一种安全双氧水生产氧化装置的制作方法

1.本实用新型涉及双氧水生产技术领域，具体为一种安全双氧水生产氧化装置。


背景技术：

2.目前国内双氧水装置大多采用蒽醌法固定床生产工艺，以2-乙基蒽醌/2-乙基四氢蒽醌为载体，以重芳烃、磷酸三辛酯、醋酸酯、四丁基脲当中的几种作为溶剂，配成工作液，将其与氢气一起通入装有催化剂的氢化床内，2-乙基蒽醌/2-乙基四氢蒽醌在一定温度和压力下，与氢气进行氢化反应，生成的氢蒽醌溶液即氢化液。氢化液中的氢蒽醌与空气中氧气在一定条件下经氧化塔进行氧化反应，氢化液经过氧化反应后的溶液称为氧化液。利用过氧化氢在水和工作液中的溶解度的不同以及水和工作液的密度差，氧化液经萃取塔与纯水逆流接触，萃取氧化液中的过氧化氢，得到过氧化氢水溶液即为双氧水，再经净化处理后的到成品双氧水。工作液经处理后循环使用。
3.然而在双氧水生产过程中，设备中工作液表面的芳烃蒸汽与空气形成可燃性混合物，芳烃蒸汽浓度较高时，遇静电或火源温度达到闪点时，就会发生闪爆。特别是在装置开车建液相循环时，氧化塔出料依靠空气吹带，氧化塔只有先通入大量空气后系统才能够循环，空气投入之后氧化尾气氧气含量很快超过控制指标，氧气含量过高形成可燃气体混合物，造成重大安全隐患。同样在装置停车时需要降工作液中氢蒽醌含量，但氧化塔需要进空气保证氧化塔正常出料维持液相的循环，尾氧上涨很快超出控制指标，同样存在重大的安全隐患。因此，为了避免系统的安全隐患，本实用新型提供了一种安全双氧水生产氧化装置，以解决上述背景技术中提出的问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种安全双氧水生产氧化装置，通过设置氮气供给单元为装置开车或者停车时提供充足的氮气，进而通过氮气稀释空气中的氧气含量，稀释后的空气代替原来的空气通入氧化塔，保证氧化塔的正常出料维持液相的循环，防止了氧化塔在开停车时氧化尾气氧气含量过高而形成可燃气体混合物，解决了氧化尾气在系统开停车期间氧含量过高的安全问题。
5.为了达成上述的目的，本实用新型提供了一种安全双氧水生产氧化装置，包括包括依次连接的空压机、空气缓冲罐、气体混合器、氧化塔、尾气冷却器、芳烃分离器、尾气分离器及尾气回收器；所述空气缓冲罐与氧化塔之间设有氮气供给单元。
6.进一步地，其中所述氮气供给单元包括依次连接的液氮储罐、低温液体泵、液氮预热器及液氮气化器，所述液氮预热器的冷侧安装有副线连接管，且所述副线连接管上安装有尾气温度调节阀；所述液氮气化器至气体混合器的连接管上安装有氮气流量调节阀。
7.进一步地，其中所述氧化塔与尾气冷却器之间的连接管上安装有氧化塔压力调节阀；所述空气缓冲罐与气体混合器之间的连接管上安装有空气流量调节阀。
8.进一步地，其中所述尾气冷却器为板式换热器，所述液氮预热器为列管式换热器。
9.进一步地，其中所述所述氮气供给单元设置在空气缓冲罐的一侧，且与空气缓冲罐之间固定安装有气体混合器，氮气与空气在气体混合器中均匀混合进入氧化塔。
10.进一步地，其中所述芳烃分离器出口与液氮预热器的热侧连接，所述低温液体泵与液氮预热器冷侧连接后与液氮气化器连接，氧化尾气通过液氮预热器与液氮进行换热，所述液氮储罐与低温液体泵之间的连接管道上设置有出口阀。
11.相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：
12.1、本实用新型所述的安全双氧水生产氧化装置，在该装置开停车阶段通过设置的氮气供给单元向空压机后输送氮气，使得氮气与空压机压缩后的空气混合，通过设置的氮气流量调节阀和空气流量调节阀控制加入氧化塔空气和氮气的流量，使之混合成氧含量低的空气，之后该气体进入氧化塔中，氧化塔依靠氧含量低的空气吹带出料维持正常工作液循环，解决了在双氧水生产氧化装置开停车阶段尾气氧含量过高，导致氧化尾气发生闪爆的安全问题。
13.2、本实用新型所述的安全双氧水生产氧化装置，氧化尾气冷却器对氧化尾气进行冷却，芳烃分离器对尾气进行气液分离，液氮预热器对尾气进行二次冷却，之后尾气进入尾气分离器进行气液再分离后进入尾气回收装置，通过液氮预热器回收液氮气化的冷量，降低了氧化尾气的温度，通过降低氧化尾气的温度进一步保障氧化装置的安全，同时增加尾气芳烃回收和液氮气化的效果。
14.3、本实用新型所述的安全双氧水生产氧化装置，通过温度调节阀控制进入液氮预热器的液氮量，控制出液氮预器的氧化尾气温度，保证装置的正常运行。
附图说明
15.图1为本实用新型安全双氧水生产氧化装置的结构示意图；
16.图中：101、空压机；102、空气缓冲罐；103、空气流量调节阀；104、气体混合器； 105、氧化塔；106、氧化塔压力调节阀；107、尾气冷却器；108、芳烃分离器；109、尾气分离器；110、尾气回收器；201、液氮储罐；202、低温液体泵；203、液氮预热器； 204、尾气温度调节阀；205、液氮气化器；206、氮气流量调节阀。
具体实施方式
17.为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种安全双氧水生产氧化装置其具体实施方式、特征及其性能，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。
18.请参阅图1，本实用新型提供了一种安全双氧水生产氧化装置，包括依次连接的空压机101、空气缓冲罐102、气体混合器104、氧化塔105、尾气冷却器107、芳烃分离器108、尾气分离器109、尾气回收器110；所述空气缓冲罐102与氧化塔105之间设有氮气供给单元，设置的氮气供给单元向空压机101后输送氮气，输送的氮气与空压机101 压缩的空气一起进入气体混合器104混合成氧气含量小于10wt％(例如为8wt％)的低氧空气，之后气体进入氧化塔105维持氧化塔105在开停车阶段的正常出料维持液相的循环，且氧化塔105与芳烃分
离器108之间的连接管上安装有氧化塔压力调节阀106，氧化塔压力调节阀106控制氧化塔105的压力，空气缓冲罐102与气体混合器104之间的连接管上安装有空气流量调节阀103，空气流量调节阀103控制空气进气体混合器104 的流量。
19.具体实施时，所述氮气供给单元包括依次连接的液氮储罐201、低温液体泵202、液氮预热器203及液氮气化器205，液氮预热器203的冷侧安装有副线连接管，且所述副线连接管上安装有尾气温度调节阀204，尾气温度调节阀204控制氧化尾气进尾气回收器110的温度，保证装置的正常运行，液氮气化器205与气体混合器104之间的连接管上安装有氮气流量调节阀206，氮气流量调节阀206控制氮气进气体混合器104的流量。
20.具体实施时，所述尾气冷却器107为板式换热器，所述液氮预热器203为列管式换热器，通过液氮预热器203实现氧化塔尾气与液氮的热交换，降低装置消耗，同时降低氧化塔尾气的温度。
21.具体实施时，所述氮气供给单元设置在空气缓冲罐102的一侧，且与空气缓冲罐102 之间固定安装有气体混合器104，氮气与空气在气体混合器104中均匀混合进入氧化塔 105。
22.具体实施时，所述安全双氧水生产氧化装置设置的氮气供给单元向空压机101后输送氮气，输送的氮气与空压机101压缩的自然空气一起进入气体混合器104混合成氧气含量小于10％的低氧空气，气体进入氧化塔105带出工作液保证氧化塔105的正常出料维持液相循环，之后气体进入尾气冷却器107进行冷却，芳烃分离器108对气体进行气液分离，再进入液氮预热器203与液氮进行换热，尾气分离器109对气体进行气液分离，最后气体进入尾气回收器110。
23.综上所述，所述安全双氧水生产氧化装置，主要用于双氧水氧化工艺的开停车阶段，在开车阶段，首先投用氮气供给单元，启动低温液体泵202将低温液氮从液氮储罐201 抽出，将其通过液氮预热器203压入液氮气化器205，液氮气化器205气化后在气体混合器104与空压机101压缩的空气充分混合后进入氧化塔105，通过控制氮气流量调节阀206和氧化塔压力调节阀106对氧化塔105进行氮气置换，降低氧化塔105内的氧气含量至10wt％以下(例如为8wt％)，之后再启动空压机101，空压机101将压缩后的空气通过气体混合器104与液氮气化器205气化后的氮气充分混合成氧气含量小于10％的低氧空气，之后进入氧化塔105，通过调节空气流量调节阀103和氮气流量调节阀206 控制氮气和氧气的气量，使空气和氮气按照小于1:1.1的比例进入氧化塔105，用氧气含量小于10wt％(例如为8wt％)的低氧空气来使氧化塔105正常出料维持工作液的循环，从而降低了氧化尾气中的氧气含量小于10wt％(例如为8wt％)，以此来解决双氧水氧化工艺的开车阶段的安全问题。
24.在停车阶段，首先降低工作液中氢蒽醌含量小于2g/l(例如为1g/l)，之后投用氮气供给单元，启动低温液体泵202将低温液氮从液氮储罐201抽出，将其通过液氮预热器203压入液氮气化器205，液氮气化器205气化后在气体混合器104与空压机101压缩的空气充分混合后进入氧化塔105，当氧化尾气氧含量升高至大于10wt％(例如为 12wt％)时，调节氮气流量调节阀206控制氧化尾气氧含量始终维持在10wt％以下(例如为8wt％)，降低了在停车阶段的氧化尾气氧含量，以此来解决双氧水氧化工艺在停车阶段的安全问题。从而保证在开停车阶段也能够保证氧化塔尾气氧气含量小于 10wt％。
25.另外，本实用新型在投用氮气供给单元时，通过液氮预热器203和氧化尾气进行热
交换，回收液氮气化的冷量，使得氧化尾气的温度降低至0℃～5℃(例如为2℃)，液氮预热器203通过尾气温度调节阀204降低氧化尾气的温度至0℃～5℃(例如为2℃)，进一步保证了双氧水氧化工艺在开停车阶段的安全，当温度降至5℃以下时也增大了氧化尾气中芳烃的回收。
26.以上实施例仅用于本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。