[发明专利]蒽醌法生产过氧化氢的零排放氧化装置和方法

说明书

本发明涉及过氧化氢制备领域，公开了一种蒽醌法生产过氧化氢的零排放氧化装置和方法。本发明的氧化装置包括氧化塔(4)和氧化液受槽(7)；其中，所述氧化塔(4)通过气体供给单元(3)供给富氧气体，通过氢化液入口(1)导入氢化液，用于将所述氢化液和所述富氧气体进行氧化反应得到含过氧化氢的氧化液，并将所述氧化液通过氧化液导出管(6)导出并储存在所述氧化液受槽(7)中。本发明的装置和方法具有良好的安全性，可保障装置安全稳定运行，并且合理利用了氧化液受槽中过氧化氢分解产生的氧气。

技术领域

本发明涉及过氧化氢制备领域，具体涉及一种蒽醌法生产过氧化氢的零排放氧化装置和方法。

背景技术

过氧化氢是世界主要的基础化学产品之一，目前，蒽醌法双氧水生产工艺是其主要生产方法。蒽醌法生产过程是：在催化剂的存在下，在一定的温度和压力下，由烷基蒽醌和混合有机溶剂按照一定的比例配成的工作液中的蒽醌与氢气发生氢化反应，生产相应的氢蒽醌(氢化阶段)，此时，工作液成为氢化液；然后，氢化液进入氧化塔，其中的氢蒽醌与氧发生反应，生产蒽醌和过氧化氢(氧化阶段)，此时氢化液成为氧化液；接下来，氧化液进入萃取塔，经纯水萃取后得到过氧化氢水溶液，即双氧水，萃余液经后处理后成为工作液，循环回氢化单元继续加氢反应。

在现有生产工艺中，氧化反应大多数以空气为氧源，空气中的氧气参与氧化反应，氮气作为尾气排放入大气。工作液中的有机溶剂一般采用非极性溶剂和极性溶剂配制而成，其中非极性溶剂多为具有一定挥发度的高沸点芳烃，所以尾气中会携带出一定量的芳烃。此部分芳烃需要通过冷却、气液分离、吸收、吸附、涡轮膨胀等方法进行回收，一方面是原料成本方面的考虑，一方面是要达到环保要求。随着环保要求的不断提高，现有的技术手段的处理成本越来越高，导致双氧水的生产成本不断升高，且面临环保不达标被关停的风险。

此外，氧化塔的底部会产生含有过氧化氢的水相，称为氧化残液，这部分双氧水稳定度低，需要及时排除，否则有爆炸的风险。这部分水主要是空气带入的水蒸气，以10万吨/年的装置计算，如果环境温度30℃的话，带入的水蒸气全部凝结会产生1500kg/h的水，假设空气压缩机为等温压缩，经压缩后实际冷凝水量为250kg/h。由此可见，采用空气作为蒽醌法生产过氧化氢的氧源，能耗高、不环保，还存在氧化残液的安全隐患。

除此以外，工作液经氢化和氧化后成为氧化液，进入氧化液受槽，该氧化液中含有过氧化氢，会分解产生氧气，形成富氧环境，工厂实际测试数据显示，氧化液受槽内氧气浓度可能到达25％左右。同时，工作液中的轻组分会挥发到气相空间中，形成进入燃爆区间的气体组成，危险性极大。例如，均三甲苯在空气中的爆炸极限为0.9％-7％，在富氧环境下，爆炸极限的范围更宽。因此，需要在氧化液受槽中采取安全措施，消除此安全隐患。目前的处理方法是在槽顶部设置氮气线，不断鼓入氮气，稀释该气体空间，但是由于氮气量太小，无法将气相组成降低到爆炸下限以下。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的氧化塔尾气排放中有机物含量超标、氧化残液分解爆炸以及氧化液受槽气相燃爆问题，提供一种蒽醌法生产过氧化氢的零排放氧化装置和方法，该装置和方法具有良好的安全性，可保障装置安全稳定运行，并且合理利用了氧化液受槽中过氧化氢分解产生的氧气。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种蒽醌法生产过氧化氢的零排放氧化装置，该氧化装置包括氧化塔和氧化液受槽；

其中，所述氧化塔通过气体供给单元供给富氧气体，通过氢化液入口导入氢化液，用于将所述氢化液和所述富氧气体进行氧化反应得到含过氧化氢的氧化液，并将所述氧化液通过氧化液导出管导出并储存在所述氧化液受槽中；所述氧化液受槽的尾气导出口通过氧化液受槽尾气循环管线连接气体供给单元的富氧气体导入管线；所述氧化塔的尾气导出管连接冷凝器，所述冷凝器用于分离所述氧化塔的尾气中的有机成分。

优选地，所述冷凝器的气体导出管通过氧化塔尾气第二循环管线连接所述氧化液受槽。