科创中国

行业领域

新能源及节能技术,固体废弃物的处理与综合利用技术

需求背景

蒽醌法是工业上生产双氧水的主要方法，占总产能的95%以上。该方法以蒽醌作为循环加氢的载体，经氢化、氧化、萃取和后处理等步骤循环生产双氧水。在循环过程中，理想情况下蒽醌是不被消耗的，仅起氢载体的作用，但实际生产中受多种因素影响，会生成众多不能生产双氧水或生产能力可忽略不计的蒽醌衍生物，行业内统称为降解物。蒽醌降解物的生成不仅增加了价格昂贵的蒽醌的消耗，还会引起双氧水生产工作液的物理和化学性质改变，如工作液粘度增大、阻力增大、密度变大、表面张力下降等，影响装置正常运转和降低工作液的H₂O₂生产能力，以及影响成品双氧水质量。因此，对蒽醌降解物进行再生是必不可少的。

蒽醌降解物的再生主要有两种方式，活性氧化铝再生和碱液再生，国内双氧水生产企业普遍采用常规活性氧化铝对循环过程中产生的降解物进行再生。活性氧化铝为单次使用，失活的活性氧化铝按照固废进行处理，国内尚无生产企业对失活活性氧化铝进行再生，活性氧化铝未能重复使用。

中石化长岭分公司15万吨/年H₂O₂(***%)装置已连续稳定运行多年，存在有活性氧化铝使用量大的问题，例如：2021年使用活性氧化铝约780吨，其次，失活活性氧化铝卸剂时劳动强度大，且吸附有大量有机物，属于危废（2022年改为固废），废剂处理成本较高。为响应清洁生产的要求，降低装置运行成本，急需对现有双氧水装置使用的活性氧化铝进行再生、重复利用。因此，开展双氧水装置活性氧化铝性能再生技术研究意义重大。

需解决的主要技术难题

1、模拟工业条件，在活性氧化铝评价装置上对不同条件下再生的活性氧化铝进行评价，为工业装置操作调整提供理论依据和技术支撑。

2、采用科学的再生方法，研究工业装置活性氧化铝活性下降快，寿命短等问题。

3、采用器内原位再生（高温蒸汽及氮气吹扫）或器外再生（包括高温煅烧、添加活性组分、活性组分固定）的方法对失活活性氧化铝进行再生，有效延长单批次活性氧化铝使用寿命。

期望实现的主要技术目标

1、采用原位再生方法对失活活性氧化铝进行再生（再生包括脱碳和活性组分的添加），活性氧化铝经再生后具有新剂80%以上的再生效果；

2、采用器外再生方法（包括高温煅烧、添加活性组分、活性组分固定等）对失活活性氧化铝进行再生，再生后的活性氧化铝具有新剂***%以上的再生效果。

需求解析

解析单位：“科创中国”绿色化工产业科技服务团（中国化工学会） 解析时间：2023-10-20

刘全杰

中石化大连（抚顺）石油化工研究院有限公司

教授级高工

综合评价

该技术描述已经足够清晰准确，是目前双氧水生产技术存在的普遍性问题，随着双氧水在医药、国防、工业、农业、化工和电子信息等领域的广泛应用，目前绝大多数的双氧水生产是采用蒽醌法工艺，在装置运行过程中会发生工作液的降解，从而导致装置的非正常运转甚至影响安全，为了使装置安全稳定运行，必须用活性氧化铝对工作液进行再生处理。但随着环保法规的日趋严格，用于工作液处理后的氧化铝属于危废物，对氧化铝处理日益成为制约行业发展的重要因素。如果能够对失活氧化铝进行再生，不仅能够降低双氧水产品的生产成本，而且避免了环境污染，实现双氧水生产过程绿色化，具有十分重大的学术价值和现实意义。

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