新疆中泰新鑫化工科技股份有限公司新疆乌鲁木齐830001
摘要:经济在快速的发展,社会在不断的进步,双氧水(过氧化氢)的主要用途是基于其氧化性。在医药上常作为消毒剂;在近代高空技术中曾被用作火箭燃料;还能用于棉织物及其织物漂白、纸浆的漂白及脱墨、有机和无机过氧化物的制造、有机合成和高分子合成、有毒废水的处理等。由于其化学性质不稳定,有很强的氧化性,且具有腐蚀性,使其生产过程易发生突发性及灾害性事故。
关键词:化工生产;双氧水;危险性;事故;防范措施
引言
双氧水可以划分为医用、军用、工业用三种,本文所要讲述的则是双氧水在工业方面的生产及相关安全性问题。目前工业用双氧水的生产方法有三种:电解法、异丙醇法和葱醒法。在现有的三种生产方法中,葱醒法由于原料简单、取材方便,同时具有低耗能、自动化程度高的特点,逐渐受到人们的关注,在双氧水的生产中得到了普遍的发展与应用。但双氧水在生产过程中也存在一定的安全问题,笔者结合自身经验,对葱醒法生产双氧水技术的安全性进行探讨与阐述。
1制作双氧水的方法
1)蒽醌法用烷基蒽醌溶液作为原料通入氢气,原料可以循环利用,人们在19世纪末最初制作制造双氧水。随着时间的推移,技术逐渐发展。其工艺为烷基蒽醌溶解于复合有机溶剂中,在一定压力和温度条件下通入氢气加成。在生成的氢蒽醌中通入氧气,氢蒽醌被氧化再次生成烷基蒽醌,同时生成过氧化氢。国内生产的该溶液依据含量的不同可分为三种。双氧水的行业发展至今蒽醌法是其中发展最为完善的一种方法。我国制造双氧水基本采取这种方法,在国外很多知名的工厂制造双氧水也是利用这种方法。1980年之前,我国制造双氧水,在氢气加成反应使用的催化剂搅拌釜是镍。后来催化剂由钯替代,因为比起镍,钯在工艺中优点更突出,能够扩大生产。该设施在安全和生产方面优点突出,是制作过氧化氢的重点研究对象:首先设计简单、便于安装,操作也简单,生产力也大;其次在制备过程中催化剂是不需要时常添加的,可以提高人员安全。科技发展所研发的DCS控制技术,也可以降低危险。但是现在我国氢化流化床并没有普及,也没有相关文章。我国只有两家工厂使用国外的这种技术。了大部分工厂使用的仍是蒽醌法,用钯作为催化剂或者镍-钯作为固定床。2)制备双氧水的新方法尽管用蒽醌法制备双氧水的工艺发展至今已经很完备了,但还是避免不了有机溶剂混合而带来的危险。目前研究制备双氧水的新方法的方向是找到可以替代并优于蒽醌法的方法。目前已知的生产双氧水的新型不少,比如用氢气和氧气直接反应制备,利用燃料电池的原理制备或者氧化异丙醇、甲基苄基醇等等。将这些方法应用到现实生产中,还有很大差距,因此仍在研究阶段。
2化工生产双氧水的危险性及事故防范措施
2.1其工艺危险性主要表现为三个方面:
(1)通常无机或有机过氧化物都含有过氧基(-O-O-),表现为强氧化性,因为过氧键结合力弱,断裂时所需的能量相对较低,因此遇热、振动、冲击或摩擦等都较为敏感,不稳定,极易分解,放出具有强氧化性的氧原子,甚至发生爆炸的危险。(2)过氧化物不仅极易分解爆炸,而且还特别易燃,若与有机物、纤维等可燃物、还原剂以及酸碱接触时易发生氧化发应,导致火灾。(3)由于反应产生高温的热量,致使整个反应体系的反应速度加快,体积迅速膨胀,气相组成容易达到爆炸极限,导致反应体系具有燃爆危险。最后,当封闭受热时很容易由迅速的燃爆而转化为爆轰。
2.2工作液酸、碱度
在氢化工序种,弱碱性有利于氢化反应,所以工作液碱度都在0.005彭L以上,但是工作液在氧化塔内受到磷酸的影响而发生反应,向中和状态变化时,其酸度一般都不小于0.002妙.在这样的情况下,工作液如果还是碱性的话,那么氧化塔中的双氧水则会出现分解的状态,分解过程中会出现明显的副作用,并且呈不断加剧的现象,形成大量的降解物,影响双氧水的正常分解。如果双氧水的分解达到这一状态却依然进人萃取塔,会引起塔中双氧水的剧烈分解,一旦出现任何一个细小的误操作都会对破坏萃取正常操作,严重的情况则会导致爆炸。
2.3升级工艺水平处理废水
根据以上原因,研究人员对处理步骤加以调整:(1)加大对PH的检测力度,直至达到预计标准。(2)改造反应装置,阶段性的对污水进行处理,尽力除去混杂的双氧水和有机物质。(3)设置废水检测机器连续检测废水,避免假阳性的存在。(4)扩大容纳废水的调节池,使之符合废水的排放量,具有能够抵抗负荷的能力。(5)扩大沉淀池,污水与凝聚物质可以反复多次的接触,可使污泥有效沉淀。(6)废水过滤是通过多种过滤装置。(7)以上处理后的废水,在排出前还需再次处理,降低石油类有机物的含量,避免废水处理步骤中的再次污染。加大其抵抗负荷的能力。调整后的具体操作流程如下:废水聚集到一定程度通过机器将其引入调节池中,沉淀,此时调节池中的液体会不断增加。当看到水面出现油性物质时,液位高度也达到了预计调控值,(1)调节池中的机器开始运行,将废水有规律的移入隔油池,此时调节池中的液体还是不断在上升。(2)调节池液位高度高于预计值时,机器在将废水移入隔油池的同时,调节池表面的油性物质会随着预设的管道移入另一个反应池。调节池中的液体减少,高度下降至一定程度时,机器会停止工作。在废水进入调节池前,还需加入化学物质,在机器上埋入破乳剂。进入调节池后,由于破乳剂的作用,油性物质会呈现乳化状态,易于分离。沉淀过后,由于重力的因素,浮于水面,会随着管道进入其他反应池。除去油性物质的废水进行下一步处理。首先需经过两种氧化絮凝剂的处理,待水中有机漂浮物与之充分反应后,引入机器之中,此时,水面可以清晰地看到夹杂在水中的有机杂质,可以轻松除去。除去后,调节PH至6到9后,进行下一步处理——过滤,在沉淀池中停留以及过滤装置的作用处理后,废水的处理基本完成。检测阶段则配制了智能电脑对成分进行有效分析。该工艺大大减少了人力的浪费。
2.4安全措施
在H2O2的运输和储存环节,必须防止受热或日光直射,要求贮存于阴凉、清洁、通风的仓库内,并远离一切火源、热源,仓库内的温度应控制在40℃以内。要经常检查容器密封情况,要求容器桶口向上,避免其倒置或跌落。H2O2必须与易燃或可燃物、还原剂、碱类、金属粉末等分库储存,不能与纸片、木屑等接触。搬运环节,要求轻装轻卸,严格防止包装及容器损坏,如若有包装破损或渗漏情况必须立马清理更换,并用水冲洗渗漏液。储存H2O2的仓库必须保证有充足的水源和相应的消防应急救援设施,库内应按要求使用防火防爆的电子设备及装置。
结语
在精细化工生产中,H2O2因为它的是强氧化性,加之其无论作为氧化剂还是还原剂都很“干净”,因为它通常反应后的产物不容易留下杂质,甚至不产生污染介质,可以有效地保护环境而被广泛使用。总之,协调、解决在生产、储存、运输、经营、使用、废弃处置各个环节中的重大安全问题,通过采用先进的科学技术和标准化手段,建立健全形成一个安全监管的良性循环机制至关重要。尤其是在H2O2生产过程中不能混入各种杂质,在储存、包装和运输过程中,对外部条件和容器材质的也要求相当严格,按规定H2O2应当用专门的包装桶和运输槽车,包装桶还要求设置有气孔,防止其分解爆炸。只有严格遵守有关法律法规,才能最终提高我国危险化学品的安全生产和管理水平。
参考文献:
[1]韩世奇,韩燕晖.危险化学品生产安全与应急救援[M].北京:化学工业出版社,2008:77.
[2]刘彦伟,朱兆华,徐丙根.化工安全技术[M].北京:化学工业出版社,2011:156.
[3]张海峰.常用危险化学品应急速查手册[M].北京:中国石化出版社,2009:123.