化工院全酸性先进工艺专有技术助力双氧水项目生产装置本质安全

发布时间：

2023-05-09 10:03

来源：

经营计划部

作者：

杨任

为深入贯彻党的二十大和习近平总书记关于安全生产重要指示批示精神，应急管理部每年年初印发《危险化学品安全监管工作要点》，坚持以“一防三提升”（防控重大安全风险、提升本质安全水平、提升人员技能素质水平、提升信息化智能化管控水平）为着力点，要求防控重大安全风险时，加强高危细分领域（含过氧化企业）安全风险管控和专项治理；2023年又印发《过氧化企业安全风险隐患排查指南(试行)》，进一步强化过氧化工艺企业安全风险辨识和管控。近年来，国内双氧水生产装置2023年5月、2021年10月、2016年4月、2013年7月、2012年8月、2006年6月、2004年4月已发生多起不同程度爆炸事故，造成相关人员伤亡。
双氧水，即过氧化氢，双氧水生产过程主要涉及到配制工序、氢化工序、氧化工序、萃取净化工序、干燥工序等，氢化工艺与过氧化工艺主要风险为氢气闪爆、过氧化氢分解爆炸、芳烃燃烧等以及反应过程中反应失控的风险。双氧水作为强氧化剂，不稳定，极易发生分解，在分解时会放出大量的热量，如有金属、盐类以及杂质混入其中，可能会加剧分解的过程，进而引发爆炸。双氧水生产过程中的爆炸事故，主要是系统呈碱性或系统中有金属离子杂质，引发过氧化氢分解放热加剧导致爆炸，相关爆炸原因分别表现为：（1）双氧水装置工作液配置釜用于回收工作液时，吸入大量双氧水，而釜内可能呈碱性造成双氧水剧烈分解，引发配置釜超压爆炸；（2）碱液槽与重芳烃槽共用，造成碱液混入重芳烃中，致系统呈碱性，引发双氧水分解爆炸；（3）氧化塔中的氧化工作液呈碱性（要求氧化液呈弱酸性），紧急停车后，在酸性储槽中的双氧水在碱性条件下迅速分解并放热，产生高温和助燃气体氧气，引起密闭的储槽容器压力骤升而爆炸；（4）在双氧水萃取过程中，萃取用纯水呈碱性导致萃取塔内双氧水的加速分解，分解产生的氧气及残留空气与低沸点物料形成易燃易爆混合气体，遇装置系统未导出的静电发生爆燃；（5）钯催化剂及白土床中氧化铝粉末随氢化液进入到氧化塔中，引起双氧水分解，塔内压力、温度升高导致氧化塔上塔爆炸；（6）双氧水车间内氧化残液分离器排液后，造成氧化残液分离器内残液中的双氧水分解产生的压力得不到及时有效的泄压，极度超压导致氧化残液分离器发生爆炸。

化工院在双氧水工艺技术上已形成专有技术品牌，多年来一直采用国内先进、本质安全的全酸性体系双氧水工艺（取消萃余工作液碱处理工序），工艺流程源头上杜绝了可能产生以上相关爆炸原因的不安全隐患，高氢效、高产品品质、流程安全简捷，避免氧化铝粉末污染触媒的缺陷，大大提高触媒使用周期，工作液少量体外自动碱洗方式有效避免装置串碱，工艺装置本质安全上具有独特领先优势。基于此工艺技术的先进性，化工院荣获中国石油和化工勘察设计协会“新工艺—全酸性工作液条件下双氧水制备工程设计”2015年专有技术（专有技术号ZYJS2015-027S)、2020年专有技术延续（专有技术号ZYJS2020-009SR)。

全酸性工作液体系制备双氧水工艺技术优势主要体现在催化剂的制备与选型、新型工作液的配制、工艺设备的改进与优化、独特的生产工艺和控制系统设计、完整与高效的安全环保体系等诸多方面，和传统的双氧水制备工艺技术相比，化工院专有技术优势明显：（1）取消了萃余工作液碱处理工序，杜绝了生产过程中带碱可能引发的安全事故，工艺方案上双氧水装置为本质安全；（2）使用高活性高选择性新型固定床钯催化剂，大幅度降低了催化剂使用量并减少了副产物生成量；（3）采用新型工作液体系，提高单位体积工作液的生产效率，从而降低装置能耗，减少了装置投资；（4）采用新型高效加氢工艺，充分发挥催化剂性能，有效抑制了副反应发生；（5）设计采用高效率的萃取塔，确保了高萃取浓度和低萃余；（6）使用萃余工作液真空脱水技术，确保工作液中水分含量达标；（7）使用工作液体外洗涤再生技术，保障工作液体系组分的相对平衡。

化工院作为省级化工医药设计院、省产教融合“研究生联合培养基地”，深耕化工、石化、医药、建筑、市政六十多年，资质、资格在行业部院、省院中处于领先地位，具有雄厚、优久的技术实力和技术底蕴，相关技术“专精特新”、特色鲜明、优势明显，拥有湖南省工信厅“省企业技术中心”、长沙市科技局“市电化学储能材料技术创新中心”、长沙市发改委“市企业技术中心”三个技术创新平台。依托业绩丰富、技术领先的化工工艺核心专利、专有技术，持续加大科技研发力度，加强省级技术专家团队建设（180余人次成为省部级、市级及行业各类专家库组长、资深专家），依托研究生联合培养基地，加强与知名高校、科研院所的技术交流和合作，工艺技术路线及方案上不断迭代升级。拥有已建成29套双氧水装置工程设计的丰富业绩及3个国内外双氧水总承包项目业绩，全酸性工作液体系制备双氧水工艺技术已成功应用于广西田东达盛化工双氧水项目，建成国内首套2万吨/年（2014技改到6万吨/年）固定床法全酸性工作液体系工业生产装置。项目建成投产后，在国内双氧水行业引发轰动效应，凭借独有的核心竞争力和科技领先带来的成本优势，引起业内高度重视。该专有技术已成功应用于中石化长岭分公司10万吨/年双氧水法制环氧丙烷工业试验装置（年产30万吨27.5%双氧水）、河南宏大化工年产15万吨（27.5%）双氧水项目、内蒙古达康实业10万吨/年（27.5%）过氧化氢项目、乳源东阳光电化厂8万吨/年双氧水技改（8万吨改14万吨）工程等多个项目。

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