CN101955161B - 一种降低氧化残液排放量的方法 - Google Patents
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Abstract
一种降低氧化残液排放量的方法。包括以下步骤：将氧化塔上节塔的氧化残液通过上节塔残液排放管排入中节塔塔底，与进入中节塔的氢化液和空气混合；将中节塔的氧化残液通过中节塔残液排放管排入下节塔塔底，与进入下节塔的氢化液和空气混合；将下节塔塔底的氧化残液通过下节塔残液排放管排出，加水稀释后送入污水处理系统。本发明能提高氢化液的氧化收率、降低磷酸等物料消耗、降低污水处理的生产成本，同时能提高产品质量，有利于解决蒽醌法生产过氧化氢氧化过程中存在的安全问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种蒽醌法生产过氧化氢的生产方法，尤其是涉及一种氢化液氧化的生产方法。
背景技术
我国过氧化氢生产方法的发展，按照时间的先后大致经历了电解法、镍催化剂搅拌釜氢化工艺的蒽醌法和钯催化剂固定床氢化工艺的蒽醌法3个发展阶段，目前钯催化剂固定床氢化工艺的蒽醌法是主要的生产方法。中国专利申请号200710113082.0，申请日2007年11月2日，公开日2008年5月14日，名称为《一种蒽醌法生产双氧水的方法》的专利申请公开了一种蒽醌法生产双氧水的方法，其工艺步骤为在氢化塔内放入钯催化剂通氢气进行活化，后进行氮气置换，将所配制的工作液通入氢化塔内，经钯催化剂的催化作用下，与氢气进行氢化反应，得到相应的氢化液，后将氢化液通入氧化塔，氢化液氧化后所得的氧化液经萃取塔与纯水进行逆流萃取，得到双氧水，再经净化处理后，制成成品，萃余液经处理后作为工作液循环使用，其特征在于将所述的钯催化剂进行消淬柔化处理。该发明能有效降低钯催化剂使用初期因活性太高而引起的蒽醌降解，充分发挥催化剂活性，增加系统运行稳定性。
在蒽醌法生产过氧化氢过程中，磷酸和氢化液混合后，以一定的流量和温度进入氧化塔上节塔底部，同时来自空压站的压缩空气进入氧化塔，与氢化液一起并流向上。在塔内，氢化液中的一部分HEAQ和H4HEAQ与空气中的氧气发生化学反应，生成过氧化氢。氧化塔是一个由两节或三节塔组成的空塔，每节塔底部都通入新鲜空气，并通过分散器分散。从氧化塔上节塔顶部出来的被部分氧化的氢化液与剩余空气一起进入氧化液气液分离器分离，被部分氧化了的氢化液（氧化液）从分离器底部流出进入氧化液冷却器，冷却到一定温度后进入氧化塔中节塔底部，与进入中节塔的新鲜空气一起并流向上，在塔内一部分HEAQ和H4HEAQ被氧化，使得氢化液中的HEAQ和H4HEAQ大部分被氧化生成过氧化氢。从氧化塔中节塔顶部出来的被部分氧化的氢化液与剩余空气一起进入氧化液气液分离器分离，被部分氧化了的氢化液（氧化液）从分离器底部流出进入氧化液冷却器，冷却到一定温度后进入氧化塔下节塔底部，与进入下节塔的新鲜空气一起并流向上，在塔内一部分HEAQ和H4HEAQ被氧化，使得氢化液中的HEAQ和H4HEAQ大部分被氧化生成过氧化氢。几乎被完全氧化了的氧化液与剩余空气一起从氧化塔下节塔顶部进入氧化液气液分离器分除气体后进入氧化液贮槽。在该生产过程中，来自酸碱中和的水份和空气中夹带的水份以及少量过氧化氢分解时产生的水份、氧化过程中的降解物、少量磷酸等物质积存在氧化塔各节塔的底部成为氧化残液，这部分氧化残液稳定性低，H2O2含量高、极易分解，因此必须定期将其排出，排放的同时需加水稀释，成为排污废水。
现有技术中，为了生产过程中的安全，在各节氧化塔底部均装有氧化残液排出管道，各节塔的氧化残液排出时，加水稀释后直接进入污水处理系统。因氧化残液中的降解物都漂浮在水相的上方，因此，在排出降解物质的同时，磷酸和双氧水也被大量排出，这样既影响了氢化液的氧化收率，而磷酸和双氧水被大量排出，造成物料流失，增加了生产过程的排污量，极易使废水中的磷含量超标，对环境带来污染，并增加污水处理的成本。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明的主要目的在于提供一种降低氧化残液排放的方法，能提高氢化液的氧化收率、降低磷酸等物料消耗、降低污水处理的生产成本，同时能提高产品质量，有利于解决蒽醌法生产过氧化氢氧化过程中存在的安全问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用的基本技术方案为：
一种降低氧化残液排放量的方法，该方法是通过专用氧化塔实现的，所述氧化塔包括上节塔、中节塔、下节塔、上节塔残液排放管、中节塔残液排放管、下节塔残液排放管，上节塔、中节塔和下节塔通过塔体固定连接构成一个整体氧化塔，上节塔通过位于其底部的上节塔残液排放管与中节塔下部连接，中节塔通过位于其底部的中节塔残液排放管与下节塔下部连接，下节塔底部设有下节塔残液排放管，所述上节塔残液排放管、中节塔残液排放管和下节塔残液排放管上还装有阀门和视镜；包括以下步骤：（1）将氧化塔上节塔的氧化残液通过上节塔残液排放管排入中节塔塔底，与进入中节塔的氢化液和空气混合，在中节塔内参与化学反应；（2）将中节塔的氧化残液通过中节塔残液排放管排入下节塔塔底，与进入下节塔的氢化液和空气混合，在下节塔内参与化学反应；（3）将下节塔塔底的氧化残液通过下节塔残液排放管排出，加水稀释后送入污水处理系统。
以下为本发明基本技术方案的改进方案：
改进方案之一：上节塔和/或中节塔的氧化残液连续或间歇排出；下节塔塔底的氧化残液间歇排出。
改进方案之二：所述氧化塔上节塔残液排放管上还装有上节塔残液旁路排放管，中节塔残液排放管上还装有中节塔残液旁路排放管，上节塔残液旁路排放管和中节塔残液旁路排放管上装有阀门，上节塔残液旁路排放管位于上节塔残液排放管上的视镜与视镜出口端阀门之间，中节塔残液旁路排放管位于中节塔残液排放管上的视镜与视镜出口端阀门之间，上节塔残液旁路排放管和中节塔残液旁路排放管与下节塔残液排放管相连通，在上节塔和/或中节塔间歇氧化排污时，先将氧化残液中的水相物质从氧化残液排出管排入下一节塔后，再将氧化残液降解物质通过残液旁路排放管排出氧化塔。
[0009] 改进方案之三：上节塔氧化残液排放量与进入该节塔氢化液量的体积之比为1：200～1：300。
改进方案之四：中节塔氧化残液排放量与进入该节塔氢化液量的体积之比为1：200～1：300。
改进方案之五：下节塔氧化残液排放量与进入该节塔氢化液量的体积之比为1：200～1：300。
改进方案之六：该方法是通过专用装置实现的，该专用装置包括上节塔、中节塔、下节塔、上节塔残液排放管、中节塔残液排放管、下节塔残液排放管、阀门、视镜、上节塔残液旁路排放管、中节塔残液旁路排放管构成，上节塔、中节塔和下节塔通过塔体固定连接构成一个整体氧化塔，上节塔通过位于其底部的上节塔残液排放管与中节塔下部连接，中节塔通过位于其底部的中节塔残液排放管与下节塔下部连接，下节塔底部设有下节塔残液排放管，上节塔残液排放管、中节塔残液排放管和下节塔残液排放管上装有阀门和视镜，上节塔残液排放管上装有上节塔残液旁路排放管，中节塔残液排放管上装有中节塔残液旁路排放管，上节塔残液旁路排放管和中节塔残液旁路排放管上装有阀门，上节塔残液旁路排放管位于上节塔残液排放管上的视镜与视镜出口端阀门之间，中节塔残液旁路排放管位于中节塔残液排放管上的视镜与视镜出口端阀门之间，上节塔残液旁路排放管和中节塔残液旁路排放管与下节塔残液排放管相连通。
以上改进方案可以单独实施，也可二种或二种以上组合实施。
本发明的有益效果是：显著减少了过氧化氢和磷酸等物料的排污损失，提高氢化液的氧化收获率，采用本方法后，实际生产运行过程中氧化收率由使用前的91%左右提高到95%左右，可提高氢化液的氧化收率4%左右，生产含量为27.5%双氧水，磷酸的用量由使用前3.5 kg/吨双氧水左右，下降到1 kg/吨双氧水左右，降低磷酸用量70%以上；降低了污水中磷的含量，减少了污水的排放量，降低了污水的处理成本，减少了双氧水对污水处理设施的腐蚀，延长污水处理设施使用寿命；优选方案中，上节塔和中节塔的氧化残液采用连续排出方式，使得氧化残液在塔内没有聚集，克服了安全生产隐患。
附图说明
图1为本发明的流程图：
在图1中：1为上节塔、2为中节塔、3为下节塔、4为上节塔残液排放管、5为中节塔残液排放管、6为下节塔残液排放管、7、8、9为视镜、10、11、12、13、14、15、16、17为阀门、18为上节塔残液旁路排放管、19为中节塔残液旁路排放管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
本发明提出一种实现降低氧化残液排放量方法的专用装置。由上节塔1、中节塔2、下节塔3、上节塔残液排放管4、中节塔残液排放管5、下节塔残液排放管6、多个阀门和视镜等构成，上节塔1、中节塔2和下节塔3通过塔体固定连接构成一个整体氧化塔，上节塔1通过位于其底部的上节塔残液排放管4与中节塔2下部连接，上节塔残液排放管4上装有阀门10、阀门11和视镜7，视镜7安装于阀门10、阀门11之间，上节塔残液排放管4上还装有上节塔残液旁路排放管18，上节塔残液旁路排放管18连接在阀门11和视镜7之间的上节塔残液排放管4上，上节塔残液旁路排放管18上安装有阀门12；中节塔2通过位于其底部的中节塔残液排放管5与下节塔3下部连接，中节塔残液排放管5上装有阀门13、阀门14和视镜8，视镜8安装于阀门13、阀门14之间，中节塔残液排放管5上还装有中节塔残液旁路排放管19，中节塔残液旁路排放管19连接在阀门14和视镜8之间的中节塔残液排放管5上，中节塔残液旁路排放管19上安装有阀门15；下节塔3底部设有下节塔残液排放管6，下节塔残液排放管6上装有阀门16、阀门17和视镜9，视镜9安装于阀门16、阀门17之间。上节塔残液旁路排放管18、中节塔残液旁路排放管19与下节塔残液排放管6相连通，残液可合并送往污水处理设施。
本发明还提供了一种降低氧化残液排放量的方法。操作时，通过开启阀门10和阀门11，上节塔1塔底的氧化残液通过上节塔残液排放管4进入中节塔2塔底，与进入中节塔2的氢化液和空气混合后在中节塔内参与化学反应；开启阀门13和阀门14，中节塔2塔底的氧化残液通过中节塔残液排放管5进入下节塔3塔底，与进入下节塔3的氢化液和空气混合后在中节塔3内参与化学反应；开启阀门16和阀门17，下节塔3塔底的氧化残液通过下节塔残液排放管6排出，加水稀释后送入污水处理系统。采取以上技术方案后，上节塔1、中节塔2中的氧化残液中的磷酸、过氧化氢等有效成份，因实现了回收循环利用，提高了资源综合利用率，减少了废水的排放量，并且可以加大上节塔1、中节塔2中残液的排放量，做到连续排放，有利于生产系统的安全稳定运行，降低劳动强度。使用时可通过上节塔残液排放管4上的视镜7，观察上节塔残液的排放情况，从而调节阀门10的开度来达到生产工艺要求；可通过中节塔残液排放管5上的视镜8，观察中节塔残液的排放情况，从而调节阀门13的开度来达到生产工艺要求；可通过下节塔残液排放管6上的视镜9，观察下节塔残液的排放情况，从而调节阀门16的开度来达到生产工艺要求。当生产系统不稳定，残液较多，或检修停机时，关闭阀门11，开启阀门10和阀门12，使用上节塔残液旁路排放管18将上节塔内液体排出，关闭阀门14，开启阀门13和阀门15，使用中节塔残液旁路排放管19将中节塔内液体排出。
实施例1：
将氧化塔上节塔1塔底的氧化残液通过上节塔残液排放管4连续排出，排出的氧化残液进入中节塔2塔底，与进入中节塔2的氢化液和空气混合后在中节塔2内参与化学反应，通过视镜7观察上节塔残液排放管4中排出的氧化残液的质量情况，来调节阀门10、阀门11的开度，上节塔1氧化残液排放量与进入该节塔氢化液量的体积之比为1：200；将中节塔2塔底的氧化残液通过中节塔残液排放管5连续排出，排出的氧化残液进入下节塔3塔底，与进入下节塔3的氢化液和空气混合后在下节塔3内参与化学反应，通过视镜8观察中节塔残液排放管5中排出的氧化残液的质量情况，来调节阀门13 、阀门14的开度，中节塔2氧化残液排放量与进入该节塔氢化液量的体积之比为1：200；将下节塔3塔底的氧化残液通过下节塔残液排放管6排出，排出方式为间歇性排出，通过视镜9观察下节塔残液排放管6中排出的氧化残液的质量情况，来调节阀门16 、阀门17的关或开及其开度，下节塔3氧化残液排放量与进入该节塔氢化液量的体积之比为1：250，排出的氧化残液加水稀释后送入污水处理系统。
实施例2：
将氧化塔上节塔1塔底的氧化残液通过上节塔残液排放管4间歇性排出，通过视镜7观察上节塔残液排放管4中排出的氧化残液的质量情况，来调节阀门10、阀门11的关或开及其开度，先将氧化残液中的水相物质从上节塔残液排放管4排入中节塔2后，再将氧化残液降解物通过上节塔残液旁路排放管18排出氧化塔外，排出的氧化残液中的水相物质进入中节塔2塔底，与进入中节塔2的氢化液和空气混合后在中节塔2内参与化学反应，上节塔1氧化残液排放量与进入该节塔氢化液量的体积之比为1：300；将中节塔2塔底的氧化残液通过中节塔残液排放管5连续排出，排出的氧化残液进入下节塔3塔底，与进入下节塔3的氢化液和空气混合后在下节塔3内参与化学反应，通过视镜8观察中节塔残液排放管5中排出的氧化残液的质量情况，来调节阀门13 、阀门14的开度，中节塔2氧化残液排放量与进入该节塔氢化液量的体积之比为1：240；将下节塔3塔底的氧化残液通过下节塔残液排放管6排出，排出方式为连续排出，通过视镜9观察下节塔残液排放管6中排出的氧化残液的质量情况，来调节阀门16 、阀门17的关或开及其开度，下节塔3氧化残液排放量与进入该节塔氢化液量的体积之比为1：210，排出的氧化残液加水稀释后送入污水处理系统。
实施例3：
将氧化塔上节塔1塔底的氧化残液通过上节塔残液排放管4连续排出，排出的氧化残液进入中节塔2塔底，与进入中节塔2的氢化液和空气混合后在中节塔2内参与化学反应，通过视镜7观察上节塔残液排放管4中排出的氧化残液的质量情况，来调节阀门10、阀门11的开度，上节塔1氧化残液排放量与进入该节塔氢化液量的体积之比为1：250；将中节塔2塔底的氧化残液通过中节塔残液排放管5间歇性排出，通过视镜8观察中节塔残液排放管5中排出的氧化残液的质量情况，来调节阀门13 、阀门14的关或开及其开度，先将氧化残液中的水相物质从中节塔残液排放管5排入下节塔3后，再将氧化残液降解物通过中节塔残液旁路排放管19排出氧化塔外，排出的氧化残液中的水相物质进入下节塔3塔底，中节塔2氧化残液排放量与进入该节塔氢化液量的体积之比为1：280；将下节塔3塔底的氧化残液通过下节塔残液排放管6排出，排出方式为间歇性排出，通过视镜9观察下节塔残液排放管6中排出的氧化残液的质量情况，来调节阀门16 、阀门17的关或开及其开度，下节塔3氧化残液排放量与进入该节塔氢化液量的体积之比为1：250，排出的氧化残液加水稀释后送入污水处理系统。
实施例4：
将氧化塔上节塔1塔底的氧化残液通过上节塔残液排放管4间歇性排出，通过视镜7观察上节塔残液排放管4中排出的氧化残液的质量情况，来调节阀门10、阀门11的关或开及其开度，先将氧化残液中的水相物质从上节塔残液排放管4排入中节塔2后，再将氧化残液降解物通过上节塔残液旁路排放管18排出氧化塔外，排出的氧化残液中的水相物质进入中节塔2塔底，与进入中节塔2的氢化液和空气混合后在中节塔2内参与化学反应，上节塔1氧化残液排放量与进入该节塔氢化液量的体积之比为1：280；将中节塔2塔底的氧化残液通过中节塔残液排放管5间歇性排出，通过视镜8观察中节塔残液排放管5中排出的氧化残液的质量情况，来调节阀门13 、阀门14的关或开及其开度，先将氧化残液中的水相物质从中节塔残液排放管5排入下节塔3后，再将氧化残液降解物通过中节塔残液旁路排放管19排出氧化塔外，排出的氧化残液中的水相物质进入下节塔3塔底，中节塔2氧化残液排放量与进入该节塔氢化液量的体积之比为1：300；将下节塔3塔底的氧化残液通过下节塔残液排放管6排出，排出方式为间歇性排出，通过视镜9观察下节塔残液排放管6中排出的氧化残液的质量情况，来调节阀门16 、阀门17的关或开及其开度，下节塔3氧化残液排放量与进入该节塔氢化液量的体积之比为1：300，排出的氧化残液加水稀释后送入污水处理系统。
实施例5：
将氧化塔上节塔1塔底的氧化残液通过上节塔残液排放管4连续排出，排出的氧化残液进入中节塔2塔底，与进入中节塔2的氢化液和空气混合后在中节塔2内参与化学反应，通过视镜7观察上节塔残液排放管4中排出的氧化残液的质量情况，来调节阀门10、阀门11的开度，上节塔1氧化残液排放量与进入该节塔氢化液量的体积之比为1：260；将中节塔2塔底的氧化残液通过中节塔残液排放管5连续排出，排出的氧化残液进入下节塔3塔底，与进入下节塔3的氢化液和空气混合后在下节塔3内参与化学反应，通过视镜8观察中节塔残液排放管5中排出的氧化残液的质量情况，来调节阀门13、阀门14的开度，中节塔2氧化残液排放量与进入该节塔氢化液量的体积之比为1：250；将下节塔3塔底的氧化残液通过下节塔残液排放管6连续排出，通过视镜9观察下节塔残液排放管6中排出的氧化残液的质量情况，来调节阀门16、阀门17的开度，下节塔3氧化残液排放量与进入该节塔氢化液量的体积之比为1：200，排出的氧化残液加水稀释后送入污水处理系统。
各实施例的检测结果：
| 项目 | 单位 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
| 氧化收率 | % | 95.3 | 95.1 | 95.2 | 95.4 | 95.1 |
| 磷酸用量 | Kg/吨过氧化氢 | 1.03 | 1.05 | 1.04 | 0.997 | 1.03 |
显然，本发明不限于以上具体实施方式，还可在本发明的精神内，改变其它工艺条件，具有同样的功效，故不重述。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接或联想到的所有方法，也属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种降低氧化残液排放量的方法，其特征在于，该方法是通过专用氧化塔实现的，所述氧化塔包括上节塔、中节塔、下节塔、上节塔残液排放管、中节塔残液排放管、下节塔残液排放管，上节塔、中节塔和下节塔通过塔体固定连接构成一个整体氧化塔，上节塔通过位于其底部的上节塔残液排放管与中节塔下部连接，中节塔通过位于其底部的中节塔残液排放管与下节塔下部连接，下节塔底部设有下节塔残液排放管，所述上节塔残液排放管、中节塔残液排放管和下节塔残液排放管上还装有阀门和视镜，包括以下步骤：
步骤一、将氧化塔上节塔的氧化残液通过上节塔残液排放管排入中节塔塔底，与进入中节塔的氢化液和空气混合；
步骤二、将中节塔的氧化残液通过中节塔残液排放管排入下节塔塔底，与进入下节塔的氢化液和空气混合；
步骤三、将下节塔塔底的氧化残液通过下节塔残液排放管排出，加水稀释后送入污水处理系统。
2.根据权利要求1所述的降低氧化残液排放量的方法，其特征在于：上节塔和/或中节塔的氧化残液连续或间歇排出；下节塔塔底的氧化残液间歇排出。
3.根据权利要求1所述的降低氧化残液排放量的方法，其特征在于：所述氧化塔上节塔残液排放管上还装有上节塔残液旁路排放管，中节塔残液排放管上还装有中节塔残液旁路排放管，上节塔残液旁路排放管和中节塔残液旁路排放管上装有阀门，上节塔残液旁路排放管位于上节塔残液排放管上的视镜与视镜出口端阀门之间，中节塔残液旁路排放管位于中节塔残液排放管上的视镜与视镜出口端阀门之间，上节塔残液旁路排放管和中节塔残液旁路排放管与下节塔残液排放管相连通，在上节塔和/或中节塔间歇氧化排污时，先将氧化残液中的水相物质从氧化残液排出管排入下一节塔后，再将氧化残液降解物质通过残液旁路排放管排出氧化塔。
4.根据权利要求1至3任一权利要求所述的降低氧化残液排放量的方法，其特征在于：上节塔氧化残液排放量与进入该节塔氢化液量的体积之比为1：200～1：300。
5. 根据权利要求1至3任一权利要求所述的降低氧化残液排放量的方法，其特征在于：中节塔氧化残液排放量与进入该节塔氢化液量的体积之比为1：200～1：300。
6.根据权利要求1至3任一权利要求所述的降低氧化残液排放量的方法，其特征在于：下节塔氧化残液排放量与进入该节塔氢化液量的体积之比为1：200～1：300。
7.根据权利要求1或3所述的降低氧化残液排放量的方法，其特征在于：该方法是通过专用装置实现的，该专用装置包括上节塔、中节塔、下节塔、上节塔残液排放管、中节塔残液排放管、下节塔残液排放管、阀门、视镜、上节塔残液旁路排放管、中节塔残液旁路排放管构成，上节塔、中节塔和下节塔通过塔体固定连接构成一个整体氧化塔，上节塔通过位于其底部的上节塔残液排放管与中节塔下部连接，中节塔通过位于其底部的中节塔残液排放管与下节塔下部连接，下节塔底部设有下节塔残液排放管，上节塔残液排放管、中节塔残液排放管和下节塔残液排放管上装有阀门和视镜，上节塔残液排放管上装有上节塔残液旁路排放管，中节塔残液排放管上装有中节塔残液旁路排放管，上节塔残液旁路排放管和中节塔残液旁路排放管上装有阀门，上节塔残液旁路排放管位于上节塔残液排放管上的视镜与视镜出口端阀门之间，中节塔残液旁路排放管位于中节塔残液排放管上的视镜与视镜出口端阀门之间，上节塔残液旁路排放管和中节塔残液旁路排放管与下节塔残液排放管相连通。
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| 施友立等.蒽醌法生产过氧化氢工艺中氧化塔的设计与改造.《设计技术》.2006,第16卷(第6期),第17-19和28页. * |
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