康彬
（黑龙江昊华化工有限公司，黑龙江 齐齐哈尔161033）
［摘 要］ 黑龙江黑化集团有限公司原有2套双氧水装置（一套千吨级生产装置，一套万吨级生产装置），在其20多年的生产中，解决了不少问题，但因双氧水生产用原料氢气源自煤制合成氨装置弛放气膜分离氢回收系统，氢气纯度最高只能达到92%（体积分数），由此导致了诸多问题。随着黑化集团的停产关闭，其2套双氧水装置搬迁至黑龙江昊华化工有限公司异地重建，双氧水生产所用原料氢气源改为采用黑龙江昊华氯碱装置副产的纯度≥99.9%（体积分数，干基）的氢气，由于原料氢气纯度大幅提高，加之采取了一系列的预防措施，解决了新钯催化剂投用初期出现的蒽醌组分大量降解的问题，以及生产中副反应产物——降解物过多的问题，2套双氧水装置均实现了安、稳、长、满、优运行。
［关键词］ 双氧水装置；运行情况；氢气纯度；异地搬迁重建；弛放气膜分离氢回收系统；氯碱装置副产氢气；降本增效
［中图分类号］ TQ123.6［文献标志码］ B［文章编号］ 1004-9932（2019）01-0075-03
0 引 言
黑龙江黑化集团有限公司（简称黑化）第1套双氧水装置（简称千吨级装置）于1990年9月投产，由黎明化工设计院设计，设计产能为27.5%双氧水3.5 kt/a，后历经改造，27.5%双氧水产能达到7 kt/a；第2套双氧水装置（简称万吨级装置）于1995年12月投产，由天津化工设计院设计，设计产能为27.5%双氧水12 kt/a，后历经改造，27.5%双氧水产能达18 kt/a。双氧水生产用原料氢气来自煤制合成氨装置弛放气膜分离氢回收系统，其纯度通常为85%～90%（体积分数,下同），最高只能达到92%，其余组分为N2≤1.6%、CH4≤2.0%、Cl2≤10×10-6、CO≤10×10-6、CO2≤25×10-6、总硫≤0.1×10-6、Hg≤0.1×10-6、NH3≤30×10-6，原料氢气露点以冬季不结冰为准。
近年来，由于黑化的停产关闭，其2套双氧水装置全部搬迁到黑龙江昊华化工有限公司（简称黑龙江昊华）生产基地内。本异地搬迁重建项目于2016年2月立项，2016年4月与黎明化工设计院签署设计合同，2016年7月4日招标由中国化学工程第十六建设有限公司承建，2016年7月12日开始土建；黑化原址设备拆除则同时进行，2016年10月25日完成设备拆除，随即进行异地安装、设备钝化、管线吹扫、打压试漏等。2017年4月27日，利用黑龙江昊华氯碱装置副产的氢气作为原料气，千吨级装置一次投料开车成功，并于2017年4月29日生产出质量合格的27.5%双氧水产品；万吨级装置装置于2018年1月8日一次投料开车成功，并很快生产出质量合格的27.5%双氧水产品。双氧水装置搬迁至黑龙江昊华并更换原料氢气气源后，系统开车及工艺调节均比较顺利，为双氧水装置的稳定生产和降本增效创造了条件。以下就搬迁前黑化双氧水装置的运行状况及搬迁至黑龙江昊华后双氧水装置的整改、运行情况作一介绍。
1 搬迁前黑化双氧水装置的运行情况
黑化双氧水装置采用蒽醌法生产工艺，由氢化工序、氧化工序、萃取工序、净化工序、后处理工序、配制工序组成。2套双氧水装置自投产以来，遇到过许多异常现象，包括钯催化剂失活、萃取塔积料、新催化剂投用初期组分易降解而系统负荷提不上来、低产高耗等。20多年来，我们将生产实践与理论相结合，解决了一个又一个的技术难题，保证了装置的安全、稳定运行。但是有一大问题，双氧水生产用的原料氢气来自煤制合成氨装置弛放气膜分离氢回收系统，氢气纯度不够高，我们一直认为，系统内产生的羟基蒽酮、蒽酮、环氧化合物等降解物，是导致上述诸多异常问题的主要原因。因此，一直以来我们都想尽办法来提高氢气纯度，甚至更换膜分离设施等，但最终原料氢气纯度也只能提高到92%。2套双氧水装置生产中存在的问题具体如下。
（1）原料氢气纯度低且含NH3量异常。黑化双氧水生产用的原料氢气来自煤制合成氨装置弛放气膜分离氢回收系统，氢气纯度不够高，双氧水厂发生过原料氢气纯度低且含NH3量异常的现象，后果比较严重，险些酿成装置爆炸、人员伤亡的重大事故。因煤制合成氨装置弛放气膜分离氢回收系统水泵跳车，发生过NH3被带入氢气中的事故，幸好发现及时，迅速切断了气源，但因发现时已有不少NH3带入双氧水生产系统，造成其生产紊乱，萃取塔发生液泛、工作液发生乳化、氧化工序的生产由酸性环境变成了弱碱性环境、后处理工序带水及带碱量大，双氧水生产系统被迫低负荷运行，装置一段时间内处于产量低、消耗高、成本高的状态。虽然采取了各种措施，但这种不良状态还是会持续较长时间系统才会恢复正常生产。
（2）新钯催化剂投用初期系统被迫低负荷生产。新的钯催化剂装填、活化完毕后投用，会出现如下问题：由于蒽醌易降解，导致工作液组分总蒽醌含量下降，四氢-2-乙基蒽醌含量增长过快且含量偏高，2-乙基蒽醌含量下降较快且含量偏低，氢化反应陷入困境；萃取塔积料现象严重。系统被迫低负荷生产，呈现产量低、单耗高的不利局面。
（3）氢化效率偏低。双氧水生产系统的氢化效率只能达到6～7 g/L，影响双氧水产能的进一步提升。
（4）三氧化二铝单耗偏高。氢化液再生床和工作液白土床内的三氧化二铝单耗达75 g/L，相较于设计值偏高。
2 搬迁至黑龙江昊华后双氧水装置的优化及运行情况
2.1 设施方面的优化措施
搬迁后，2套双氧水装置原料氢气改用黑龙江昊华氯碱装置副产的氢气，其纯度≥99.9%（体积分数，干基，下同）、O2含量≤0.02%（体积分数，干基），同时2套双氧水装置在设施方面也进行了一些优化，主要侧重于安全环保及节能降耗，具体措施有：① 新增一些仪表监测点；② 新增一些监控摄像头；③ 部分关键储槽增设泄压装置和水封；④ 氢气管线和空气管线加装安全阀；⑤ 关键机泵前增设管道过滤器；⑥ 厂房内增设火警报警设施；⑦ 氧化工序尾气回收系统新增涡轮膨胀机组和尾气吸附机组，以利更多地回收尾气中的芳烃，降低生产成本且更安全、环保。
2.2 工艺方面的预防措施
更多内容详见《中氮肥》2019年第1期