引言（1）

    中原大化集團公司雙氧水裝置投產(chǎn)以來，生產(chǎn)運行穩(wěn)定，但在生產(chǎn)過程中，由于氧化工段特殊的生產(chǎn)特點，出現(xiàn)了氧化尾氣排放夾帶氧化液滴過多，尾氣芳烴回收效率低，增大了消耗及成本，并污染了生產(chǎn)環(huán)境和大氣環(huán)境，經(jīng)過對氧化尾氣系統(tǒng)存在問題的多次討論，采取了改進措施，提高了對氧化尾氣中氧化液滴及芳烴的回收效率，減輕了環(huán)境污染。
 
氧化尾氣系統(tǒng)簡介（2）

　　　　1.氧化尾氣流程

　　　　氧化工段中主要是利用空氣中的氧氣與前工段來的氫化液進行氧化反應(yīng)，生產(chǎn)有雙氧水的氧化液。在此反應(yīng)過程中氧化塔T1201為鼓泡塔結(jié)構(gòu)，空氣通過氧化塔底部的空氣分布器，被分散為高速流動的空氣射流，其氣相阻力較大，與液相氧化液返混較為強烈，兩相反應(yīng)接觸面積較大，有利于氧化反應(yīng)，但是，由于兩相接觸面積較大，空氣液速快，導(dǎo)致兩相夾帶嚴重，反應(yīng)后的氣體中夾帶大量氧化液滴及反應(yīng)中揮發(fā)出的芳烴氣體。這部分氣體稱為氧化尾氣。為了回收這部分氧化液滴和芳烴，氧化尾氣先后在V1202A/B進行氣液分離，將大顆粒的氧化液滴匯集回收，然后氧化尾氣進入氧化尾氣冷凝器E1201進行低溫冷凝，將氧化尾氣中芳烴氣體冷凝至液態(tài)，其冷凝后的芳烴液進入芳烴接受槽V1203中再次進行氣液分離后，進入排入管道，經(jīng)壓力控制閥PRCA1202控制壓力后排放空中，氧化尾氣流程見圖1。

　　　　

　　　圖1 氧化尾氣系統(tǒng)流程圖

　　　　2. 氧化工段參數(shù)及計算

　　　　氧化工段參數(shù)見表1。

　　　　表1 氧化工段工藝參數(shù)

　　　　

　　　　氧化尾氣排放管道直徑為200mm。結(jié)合表1可得氧化尾氣在管道內(nèi)的流速為23～25m/s。根據(jù)生產(chǎn)狀況和V1203的體積及現(xiàn)場測量，測得V1203回收量為120～135kg/h。其中V1203回收的成分為芳烴冷凝液、氧化液滴及少量蒸發(fā)水分。
 
氣液夾帶的原因（3）

　　 1. 氧化尾氣流速過大

　　 氧化尾氣在管道內(nèi)的流速為23～25m/s，計算雷諾數(shù)Re值在270000～295000之間，Re>4000。由此知氧化尾氣在管道內(nèi)呈湍流狀態(tài)，在管道內(nèi)氧化尾氣夾帶氧化液滴及芳烴凝液高速流動。造成氧化液滴及芳烴凝液無法克服湍流狀態(tài)，只能隨氧化尾氣高速流動并且各質(zhì)點保持湍流狀態(tài)而無法沉積下來。由于在生產(chǎn)中無法避免此類問題，只有采取其他方法降低氣液夾帶。

　　 2. 操作控制的影響

　　 氧化工段中有個重要的設(shè)備V1202B，又稱氧化二分離器，在生產(chǎn)過程中，必須保持40％～50％的液位，由于氧化塔T1201出料不均勻及自控閥控制波動，其液位經(jīng)常在30％～60％間波動，結(jié)合設(shè)備構(gòu)造，當(dāng)V1202B液位是40％時，其液面距上方氧化液進口處20cm。由于液位的波動V1202B液面經(jīng)常淹沒氧化液進口，而氧化液進口進入的氧化液呈氣液高度混合狀態(tài)，氧化液中夾帶的尾氣向上沖擊氧化液面，從而使氧化尾氣夾帶大量氧化液滴從V1202B的放空管進入排放系統(tǒng)，加重回收負擔(dān)，并且使氧化液損失。

　　 3.V1203分離效果差

　　 氧化尾氣經(jīng)E1201低冷凝液高速進入V1203氣液分離器。V1203體積為4.18m3，氧化尾氣在V1203內(nèi)平均停留時間約為0.35s，在此時間內(nèi)，部分氧化液滴及芳烴凝液由于重力聚集在V1203內(nèi)，由于停留時間極短，氧化液滴及芳烴凝液在V1203內(nèi)沉降效果有限，大部分氧化液滴及烴凝液仍被尾氣夾帶，另外由于V1203設(shè)計時其進氣口與出氣口呈垂直分布，2管口之間垂直距離僅0.6m，且2管口之間無任何內(nèi)件，導(dǎo)致氧化尾氣進入V1203后，直接從出氣口排放出去，所以分離效果差，回收效率低。

　　 4.氧化塔內(nèi)加篩板

　　 為了提高氧化效率，在氧化塔上節(jié)和下節(jié)各加了篩板，上節(jié)3塊，下節(jié)2塊，篩板之間有了一定間距后，增大了空氣與氫化液的接觸面積，增強了氧化反應(yīng)，也提高了氧化效率。但是這也加大了空氣中氧化液的夾帶量，通過對比加篩板前后的V1203回收液顏色變深來判斷。

　　 上述因素，造成氧化尾氣出口處大量氧化液滴及芳烴凝液噴出，由于氧化尾氣出口處在頂樓，并且是對天放空，所以污染了地面同時也污染了環(huán)境。
 
改造措施（4）

　　 1. 穩(wěn)定控制V1202B的液位

　　 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，V1202B液位波動較大時，容易導(dǎo)致氧化尾氣夾帶大量氧化液滴，使V1203回收的液相呈深紅色且回收量加大，使后續(xù)分離回收系統(tǒng)負擔(dān)加大，且容易隨氧化尾氣排放室外，污染了環(huán)境。因此，在生產(chǎn)過程中，并且不影響安全的前提下，將V1202B的液位控制指標(biāo)由40%~50%降至30％～40％，以避免氧化尾氣夾帶過多氧化液滴至尾氣排放系統(tǒng)。

　　 2. V1203內(nèi)部改造

　　 在經(jīng)過充分討論與研究后，利用旋風(fēng)分離原理，設(shè)計一氣流導(dǎo)向裝置，加裝在V1203氧化進氣口正方，其長寬各為250mm，高為200mm。采用不銹鋼板焊接而成，其水平一側(cè)不焊接，作為尾氣導(dǎo)向出口，利用該內(nèi)件的導(dǎo)向作用及V1203圓形內(nèi)壁使氧化尾氣由原來直線進入V1203改為在V1203內(nèi)旋轉(zhuǎn)流動，使其沿V1203內(nèi)壁作切線運動。利用氧化液滴和芳烴凝液相對密度較大，和氧化尾氣在旋轉(zhuǎn)運動中產(chǎn)生的離心力，將氧化尾氣匯集在V1203底部形成液相，定時回收進入氧化液貯槽。

　　 3. 改善工藝操作

　　 在正常生產(chǎn)中，一定要保持氧化塔排放壓力P1202的穩(wěn)定，從而避免了因P1202的波動帶來空氣量的時大時小，更應(yīng)注意的是開車或停車時，要保持空氣量的均勻，不易有較大的波動。這樣也就避免了空氣中夾帶過多的氧化液滴。
 
效果評價（5）

　　 1.V1203改造前后氧化液滴及芳烴回收量的比較：

　　 改造前120～135kg/h

　　 改造后170～175kg/h

　　 2. 氧化尾氣系統(tǒng)經(jīng)V1203加裝內(nèi)件和改善工藝操作及V1202B液位的改變后，每天從V1203回收的量增加了約1000kg，其中芳烴多回收了約300kg。如果芳烴價格按3000元/t計算，則每年可節(jié)約經(jīng)費約28萬元。另外由于回收效率的增加，降低了尾氣排放中夾帶的氧化液滴和芳烴凝液，這樣減輕了污染，改善了環(huán)境，又為公司增加了效益。