双氧水的生产质量安全等介绍双氧水的制备工艺及其各项指标(转载)双氧水的工业生产方法主要有电解法和葱醌法两种。
20世纪90年代前,国内双氧水生产企业大多采用电解法,该法电流效率高、工艺流程短、产品质量高,但由于电耗较大,生产成本高,不适合大规模工业化生产,已逐渐被淘汰。
该技术的主要特点:1、固定床钯触媒氢化工艺;2、空塔空气氧化工艺;3、筛板塔萃取工艺及产品净化工艺;4、磷酸三辛酯与芳烃工作溶剂。
5、采用过氧化氢处理本装置生产过程中产生的废水,减少污水处理成本等;6、采用dcs控制,操作过程连续化,适合大规模生产。
而且提供了合理简短、安全可靠的工艺流程。
产品技术指标(工业级过氧化氢)指标名称 27.5%规格 30%规格 35%规格 50%规格h2o2(m/m) 27.5% 30% 35% 50%游离酸(以h2so4)(m/m)%0.04 0.04 0.04 0.04不挥发物(m/m)% 0.08 0.08 0.08 0.08稳定度% 97.0 97.0 97.0 97.0总碳(以c计)(m/m)% 0.03 0.025 0.025 0.035硝酸盐(以no3)计(m/m)%0.02 0.02 0.02 0.025产品技术指标(食品添加剂级过氧化氢)指标名称 30%规格 35%规格 50%规格h2o2(m/m) 30% 35% 50%游离酸(以h2so4计 )(m/m)%0.02 0.02 0.02不挥发物(m/m)% 0.005 0.005 0.005磷酸盐(po42- )(m/m)% 0.005 0.005 0.005砷(as)(m/m)% 0.0001 0.0001 0.0001重金属(以pb计)% 0.001 0.001 0.001铁(fe)(m/m)% 0.00005 0.00005 0.00005锡(sn)(m/m)% 0.001 0.001 0.001蒽醌法生产双氧水过程中不安全因素分析及事故预防方法近几年来,我国双氧水行业发展速度迅猛,特别是2003年全国“非典”疫情以后,产能较以前翻了1番,目前国内总产能已达到300万t/a。
随着生产厂家数量的增加和装置规模的不断扩大,安全生产的形势不容乐观,安全生产的要求越来越严格。
下面就蒽酮法积氧水生产中的不安全因素及事故预防方法分析总结如下。
一、蒽醌法生产双氧水的原理以2-乙基蒽醌为载体,以重芳烃和磷酸三辛酯为混合溶剂,配制成一定组成的溶液(称为工作液)。
工作液在氢化塔内在钯催化剂的作用下与氢气进行加氢反应,得到相应的氢蒽醌溶液即氢化液,氢化液中的氢蒽醌与空气中的氧在一定的条件下进行氧化反应,氢化液变成氧化液,氢蒽醌恢复成原来的蒽醌,同时生产双氧水。
氧化液中的双氧水经纯水逆流萃取,得到浓度为27.5%或35%的产品,再经净化处理后,送往包装工序。
经纯水萃取后的工作液经分离除水和后处理工序的碳酸钾、活性氧化铝经净化后,再回到氢化塔循环使用。
二、双氧水的化学特性双氧水是一种强氧化剂,遇更强的氧化剂时则呈还原性,它的化学性质活泼.可参与分解、加成、取代、还原等反应。
可氧化所有的有机化合物和数量众多的无机化合物.纯净的双氧水在任何浓度下都很稳定,但与重金属、灰尘、碱性物质接触受热时可加速分解,生成氧气和水,并放出大量的热量,分解速度与温度、pH值、杂质含量等密切相关,其分解速度随着三者的上升而加快。
三、生产过程中存在的不安全因素根据生产方法与物料特性,结合生产过程中的具体操作,该工艺过程中存在以下几方面危险。
1.本方法生产双氧水所使用的重芳烃、磷酸三辛酯、2—乙基蒽醌、氢气等都是可燃性物质。
通常情况下是不允许双氧水与可燃性物质放在一起的,尽管生产操作是在可控的条件下进行的,但是在实际生产过程中存在着客观的不安全因素,生产工艺过程中涉及到的可燃、易爆的物质品种多、数量大。
2.工作液中的2-乙基蒽醌在氢化工序进行加氢氢化时要求在弱碱性的条件下进行,而在氧化和萃取工序由于双氧水的存在,必须保证这两个工序在酸性条件下进行。
在后处理工序又要利用碳酸钾溶液来分解工作液中的双氧水和吸附水分,如操作不当会使酸碱物质互混,系统酸碱度失调会造成双氧水的快速分解,给生产带来重大的事故隐患。
正是双氧水生产的这一对矛盾,给安全生产带来了一定的难度。
3.生产中使用的钯催化剂和活性氧化铝在异常情况下,会随着工作液进人氧化和萃取工序,使双氧水混入杂质而分解。
4.双氧水是强氧化剂,性质很活泼,不仅要求在生产过程中不能混入杂质,在储存、包装和运输过程中对外部条件和容器材质的要求也比较严格。
5.工作液、芳烃和氢气在生产过程中如发生大量泄漏,与空气(氧气)混合,当达到爆炸极限时,容易发生着火爆炸事故。
6.氧化反应是放热反应,而双氧水遇热则发生分解,如果反应热不及时被移走,热量的积聚会使氧化塔内温度升高,如控制不当极易引起爆炸着火。
7.工作液、重芳烃、磷酸三辛酯、氢气等物料在管道内的流速过高或急剧喷出时,可能产生静电并引起着火。
四、生产过程中事故预防方法针对以上分析的不安全因素,为保证安全生产,在生产过程中应严格做好以下几个方面的工作:1.严格控制萃余液中双氧水含量、循环工作液碱度、氧化液酸度、氢气中的碱度(对于合成氨和氯碱行业)等重要安全指标。
其含量超标时,要立即查明原因,必要时要进行紧急停车处理。
2.双氧水的分解是发生着火爆炸事故的主要原因之一,因此,在氧化、萃取净化以及产品的贮存包装和运输过程中,要严格避免双氧水或含有双氧水的物料与碱类、重金属及催化性杂质接触。
3.工作液、芳烃蒸气和氢气在一定条件下均易燃烧爆炸,应严格避免与空气(氧气)相混合,更应避免与明火接触。
在设备或管道内动火作业时,要用惰性气体置换合格后,方可进行作业。
4.认真做好设备和管道的静电接地和防雷工作,在放空管上要安装阻火器,静电接地电阻应小于5Ω。
5.保持系统关键仪表如萃取塔、干燥塔界面仪表的准确和正常使用。
6.当生产中出现异常现象时,应及时处理,特别对氧化塔化、萃取塔内出现碱性,双氧水剧烈分解,温度快速升高时应立即停车处理,查明原因,并快速排放设备中的危险物料。
7.接触或贮存双氧水的设备和容器,应有足够大的排气口,以防设备憋压造成超压爆破而引起着火爆炸事故。
8.双氧水生产所使用的设备、管道、管件等材料的材质要符合有关标准,并要清洗钝化合格,以防重金属离子进入双氧水中引起分解。
9.杜绝因某种原因(如阀门内漏、操作失误)造成双氧水或含有双氧水的物料与其他可引起双氧水分解的物质混合,必要时断开连接的管路。
10.双氧水不能与可燃物、还原剂接触,一旦发生双氧水泄漏或接触可燃物时,要立即用大量水进行冲洗、稀释。
综上所述,双氧水装置出现事故的原因是多方面的,大部分都伴随着火爆炸,而双氧水的分解是造成事故的主要原因,所以,在双氧水的生产、贮存、包装、运输过程中,要严格控制双氧水的分解,这是预防事故的主要措施。
另外防止氢气、工作液等可燃物质发生泄漏,也是预防着火爆炸事故发生的重要手段。
蒽醌法双氧水生产装置的危险性和预防措施(转载)近年来,浙江龙鑫、上海远大等双氧水生产厂家陆续发生爆炸事故,给我厂双氧水装置的安全生产管理敲响了警钟。
为了对双氧水生产装置有一个科学的认识,现将双氧水的基本性质、蒽醌法双氧水生产的特点和影响双氧水安全生产的因素,结合我公司双氧水装置的扩产改造作一个分析,以提高大家的安全意识和认识水平。
1 双氧水的基本性质要防范双氧水在生产过程中出现事故,就必须要了解双氧水基本的物理和化学性质。
纯双氧水(H2O2)是淡蓝色的粘稠液体,又名过氧化氢,为无色透明液体,溶于水、乙醇及乙醚,不溶于苯,与水可以任何比例混溶,放置时逐渐分解成为氧气和水,熔点-0.89℃,沸点151.4℃,具有漂白和杀菌作用,碱性条件下作用更强。
过氧化氢既有氧化性又有还原性(O为-1价,既可以升至0价也可以降至-2价)。
H2O2是一种氧化剂,但是当遇到更强的氧化剂时,则呈现出还原性。
2、过氧化氢的稳定性过氧化氢可以被催化分解,分解反应为放热反应,同时产生气体。
2H2O2(1)→2H2O(1)+O2(g)+196.49kJ影响过氧化氢分解的因素主要有温度、pH、催化性杂质和光等。
2.1 温度过氧化氢在较低的温度和较高的纯度时还是比较稳定的,浓度为90%的过氧化氢溶液在50℃时的分解率为0.001%,若加热到153℃或更高温度时,便会发生猛烈的爆炸性分解。
2.2 pH介质的酸碱性对过氧化氢的稳定性有很大影响。
在酸性条件下,过氧化氢比较稳定,分解速度较慢;在碱性介质中,过氧化氢很不稳定,分解速度很快。
因此,加热碱性溶液可以很完全地分解过量的过氧化氢。
2.3 催化性杂质杂质是影响过氧化氢分解速度的重要因素。
很多金属离子如Fe2+、Mn2+、Cu2+、Cr3+等都能加速过氧化氢的分解。
在工业级过氧化氢中由于含有较多的金属离子杂质,因此必须加入一定量的稳定剂来抑制杂质的催化作用。
2.4 光波长为320-380nm的光能使过氧化氢分解速度加快,因此,在实验室里,双氧水应保存在棕色瓶中,并放在阴凉处。
3 蒽醌法双氧水生产的基本原理蒽醌法生产双氧水采用自动氧化法或循环还原一氧化法。
该方法是以2-乙基蒽醌(EAQ,以下简称蒽醌)作为工作载体,以重芳烃(AR)与磷酸三辛酯(TOP)的混合物(AR:TOP=3:1)作为溶剂配制成工作液。
将工作液与氢气一起通入一装有钯催化剂的氢化塔内,在一定温度和压力下进行氢化反应,得到相应的2-乙基氢蒽醌(HEAQ,以下简称氢蒽醌)溶液(以下简称氢化液)。
氢化液进入氧化塔后被空气氧化,工作液中的氢蒽醌被氧化成为蒽醌,同时生成过氧化氢。
含有过氧化氢的工作液(简称氧化液)进入萃取塔,利用过氧化氢在水和工作液中溶解度的不同以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,得到含有过氧化氢的水溶液(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扫,即可得到浓度为35%(或27.5%)的过氧化氢产品。
经纯水萃取后的工作液(简称萃余液)经过沉降除水,并通过碱塔,碱塔中的浓碳酸钾溶液脱去萃余液中的少量水分、再生部分降解物、分解少量过氧化氢并中和其酸性后再通过白土床,利用白土床中的活性氧化铝再生部分降解物并脱碱后回到氢化工序,继续循环使用。
在循环运转过程中,部分2-乙基蒽醌逐渐变成四氢-2-乙基蒽醌(H4EAQ),并累积在工作液中,四氢-2-乙基蒽醌也是本过程的重要载体之一,它可以反复被氢化、氧化,生成过氧化氢。
一定量四氢-2-乙基蒽醌的存在将有利于提高氢化反应速度和抑制其他副产物的生成,其生产工艺流程见图1(略)。
过氧化氢的理化性质和蒽醌法的工艺过程决定了双氧水生产过程为工作液的循环过程,在每一次循环过程中有弱碱性和弱酸性两种状态出现,工作液后处理工序和氢化工序是弱碱性状态,而有双氧水存在的氧化工序和萃取净化工序要求是弱酸性状态,双氧水在酸性状态下稳定,在碱性状态下分解。