雙氧水行業以技術創新提升本質安全水平 　　

　　作為重要的綠色基礎化學品，近年來我國雙氧水產能不斷擴張，新技術、新成果不斷涌現，正在引領行業的未來發展。5月30日，2025全國雙氧水產業鏈技術創新與產業發展大會在大連開幕，本次大會以“創新驅動發展 技術引領未來”為主題，來自雙氧水行業企業代表和科研院所專家濟濟一堂，探討如何實現本質安全，分享前沿工藝技術發展，為行業未來向安全、綠色、高質量發展提供助力。

　　近年來，數次安全事故給行業敲響了警鐘，如何通過技術創新、工藝改造、流程管理等手段提升行業本質安全水平，是本次大會的首要議題。今年4月，應急管理部發布《酸堿交替固定床過氧化氫生產工藝改造項目安全風險防控要點(試行)》(以下簡稱《要點》)，為行業提供了指引。

　　“我國雙氧水產能正急劇擴張。國內現存122套酸堿交替固定床過氧化氫生產裝置，該工藝因工作液頻繁交替接觸酸堿性環境，易導致過氧化氫異常分解甚至爆炸。”中國化學品安全協會專家梁汝軍指出，據此，《要點》提出要淘汰酸堿交替工藝，優先選用流化床技術；改造后必須實現全流程自動化控制，非必要不設堿洗再生系統。同時，在具體安全措施、參數控制和監管流程等方面，文件也作出了明確規定，將通過規范改造要求，提升過氧化氫生產本質安全水平，防范堿性物料引發分解風險。

　　中石化安全工程研究院有限公司高級工程師賈學五從具體工藝環節出發，指出雙氧水生產環節存在四大核心安全風險。首要風險是過氧化氫分解爆炸，占國內相關事故原因的43%，主要由系統內部堿控制不當或外部引入金屬離子、粉塵等雜質引發失控分解導致。同時，高濃度過氧化氫的凝聚相爆炸、氧化尾氣氣相燃爆、氫氣燃爆等安全風險也較為突出。他強調，須嚴格控制系統雜質、規范設備置換操作，并落實《要點》等行業規范要求。

　　要實現本質安全，工藝技術的創新升級必不可少。多位與會專家分享了各自研究團隊在雙氧水產業鏈技術方面的進展。

　　江蘇中煦科技有限公司副總經理牛軍波介紹說，作為高新技術企業，中煦科技專注于雙氧水工藝研發與設備制造，目前擁有60余項雙氧水專有技術專利，在國內外累計轉讓70余套裝置。該公司創新采用全酸性固定床工藝替代傳統酸堿交替工藝，確保系統全程弱酸性運行，從根本上杜絕了因堿液串入導致雙氧水分解爆炸的重大安全風險。同時構建嚴密防護體系，實現全流程自動化升級，不僅顯著提升了生產安全性，還能夠提高效率、減少三廢、降低工作液總量和原輔材料消耗。該技術曾獲2019年中國石油和化學工業聯合會科技進步獎二等獎。

　　中石化石油化工科學研究院有限公司工藝工程發展部黨支部書記、副主任高國華談到，由中石化研發的流化床過氧化氫成套生產技術已取得重大突破。該技術包括四項核心創新：一是首創蒽醌加氫微球高強度高催化劑，壽命較傳統固定床催化劑延長7倍以上，裝填量減少90%；二是采用高產能工作液，溶解性提升且降解物減少70%，配套無堿再生成套技術；三是開發外環流流化床反應器、高通量精密過濾器等關鍵設備，實現全國產化制造；四是建立全酸環境本質安全體系，開發系列安全技術，從源頭降低燃爆風險。目前，該技術已建成2套50萬噸級工業裝置，與固定床相比，氫氣消耗降低5%，白土消耗降低70%，成本降低20％。

　　“波特公司目前已經發展成為全球知名的行業參與者，業務覆蓋全球50多個國家。在雙氧水行業，公司的工程化業績顯著，技術已成功應用于多個國內外項目。”BEOT石家莊波特無機膜分離設備有限公司總經理張志超介紹說，波特公司的燒結金屬過濾技術采用N+1的過濾方式，分離精度高，可有效截留催化劑，反應濾出液質量穩定;同時具備在線反沖洗設計，便于催化劑返回反應器。該技術設備整體投資較少，能夠提高產品收率和反應效率，操作簡單方便，同時運行可靠性高、運行周期較長。目前已在山東東巨、浙江閏土的雙氧水裝置上得到應用，并出海至波蘭、孟加拉國等地。

　　北京工業大學教授鄭坤介紹說，隨著“雙碳”戰略推進，基于雙氧水的綠色合成技術成為能源化學領域的重要研究方向。其研究團隊在該方向取得重要突破，建立了“缺陷結構—電子態調控—催化性能”的構效關系，提出免助劑雙缺陷構建、同質結—量子點協同修飾、高負載單原子制備等原創策略，并闡明多缺陷協同作用機制及單原子動態催化路徑。數據顯示，該研究可使純水體系中雙氧水產率較初始體系提高30倍以上，制備成本大幅度降低。目前系列研究成果已發表于《Advanced Materials》《Nature Communications》等期刊，未來研究團隊將基于現有成果，推動建立低能耗且綠色環保的雙氧水生產基地。

　　中化環境科技工程有限公司科技研發部總經理助理、清華大學化學工程與低碳技術全國重點實驗室工程博士林禾陽介紹說，傳統蒽醌法生產雙氧水正面臨安全風險與效率瓶頸。對此，中化環境科技工程有限公司聯合清華大學化學工程與低碳技術全國重點實驗室，開發了微反應器強化蒽醌法雙氧水制備技術，催化加氫、氧化步驟中，氫氣和氧氣的轉化率可達100%，核心反應器體積減小至傳統反應器的1/10，同時實現無尾氣或少尾氣排放。目前，研究團隊已在小試技術基礎上完成百噸級連續化試驗，設計橇裝化雙氧水分布式生產裝置、開發工藝包，并將開展更大規模放大研究。

　　北京化工大學教授、博士生導師賀宇飛談到，酸堿交替法雙氧水生產工藝正面臨淘汰，北京化工大學聯合衢州資源化工創新研究院創制了新型固定—流化耦合催化體系。具體而言，團隊開發了具有氫傳遞強化效應的納米催化劑，通過構建受控流態化空間，在保持催化劑顆粒完整性的同時實現了活性位點的高效利用，建成了百毫升級示范裝置，有效蒽醌選擇性高于99%，貴金屬鈀流失量控制在0.1%以下。該體系突破了傳統蒽醌法工藝中催化劑活性與機械穩定性難以兼得的關鍵難題，為過氧化氫生產的工藝升級提供了全新解決方案。

　　中石化石油化工科學研究院有限公司過程工程研究室副主任鄭博指出，烷基蒽醌是蒽醌法制雙氧水技術的核心要素之一，其性能直接影響工藝技術的進步。石科院研究團隊深入剖析蒽醌法工藝存在的痛點和難點，發現其根源在于蒽醌的溶解性和穩定性，由此提煉出新型高性能蒽醌結構的設計思路，成功首創出烷基化—氧化法制備新型蒽醌技術，目前已經完成小試研究和中試放大。與戊基蒽醌相比，新型蒽醌的溶解性和穩定性顯著提升。未來研究團隊將推動該技術實現產業化，并圍繞產品布局平臺技術。

　　中國科學院大連化學物理研究所研究員黃家輝介紹說，雙氧水法具有原料易得、無廢渣、廢水少等優勢，《石化綠色低碳工藝名錄(2024年版)》將其列為鼓勵類技術。在此背景下，中國科學院大連化物所聯合山東濱化集團開發液固循環流化床雙氧水直接氧化氯丙烯生產環氧氯丙烷(FHPECH)新工藝，采用自主開發的高性能微球型鈦硅分子篩催化劑及液固循環流化床反應器，廢水量大幅降低，雙氧水轉化率與有效利用率不低于99%，環氧氯丙烷選擇性不低于98%。該技術經中國石油和化學工業聯合會科技成果評價，達到國際領先水平，目前已編制完成10萬噸級工藝包，首套工業裝置計劃于2027年投產。

　　他山之石可以攻玉。本次大會上，多位來自外企的行業專家分享了其在技術研發、安全生產等方面的經驗。瑞典凱美拓工程技術公司CEO王鳳瑞表示，該公司的流化床雙氧水技術采用獨特的漿態流化床設計，催化劑損失低且鈀金回收率達99%，無需停車再生。其第三代技術將氫效提升至18克/升，單套裝置年產能可達20萬噸(折百)，且原料消耗顯著降低。他強調說，本質安全是該技術的核心優勢，全流程酸性環境可徹底消除降解隱患，截至目前全球有十幾套已經運行多年的采用瑞典凱美拓技術的雙氧水裝置零安全事故，而且2026年將有兩套應用第三代技術的雙氧水裝置在國內投產。瑞典凱美拓公司成立于1894年，繼承了歷史悠久的諾貝爾硝化技術、氫化技術和光氣化技術，在全世界范圍內有超過800套化工裝置采用了凱美拓的技術。

　　贏創運營有限公司活性氧業務線、全球項目和市場總監龔建指出，贏創是全球最大雙氧水生產商之一，年產能超100萬噸(折百)。其流化床雙氧水技術采用高性能工作液和優化的工藝設計，具備低能耗、高安全性及高產品純度的特點，已成功應用于吉林23萬噸級工廠等多個項目。同時，該公司積極推進綠色化學合成技術研發，如HPPO環氧丙烷技術、新型環氧氯丙烷(ECH)工藝和己二酸綠色路線等，均圍繞雙氧水的“綠色氧化劑”屬性展開，減排降耗效果顯著。贏創還通過工程服務、專利設備供應及本土化技術支持，推動技術在能源化工等領域應用落地。

　　索爾維ICC項目總監任斌談到，雙氧水生產工藝多樣，不同工藝所面臨的安全風險也不盡相同。當前國內部分企業的安全評估存在流于形式、未深入分析具體危險場景等問題，應要根據詳細工藝流程做好深度工藝安全分析(HAZOP/LOPA)工作, 在建造和生產運行過程中，也需嚴格監管，規范操作。他特別指出，應需要基于理論、計算和實驗進行決策，并關注設計細節，例如，在氫化單元，需嚴謹考量循環氣壓縮機對氣體均勻性的保障、氮氣緊急吹掃系統的實際效能，以及設備密封性優先于操作便利性等具體環節。“真正的安全投入和細致入微的風險評估，是給自己安心，我們應杜絕泛泛而談。”他說。

　　本次大會由《中國化工報》社有限公司主辦，江蘇中煦科技有限公司、石家莊波特無機膜分離設備有限公司協辦。

圖：蘇建澤/攝