中能化工在内的双氧水企业，在考虑提高装置产能的同时，也都考虑怎样有效地降低各种原材料的消耗，而芳烃作为双氧水生产的一种主要化工原材料，其消耗在双氧水生产成本中占有很大的比重，而芳烃的市场价格也在不断地上升，如何有效地降低芳烃消耗，是摆在我们中能化工面前的重要课题。而且芳烃作为一种挥发性较强的有毒、有害物质，减少其挥发量也是国家环保政策的需要。双氧水是以二乙基蒽醌作为载体，用磷酸三辛酯及重芳烃作为溶剂。双氧水用重芳烃，其主要成分是三甲苯和偏三甲苯，微量的吸人对人体危害不大，但大量长期的吸入人体，对人体的心脑血管的硬化、脑血栓等疾病，是一种重要的致命因素。每年大量的重芳烃排放到空气中，对附近的人口、生物及土壤也会造成较大的危害。重芳烃回收后作为双氧水生产用溶剂，可以循环使用。所以，我们要利用一切方法回收利用氧化尾气中的重芳烃。重芳烃是石油裂解所产生的副产物，产量有限，近年购买比较困难，价格直线上升，造成了公司的成本增加。
2、各种氧化尾气回收的方法介绍
我们中能化工采用的芳烃回收装置主要有氨冷器冷却法；活性炭纤维吸附法；涡轮膨胀制冷发电机机组回收法。
2.1氨冷器冷却法
氨冷器冷却法是利用化工车间送来的一定压力和温度的液氨，经氨冷器前自调阀控制节流后，压力和温度都得到降低，但氨的相态并没有发生变化。压力和温度下降后的液氨进入氨冷器壳程，与管程需要被冷却的氧化尾气进行换热。液氨吸收热量后，释放汽化潜热进而蒸发为气氨，气氨再被送入氨冷冻单元进行压缩，进入下一个冷冻循环。
2.2活性炭纤维吸附法
活性炭纤维吸附装置是利用活性炭纤维对芳烃的吸附作用及蒸气的脱吸作用来回收芳烃，其回收率较高，但需要耗费一定量的蒸气，且活性炭纤维需定期更换，同时进入该装置的尾气温度越低对吸附越有利。工艺技术特点：该技术是利用活性炭纤维比表面积大，吸附效率高，解析速度快的特点，通过反复吸附、解吸，实现对有机物废气的全自动连续净化处理，回收废气中的有机溶剂，并使回收后的有机溶剂再利用，来自氧化塔的尾气进入尾气处理机组，经过尾气吸附、蒸汽脱附、鼓风干燥，芳烃被活性炭吸附脱附后，集中回收再投入系统使用。
2.3涡轮膨胀制冷发电机机组回收法
涡轮膨胀机法是利用尾气自身膨胀制冷，然后利用此冷量回收尾气中的芳烃，此方法的优点是基本不消耗其他的能量，冷量强，自循环降温进膨胀机的尾气温度如果为20～30℃，则出膨胀机的气体可降到0℃～10℃，这部分低温气体在分离罐内分离除去被冷凝下来的芳烃后，不凝的冷气就作为冷源去给随后而来的尾气降温，可理解为是尾气自循环降温过程。耗能低，几乎不需要用电设备，设备全自动运行，无需看护。有经验表明，如果运行条件正常，近几年内几乎无维修费用发生。回收芳烃的效果平稳持续，无波动，由于该法使用的是尾气膨胀产生的冷量，所以只要双氧水装置运行平稳，氧化尾气量稳定，膨胀机就会正常运行，回收效果就呈稳定的状态，无波动，也不会有象吸附法那样随时使用时间的延续而效果下降的现象。首先，膨胀制冷法处理尾气的工艺本身无有害物排放，不使用污染物。回收的芳烃等物料无需蒸馏处理而可直接使用，因而不产生二次污染；如果生产平稳，系统搭配适当，尾气经该法处理后大气排放基本可达到标准，是理想的有利于环境保护的装置。该工艺所有设备基本上无需土建基础，就地平放即可。无需配设蒸汽、循环水等管道。机组运行平稳，无振动感，无需地脚螺栓固定。机组体积小，单套膨胀机组制冷回收的工艺占地不超过20m2。经济效益突出。涡轮膨胀机上带有转速现场显示表和油温表，还设有转速和两个轴承温度传感器，可利用仪表间DCS系统进行远程监护。同时还能实现转速和轴温、油温异常自动连锁保护。
3、氧化尾气回收的方案选择
由于氨冷器冷却法是利用液氨吸收热量，汽化为气氨的过程进行冷却氧化尾气温度。氨冷器壳程为液氨，管程为氧化尾气，万一氨冷器泄露，壳程中的氨漏入管程，随着回收的芳烃进入萃取塔，会发生萃取塔内的双氧水剧烈分解，发生超压或爆炸等安全事故。该方法是中能化工最早的尾气芳烃处理方法，其运行风险较高。二期双氧水因发生氨冷器泄漏，发生过萃取塔分解紧急停车事故。目前一期、二期双氧水装置均已经将氨冷器切出停用，改造为涡轮膨胀机冷却法。因此现在已基本无双氧水厂家直接利用该工艺进行氧化尾气回收。活性炭纤维吸附法由于利用活性炭纤维的强吸附能力特性，回收率较高，因此在现在的双氧水厂家氧化尾气回收工艺中采用的相对比较多，并且使用效果较好。已内酰胺项目双氧水装置上都已采用了该工艺，同时在已投产的项目中，该工艺操作简单稳定，芳烃回收率高，有良好的经济效益。涡轮膨胀机法是近期出现的一种新型氧化尾气回收方法，其实质也是低温冷凝法，但工艺利用尾气的余压驱动蜗轮作功产生低温介质，不要额外的动力，因此与活性炭纤维吸附法相比动力消耗较小，也没有蒸汽消耗，因此在节能降耗方面有一定的优越性，该工艺氧化尾气芳烃回收率虽然效果较好，但工艺是利用低温冷凝回收芳烃与活性炭纤维利用吸附特性回收重芳烃相比，回收还有一定差距。因此，为了更好的利用上述两种工艺的特性，中能化工将活性炭纤维吸附法和涡轮膨胀机法配合使用，并且已取得良好的效果。本文对中能化工双氧水尾气重芳烃回收现有工艺情况的优缺点和使用情况作了一个简要的分析和阐述。我们现在生产过程中使用了活性炭纤维吸附工艺和涡轮膨胀机法，但在将来的双氧水生产过程中，我们也要与时俱进，采用更加先进和成熟的氧化尾气回收工艺。
结束语
双氧水在工业生产等多个领域当中都有着十分广泛的应用，文章分析了中能化工双氧水生产过程中氧化工序产生的尾气中重芳烃的回收处理工艺，希望可以给从业人员以启发。
参考文献：
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