双氧水纯化工艺处理

目前，国内外生产双氧水几乎全部采用蒽醌法，在双氧水生产过程中产生少量蒽醌类有机物，随着装置运行时间的增长，蒽醌类有机物含量也会有所增加，双氧水中的有机碳会严重影响产品的品质，例如：在己内酞胺生产中，主要是采用酮一肟工艺路线生产，传统的肟化和贝克曼重排反应中，将环己酮、氨、双氧水置于同一反应器中，一步合成环己酮肟，因此，双氧水是合成己内酰胺的主要原料，反应对双氧水的中有机碳浓度需要将低至50ppm以下。如使用有机碳含量超标的双氧水进行环己酮肟生产，就会把这部分有机物带入最终产品己内酰胺中，给产品纯度带来影响。
因此，双氧水需要纯化，为了去除双氧水产品中的这些有机物杂质，自20世纪50年代以来，人们相继开发了许多纯化方法，概括起来有以下几种:精馏、吸附、离子交换、萃取、结晶、膜分离以及几种方法的组合等。现在工业上应用比较普遍的为精馏法和离子交换树脂纯化法。
一、精馏法一般被用来浓缩双氧水，因为有机物沸点较高，所以富集在未气化液中被去除，从而使得双氧水得到纯化。但是，因为气液分离不完全及雾状液体的携带，易挥发有机物会伴随双氧水蒸汽进入精馏系统，所以纯度一般不会很高。
二、离子交换树脂纯化法是它是将原料双氧水通过泵输入吸附柱中用有机碳进行吸附，之后将料液再进入阴阳离子交换树脂进行离子交换，再将料液用过滤器除去颗粒杂质后得到超纯双氧水产品。不仅可以去除有机碳，而且也可去除部分金属离子杂质如fe、al、sn等离子。
江苏海普功能材料有限公司对于双氧水纯化处理工艺的基本原理是利用特种吸附材料的吸附性能，对双氧水中的有机碳进行选择性吸附并富集到吸附材料中，吸附出水有机碳含量降低。吸附饱和后，对吸附材料进行脱附处理，使吸附材料得以再生并重新继续吸附，如此不断循环进行。
江苏海普功能材料有限公司致力于高性能吸附剂和催化剂产品的研发和产业化，2018年获批为苏州市吸附与催化功能纳米材料工程技术研究中心通过多年的自主研发，在离子交换技术与吸附技术、纳米无机材料杂化技术等方面具有国际领先的水平，实现吸附和催化产品的系列化，并成功应用于环境保护和资源循环领域。以自主研发的系列高性能吸附剂和催化剂产品为核心，配合自主开发的工艺技术，海普已经成为专业的绿色环保解决方案供应商。
双氧水料液先经过低密度隔油池以去除大部分有机溶剂（芳烃类），再经过保安过滤器过滤，确保料液中没有悬浮物和细小颗粒物，防止杂质进入吸附材料中，影响吸附性能。过滤后的料液再进入装有特种吸附材料的吸附塔进行吸附处理，吸附饱和后，对吸附材料进行脱附再生处理，吸附材料再生后可重复使用，吸附出水即为高纯度的双氧水料液。脱附产生的脱附液，经过精馏回收甲醇，可重复使用。

图1 工艺流程图

 
首先用脱附剂对吸附材料中的TOC进行脱附处理，然后用甲醇洗净残留在吸附材料中的脱附剂。脱附剂甲醇套用，产生的高浓度脱附液精馏回收，馏出液可继续回用，吸附出高纯度的双氧水。
为确保装置连续稳定运行，并确保装置运行出水效果，吸附装置采用3塔2串1脱运行模式，其中2塔首尾串联吸附运行出水，1台轮换用于脱附，脱附切换时对原首塔进行脱附，原尾塔变首塔再与脱附好的塔（用作尾塔）重新串联吸附运行出水。图解过程见图3，图中各吸附塔在不同的运行时段按箭头顺序轮换角色。

图3 串联吸附（2吸1脱）运行过程图解

该项目采用PLC程序自动控制，对吸附装置的温度、压力及液位等参数实时监控，实现全程自动化操作，且PLC与上位机通信，便于生产中掌握装置运行情况:
（1）配备的独立操作控制柜，便于管理及日常维护；
（2）机泵的控制：机泵与对应储罐液位计联动，随储罐液位的高低而动作；且每台电机均设置现场操作柱，根据需要现场可切换手动/自控操作模式。
（3）吸附系统的自动控制：水泵与自控阀门根据温度压力及运行时间等流程进行自动切换；
（4）吸附系统的手动控制：为应对偶然情况需单个设备动作，中央控制台兼有手动系统，即各台设备的控制兼有独立性，可不与其它设备关联。
（5）逻辑控制图包含吸附和脱附模块，吸附模块具备手动、自动、停止、启动等功能，脱附模块具备结束、暂停、恢复、停止、脱附启动等功能。
（6）所有的泵、阀在上位机中有手动控制和自动控制两种操作模式，可以实现对单台泵、阀门的控制。
 
六、吸附法的优点
1.有效降低出水中TOC浓度，可保证出水达标排放或满足后续工艺的运行要求；
2.采用特种改性的吸附材料，吸附容量大，设备投资少，运行费用低；
3.工艺流程简单，可实现全程自动化操作，操作维护方便；
4.设备占地节省、结构紧凑，土建和设备投资少；脱附剂多次套用、逐级提浓，药剂利用率高，运行费用低。
5.可实现模块组件形式，能根据生产能力灵活调节，安装方便。
6.工艺先进、成熟，无污染，有强大的技术支持和丰富的工程应用经验。