通过对国内现役双氧水生产装置进行调研,同时结合国内外其他涉及双氧水生产厂家的情况,分析并指出了生产过程中可能出现的危险有害因素,进而提出了相应的对策措施,为企业消防事故及安全生产提供参考。
1前言
双氧水(过氧化氢,H2O2)生产有电解法、异丙醇法和蒽醌法,由于蒽醌法原料简便易得,且大量节省能耗,近几年得到普遍发展。但是在双氧化蒽醌法生产过程中还是存在着多种危险危害因素,一旦发生事故可能造成极为严重的后果。我对国内某双氧水现役装置进行了调研,同时查阅了国内外双氧水生产的资料和国家安全生产规范与标准,在经有关专家论证后,对双氧水生产过程中可能遇到的危险有害因素进行了辨识与评价,同时提出了相应的对策措施。
2双氧水装置流程简述
双氧水生产采用蒽醌法钯催化剂固定床氢化工艺,该法以重芳烃和磷酸三辛酯为溶剂,以2-乙蒽醌为溶质,配成工作液,工作液与氢气在钯剂的作用下催化氢化,得到氢蒽醌溶液即氢化液,氢化液经空气氧化,得到H2O2和蒽醌的混合液即氧化液,氧化液经萃取分离出H2O2,再经净化处理为合格的H2O2(27.5%)。分享出的蒽醌溶液经后处理除去其中夹带的H2O2,作为工作液返回氢化工序。稀品H2O2还可经精馏浓缩成浓品H2O2。整个工艺过程中,蒽醌、芳烃和磷酸三辛酯组成的工作液循环使用,仅有少量工艺损耗,主要物耗为该厂合成氨系统的副产品氢气,电耗全部为动力电耗,因而具有原料简便、能耗较低的优点。其工艺流程图1。
图1 双氧水生产简易工艺流程图
2危险及有害因素分析
双氧水生产的火灾危险性分类按照《建筑设计防火规范》第3.1.1条的要求是属于甲类,其生产的原料氢气和重芳烃是众所周知的易燃易爆物质,其产品过氧化氢是一种强氧化剂,生产过程中涉及到的危险、危害物质,品种多、数量大,可以说该工艺流程是用危险的原料生产危险的产品。因此,双氧水生产的主要危险因素是火灾和爆炸,另外还有毒害、腐蚀及其他危险及有害因素。
2.1生产过程危险及危害因素分析
本工艺使用芳烃、磷酸三辛酯、氢气等可燃性物质,在催化剂的作用下,经过化学反应生成具有强氧化性的过氧化氢,通常情况下,不允许H2O2与有机可燃物在一起。该装置是利用工作液与氢气一起,通过催化氢化反应得到氢化液,后者再通过与空气中的氧进行氧化反应,使溶液中的氢蒽醌还原成原来的蒽醌,同时生成过氧化氢。尽管工艺过程是在可控的条件下操作,但生产中客观地存在着不安全因素。
工作液中的2-乙基蒽醌被催化氢化时,在酸性条件下会发生某些副反应,而氧化时又生成了过氧化氢。过氧化氢在碱性条件下会加速分解,为此,要求在氢化工序保持弱碱性,而在氧化工序保持酸性,以保持蒽醌的有效使用寿命和过氧化氢的稳定性,在后处理工序又要求保持碱性,以分解循环工作液中夹带的过氧化氢。如果操作不当就会导致酸、碱物质串混,带来危险。
过氧化氢在使用中所发挥的强氧化性长处,正是生产中要预防的短处,即要求生产中不能混入与之“相关”的物质,这就对全套生产装置、包装材料乃至贮运设备都提出了苛刻的要求,正是H2O2生产和使用的这一矛盾,给安全生产带来了一定难度。