浅析双氧水装置的安全设计管理分析

浅析双氧水装置的安全设计管理分析

薛明建，石吉泉

身份证号：372524197509271000

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摘要：随着我国社会经济不断发展，绿色化工技术也正在被不断被推广应用，双氧水作为无机化工原料，在工业化生产中具有重要作用。被广泛应用于医药、食品、化工等众多行业领域当中。随着工业双氧水的使用需求日益增长及快速发展，对装置的生产安全提出了更高的要求，本文通过对双氧水装置的危险因素进行分析，提出相应的预防措施及安全设计。

关键词：双氧水装置；安全设计；工艺系统设计

引言

随着过氧化氢的广泛应用，过氧化氢装置的安全性能受到重视。如果过氧化氢生产装置的设计和运行出现问题，将发生严重事故。2012年，中原大华215过氧化氢装置严重燃烧爆炸事故凸显了这一问题。目前，我国过氧化氢装置的设计大多采用蒽醌技术。本文通过蒽醌工艺的工艺流程和设计，探讨了过氧化氢装置的相关安全问题。

1双氧水装置的危险有害物质因素

过氧化氢装置包含过双氧水、氢气、工作流体和其他混合物。氢气主要分布在装置内的过滤器、加氢塔和氢气缓冲罐中。一旦发生氢气泄漏，会引发爆炸、火灾或中毒等事故。阀门和容器之间的连接处容易发生氢气泄漏。过氧化氢是一种无色、无味、不可燃的强氧化剂。当浓度高时，会导致其他物质燃烧。一旦在高温下加热，会迅速分解，引发中毒、爆炸等危险事故。过氧化氢本身是一种不可燃材料，其爆炸系数不高。然而，由于它存在于装置的每个单元中，其分布范围广且易于分解，因此爆炸范围也广。过氧化氢装置中工作流体的主要成分是三甲基苯，它是一种火灾危险物质。一旦工作流体泄漏或氧气含量过高，也会发生爆炸等事故。在过氧化氢装置中，事故也可能由其他物质引起。例如，生产中使用的碳酸钾、三甲苯或过氧化氢烟雾会造成一定程度的危害。因此，该装置的安全性能是过氧化氢装置生产中最重要的问题。

2蒽醌法制备双氧水的工艺流程

蒽醌法是全球工业过氧化氢生产中最主流和最常见的生产方法。蒽醌法制备过氧化氢主要以2-乙基蒽醌为主要载体，然后以磷酸三辛酯和重芳烃为溶剂制备混合液体工作溶液。当工作流体在固定床中经受一定温度时，在压力、温度和催化剂的作用下，它将与氢气发生氢化反应。反应后，工作溶液和空气中的氧气再次被氧化，最终获得的氧化溶液被提取并用纯水纯化以获得过氧化氢，该过氧化氢在工作溶液处理后被回收。整个工艺流程分为加氢、氧化、萃取提纯、处理、浓缩等工序。作为核心，加氢效果取决于催化剂的性能。钯催化剂是蒽醌工艺的关键原料。在生产过程中，应结合其特点进行合理有效的控制，避免钯催化剂在生产中的影响，造成资源浪费，影响产品质量。

3蒽醌法工艺的安全设计

综上所述，提出了过氧化氢生产中涉及的危险和有害物质。它具有较高的爆炸系数，因此在设计中应避免此类风险事故。

（1） 蒽醌过程中，氧化过程和萃取过程属于酸性环境，氢化过程和处理过程属于碱性环境。由于环境不同，过氧化氢在碱性环境中会迅速分解，导致火灾等事故。因此，在其氧化反应之前，需要进行适当的加酸处理，在氧化塔的入口管线上安装报警检测，以避免氧化液呈碱性，并在蒽醌法的每个过程中设置分析点，随时监测工作液的pH值。在使用的相关设备中，应定期进行液体排放，以避免由于酸性和碱性废液的混合而分解过氧化氢，并根据其酸碱度将废液分类并排放到相应的废液罐中。

（2） 当稀过氧化氢的进料浓度较高时，其总有机碳安全限值较低，产品质量也会下降。稀释产品带入的杂质将残留在装置蒸发器底部，这可能会由于杂质的影响而导致爆炸，或者剩余的杂质可能会发生氧化反应。因此，应在蒸发器底部安装脱盐水注入管道和高温报警装置，并安装开关阀，以及时降低注水温度，控制过氧化氢的分解速度。

（3） 压力容器最高点设置监测报警信号，加氢塔工作液进料和出料设置分离器，加氢过程中设置氢气泄漏报警信号。在每个部分的设备中设置实时监控。氢气系统、氮气系统和工作流体系统应进行隔离设计。完全隔离酸碱工作液，防止其影响过氧化氢的分解。氢气系统和重要设备的入口处应设置相应的灭火装置。

（4） 在过氧化氢生产装置中，选用优质不锈钢材料与原料和工作流体接触。其次，选择碳含量低的奥氏体不锈钢与过氧化氢接触。球阀用作与过氧化氢接触的阀门，因此可以快速切断。由于工作流体中的强腐蚀性，应使用聚乙烯作为垫片密封材料。同时，如果在氢化过程中工作流体的温度较高，则不能使用聚乙烯，以避免热变形和材料泄漏。

（5） SIS系统设计在过氧化氢装置中，能够及时报警监控生产过程中的潜在危险，有效防止事故的发生。安全仪表的设计应与过氧化氢装置的工艺一致。操作员在操作过程中很容易忽略相关安全仪表系统的操作。如果SIS系统使用得当，可以减少过氧化氢装置异常时事故造成的危害和损失，保证正常生产运行。如果使用不当，会干扰操作。因此，操作员必须确保能够合理设置联锁控制，并定期检查传感器等配套设备。信号报警和动作设定值的范围必须满足生产要求，以确保SIS系统的稳定运行。

（6） 由于提取液中含有过氧化氢分解产生的氧气，会导致提取液在管道中流动更快，并在管道中产生静电，引发爆炸事故。因此，应在流出的提取液中混合一定量的水，并通过分离器将水分离，以避免发生事故。过氧化氢装置起火的重要原因包括产生静电。装置生产过程中涉及的氢气、重芳烃和其他物质将加速其在管道中的流速，并因过氧化氢分解产生的氧气燃烧而产生静电。因此，在装置的设计中，应首先消除静电的积聚，然后通过接地导体将带电物体的静电荷引入地球。设备管道应用铜板接地或在通风管道中安装灭火器，以减少静电的产生。

（7） 一旦过氧化氢的加热温度过高，它会迅速分解，最终浓缩过程将在真空下进行。降低工作温度。浓缩过程包括蒸发器和蒸馏塔的操作。为了确保工作液体能够在真空环境中顺利地进入正常环境，有必要在两个不同的环境之间设置液滴。确保过氧化氢在分解过程中释放压力，确保整个过程操作的安全，同时节约能源。

4双氧水装置设备的安全措施

由于蒽醌过氧化氢装置的生产涉及到许多易燃物质，如果在生产过程中发生泄漏，将极大地引发事故。因此，在设计中，应将厂房变成半开放式，泄漏的气体可在这种环境下及时吹走，避免积聚，改善设计车间的操作环境，加强对工作人员人身安全的保护。其次，要加强对相关人员的操作培训和安全教育学习，提高其安全意识和实际操作技能。在操作过程中，可以避免错误，避免各方面的事故。

结束语：

蒽醌法是生产过氧化氢的成熟技术。尽管它在世界范围内广泛用于过氧化氢的生产，但在设计中应根据相关的国家和行业标准和法规了解装置的工艺流程。应不断加强安全事项的设计，并在操作中尽量减少操作错误，以避免事故造成的损失。通过对过氧化氢装置安全设计的具体分析和研究，进一步加强了蒽醌工艺技术中的安全措施，加强了工作人员的人身安全保障，全面减少了事故的发生。

参考文献

李镇东. 双氧水装置的安全设计[J]. 化工设计, 2018, 28(6):4.

银书, 韦岸鑫, 杨贻平. 双氧水装置氧化液泵气缚现象浅析[J]. 中氮肥, 2021(1):4.

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