2-乙基蒽醌法生產雙氧水的原理是:2-乙基蒽醌是生產雙氧水的載體, 混合溶劑包括重芳烴以及磷酸三辛酯, 配制成工作液, 將工作液與氫氣一同通入到氫化床內, 再加入催化劑, 此時生成的氫蒽醌所得的溶液就是氫化液。氫化液隨后被空氣內的氧氣所氧化, 那么蒽醌就會被恢復, 雙氧水也會同時生成, 所得的溶液就是氧化液。因為雙氧水在水中的溶解度與在工作液中的溶解度不同, 而且兩種溶劑的密度也不同, 就可通過純水萃取氧化液中的雙氧水。
1 雙氧水本身以及生產原料的危險性
(1) 雙氧水雙氧水的穩定性與其濃度沒有直接關系, 但是當雙氧水接觸到重金屬、堿性物質以及粗糙的容器表面, 或者受到光、熱作用的影響就會迅速的分解, 同時釋放出大量的熱量和氧氣。反應速度與溫度、p H值及雜質的含量呈正相關。當溫度升高10℃, 雙氧水的分解速度就會快1.3倍, 這種分解的過程也會促使溫度的升高, 這種相互促進的過程, 給生產過程造成了極大的安全隱患。當雙氧水溶液的p H值為7時, 溶液最穩定, 當p H值低于7時 (呈酸性) , 溶液不會有很大反應, 但是當溶液的p H值高于7時 (呈堿性) , 這種穩定就會被打破, 分解的速度越來越快。當雙氧水接觸到含堿成分的物質 (如K2CO3、Na OH等) 或重金屬時就會快速的分解。
當高濃度的雙氧水接觸到可燃性液體、蒸汽或者氣體時, 可能會出現燃燒的現象, 嚴重時甚至會發生爆炸。在生產過程中, 要嚴格控制工作液堿度、氧化液酸度、萃余液中雙氧水含量等指標, 保證雙氧水及含有雙氧水的物料不與堿類物質、重金屬及催化性雜質接觸, 另外還要杜絕工作液、芳烴蒸氣和氫氣與空氣 (氧氣) 混合, 以免發生著火爆炸事故。隨著雙氧水濃度的不斷提升, 發生爆炸的可能性也不斷增加。在正常壓力下, 氣相中雙氧水爆炸極限質量分數為40%, 與之相對應的溶液中的質量分數為74%。當壓力降低時, 爆炸的可能性降低, 所以為了安全操作和貯存可以再負壓下進行操作。雙氧水是一種功效很強的氧化劑, 一些有機物和無機物都可以被其氧化。
(2) 重芳烴重芳烴是一種混合性的可燃液體, 主要由石油工業鉑重整裝置制造, 由三甲苯、四甲苯構成, 另外這種混合物還具有少量的二甲苯、苯及膠質物。在可燃的情況下, 重芳烴就會發生燃燒現象。當空氣中混入了這種蒸汽, 就會形成擁有爆炸性的混合物, 一旦超過爆炸臨界點, 在外因的作用下就會發生爆炸事故。
(3) 氫氣氫氣具有易燃易爆的特點, 如果其混入到空氣、氧氣等可燃性氣體中, 就會形成爆炸性混合氣體。在氧氣中, 氫氣的爆炸極限為4.7%~94%;在空氣中, 則為4%~74%。但是, 爆炸極限數值會受到溫度、壓力、惰性、介質、容器材料以及能源等諸多因素的影響, 而發生改變, 所以爆炸極限數值不是一個固定值。
(4) 催化劑蘭尼鎳和鈀是雙氧水生產過程中兩種主要的催化劑。蘭尼鎳暴露在空氣中會發生自燃現象, 應該將其保存在水或其他可以保存的溶劑中, 在使用的過程中切不可讓其與空氣接觸, 更不可影響到其他工序的操作。鈀相較于蘭尼鎳更加穩定, 但是如果漏入到氧化或萃取系統中, 或者雙氧水進入到氫化塔中, 會導致雙氧水出現劇烈的分解反應。
2 分析各個生產工序的安全性
(1) 氫化的工序當氧化塔中進入了可能會導致催化劑中毒的雜質或因為操作不當導致空氣、氧氣或者雙氧水含量比較高的工作液時, 就會引起爆炸。
(2) 氧化工序的安全性在氧化塔中存在有機溶劑、雙氧水以及幫助燃燒的氧氣, 一旦氧化塔內進入了可以分解雙氧水的雜質, 如堿性物質、重金屬、催化劑粉末等, 就會發生燃燒或爆炸。因為氫化液是一種弱堿性液體, 為了保持雙氧水的穩定性, 應該向氧化塔中加入磷酸, 中和這種堿性。在氧化過程中生成的雙氧水, 極少量的會被由于少量雙氧水分解產生的少量水萃取出來, 形成了氧化殘液, 其中積聚了大量的雜質和濃度很高的雙氧水, 穩定度很低。這些殘液需要定期進行排放, 一但出現操作或設計上的失誤, 可能會發生爆炸。為了避免這種情況的發生, 要在貯存氧化殘液的容器上安裝安全閥, 保證在分解過程中所產生的壓力能被及時泄掉。
(3) 凈化和萃取工序的安全性在兩個塔內貯存大量的雙氧水, 只要能夠導致雙氧水發生分解的雜質進入到塔內, 如堿、金屬離子等, 就會造成雙氧水出現劇烈的分解反應。這些雜質之所以能進入塔內, 都是因為作業夾帶造成的。近幾年中, 這道工序發生的事故最多。
(4) 后處理工序的安全性后處理工序的主要作用是利用濃碳酸鉀溶液除去萃余液中多余的雙氧水和水分, 并將酸性萃余液轉為堿性, 同時利用活性氧化鋁再生蒽醌降解為有效蒽醌。
(5) 配制工序的安全性該工序的主要作用是利用重芳烴、磷酸三辛酯以及2-乙基蒽醌配制工作液;用氫氧化鈉溶液再生工作液中降解物;將重芳烴經過蒸餾提純后用于配制工作液以及回收、清洗無用的工作液等。因為配制工序操作復雜, 并經常變換流程。溫度和壓力, 還與雙氧水、堿液、工作液以及重芳烴等危險廢料有所接觸, 所以非常容易發生惡性爆炸甚至更嚴重的惡性事故。
(6) 濃縮工序的工序該工序主要任務是通過蒸發精餾的方式, 把雙氧水的質量分數提高到50%以上。雜質富集的過程就是雙氧水的濃縮過程, 而且這些雜質包括能導致雙氧水分解、爆炸或燃燒的無機鹽類和有機物, 進料雙氧水稀品中雜質越多, 事故造成的影響就會越大。在雙氧水中加入大量純水稀釋, 可以抑制雙氧水分解過快的問題, 同時也能降低雙氧水的雜質濃度以及溫度。所以, 在設計的過程中應該考慮在必要的時候加入純水的措施。
3 應對措施
(1) 設計方面的應對措施所有設計圖紙都要體現出安全性, 對于可能發生的事故要有充足的應對措施。比如在事故容易發生的部位加設安全裝置, 如安全閥、防爆膜等;對于一接觸到就會發生不良反應的物質, 要將兩者盡量隔離開來, 管道之間最好不要閥門連接, 以防因為開錯閥門而導致的泄露事故;存有大量雙氧水的萃取塔、精餾塔等設備, 當發生的分解反應過于激烈, 導致溫度急劇上升時要及時注入純水稀釋。
(2) 嚴格按照操作規程執行因違反操作規程而出現的事故很多, 所以, 為了減少這種事故的發生, 每個生產指揮者和操作人員都必須熟知操作規程并嚴格執行。
(3) 加強安全生產技術管理和安全教育保證生產安全的根本措施就是加強安全生產技術管理和安全教育, 負責這項工作的人員應該熟練掌握相關的生產經營活動安全生產知識以及具備一定的管理能力。對相關操作人員進行安全教育培訓, 確保每位操作人員的安全知識都能過關。
(4) 組建專門負責安全生產的相關組織機構此組織機構建立主要是為了更好執行國家關于安全生產的有關法律、法規;根據企業的實際運作狀況制定安全生產規程并監督規程的執行情況;制定有針對性的規章制度, 如崗位責任制度、巡回檢查制度、安全管理制度等。
(5) 嚴格執行國家有關安全生產的相關政策2002年11月1日開始執行的中華人民共和國安全生產法明確指出:安全生產管理, 堅持安全第一、預防為主的方針。其目的為了保證員工在生產過程中的安全性, 預防和避免發生安全事故, 使廣大人民群眾的生命財產安全有所保證, 人們可以安居樂業。
4 結語
總而言之, 蒽醌法生產雙氧水的過程是一種非常危險的化工生產過程, 在生產的過程中比較容易發生事故, 且事故性質相對偽劣, 為了預防和避免這些事故的發生, 在設備的設計過程中就要體現出安全性, 操作過程要嚴格按照規程進行, 加強工廠各部門的安全技術管理以及從業人員的安全教育, 認真執行國家的安全生產政策。
摘要：蒽醌法生產雙氧水的過程是一種非常危險的化工生產過程。本文闡述了蒽醌法生產雙氧水的危險性, 并對易發事故的原因進行分析, 總結歸納出事故發生的原因以及預防措施。
關鍵詞：蒽醌法,雙氧水,生產管理,安全技術要點
參考文獻
[1] 鄭四仙.關于蒽醌法雙氧水生產安全控制的研究[J].化工管理, 2014, 09:31-32.