双氧水行业：以工艺变革破局前行

双氧水装置的改造升级，是企业提质增效、适应市场竞争的内在需求，更是落实危化品安全管控、响应国家产业政策导向的硬性任务。2024年，应急管理部印发的《淘汰落后危险化学品安全生产工艺技术设备目录（第二批）》（以下简称《目录》），明确淘汰酸碱交替固定床工艺，存量装置需五年内完成改造。2026年，工信部、发展改革委等七部门联合印发《加力推进石化化工行业老旧装置更新改造行动方案（2026—2029年）》（以下简称《行动方案》），双氧水生产装置规模各异、安全风险高，其更新改造工作已进入攻坚关键期。在工艺变革与本质安全改造浪潮之下，怎样化解企业场地、资金、连续生产等现实难题，平稳完成产业转型，成为行业亟待破解的核心难题。

国家政策的导向是推动行业从“低效能、高风险”向“本质安全、绿色高效”转型。客观来说，工艺变革是行业高质量发展的必然趋势，关乎企业效益、生产发展以及人民生命安全。从安全层面来看，双氧水生产流程复杂、涉及多种危化品和危险工艺，存在过氧化氢分解、气相燃爆等安全隐患。尤其在酸碱交替工艺中，一旦碱性介质窜入含双氧水的单元，会引发双氧水剧烈分解爆炸。自2004年起行业累计发生27起安全事故、造成34人伤亡，安全整治刻不容缓。从政策方面看，改造时限刚性约束，改造窗口期短暂。《目录》要求要求酸碱交替固定床装置须在五年内完成改造，可采用流化床、全酸性固定床或其他先进的过氧化氢生产工艺，新（扩）建项目应采用流化床工艺，现有工艺的替代技术应优先采用流化床工艺；山东等大省同步出台三年改造行动方案，进一步收紧改造时限。中华人民共和国应急管理部还先后出台了《化工企业生产过程异常工况安全处置准则（试行）》和《酸碱交替固定床过氧化氢生产工艺改造项目安全风险防控要点（试行）》以下简称《要点》，明确了详细的改造要点，并且要求改造项目需经专家组审查，从设计、施工到验收全链条抬高门槛。但从企业实际来看，装置规模、上下游配套、资金实力等方面差异化明显，改造落地过程存在实际困难。多数老厂区没有规划预留扩建用地，工艺技改难以满足安全间距规范；原有混凝土框架承重受限，无法承载反应器、压缩机等重型设备。双氧水装置常常配套己内酰胺、环氧丙烷等下游产业链，不能长期停产、改造工期受限，交叉施工安全风险高。对于中小型企业来说，大额的技改投入还会带来资金筹措难题。

在国家推动双氧水行业工艺及安全升级的进程中，平衡政策硬性要求与企业实际运营需求是改革平稳落地的关键所在。若强行推行“一刀切”模式，不仅可能会超出部分企业的承受负荷、提高运营压力，甚至可能会因仓促改造而埋下新的安全隐患，背离“提升本质安全水平”的政策初衷。落实“一企一策”、分类管控，既能保障政策要求全面落地，又能最大限度降低改造对企业运营的冲击，为行业提供可持续的转型路径，实现行业“安全升级”与“技术跃升”的双赢，为上下游产业链的稳定运行提供坚实保障。建议结合各企业的实际运营情况来选择采用不同的技术路线，兼顾投资与运营成本。中小规模的老旧装置可选取全酸性固定床工艺改造，拆除碱塔、碱洗再生系统，主生产流程维持酸性工况，从源头规避酸碱交叉风险；原氧化塔、萃取塔、白土床均可利旧或局部改造，改造成本更低、工期更短；还可依托工作液体系优化，以更小的投入提升装置效率。这类改造适用于场地受限、无扩产计划、资金压力较大的老旧装置。对于较大规模装置、新建项目、有扩能需求的存量装置，建议优选全酸性流化床工艺，一次性完成技术升级，避免后续新规新政出台导致二次改造。

对于全酸性固定床工艺改造，《要点》从合规底线与技术导向等方面对双氧水老旧装置改造提出明确的要求。首先，为提升反应选择性和效率、避免使用碱液系统，从严规范了氢化塔、氧化塔、萃取塔等关键设备的温度、压力、液位监测点数量和监控数值要求、关键联锁动作，明确了安全生产风险监测数据点。其次，坚持“非必要不设碱洗再生系统”，明确了取消碱液系统的鲜明导向，对确需保留的碱洗再生单元，必须与主流程实现完全有效隔离，改造方案也必须经过工艺技术提供方及设计单位论证。第三，明确了碱液系统的配套设计要求：碱洗再生系统需配套进料罐、再生设备以及再生工作液接收罐，严格控制工作液存量下限与再生设备处理流量上限，强制要求装置全自动运行、设置在线pH分析、DCS和SIS双重切断联锁等。因此，实施改造的企业技改方案须严格对标《要点》文件、逐条落实执行。值得注意的是，现有政策仅针对碱液系统的外围配套设计做了约束性规定，但针对其内部的工艺细节缺少指导和规范，方案评审和落地改造阶段都应当重点把控；必要时，需组织开展碱液处理工艺的首台套论证，保障工艺运行可靠，杜绝碱液窜入主流程带来的安全隐患。

全酸性固定床工艺虽改造工程量较小、更易实施，但氢化效率较低、扩能潜力不大，催化剂需要频繁高温再生；而且多数还需要设置独立碱液处理系统来维持工作液稳定。而流化床加氢反应器内传质、传热性能显著改善，氢化效率可大幅提升；微球催化剂装填量少、利用率高、选择性更优，无需装置内频繁再生处理，单套产能可达40~80万吨/年以上；特别是整体工艺可实现全酸性体系操作，彻底取消碱洗、碱再生配套单元，从源头规避双氧水遇碱快速分解带来的安全隐患；另外，在物耗、能耗、生产成本、三废排放、碳排放等方面都有显著下降。所以，流化床双氧水生产工艺兼具规模化效益、绿色低碳环保与高本质安全性，是国内行业的发展趋势，海外企业早在四十余年前就已经普及这项工艺。

有的企业可能认为流化床工艺投资大，且只适用于大型装置。直观来看流化床工艺涉及改造工程量更大、一次性改造投资更高，但详细对比可知其综合经济效益更具优势。以中石化所开发的流化床工艺应用为例：首先，同等设计产能下，流化床装置工作液藏量可降低约25%，催化剂装填量可缩减90%以上，可抵消投资数千万；其次，改造后氢化效率、装置产能可提升20%~70%，带来可观的收益增长，具体扩能规模与装置实际情况和业主需求相关；第三，物耗、能耗、三废排放等大幅下降，吨产品生产成本可节省100元以上。综合算下来，整体装置改造投资收益率达20%~60%，投资回收期仅2~4年。长远来看，全酸性流化床能够保障装置长期安全平稳、高效生产，是综合收益更优的技术路线。

对于固定床装置的流化床工艺改造，需严格执行各项法规标准要求，并遵循“设备利旧最大化、装置效率提升最大化、现场改动最小化”的核心原则。精准识别企业的装置运行工况以及改造需求，针对氢化、氧化、萃取、再生四大单元不同的特点，最大化利用现有设备，在控制改造成本的同时，兼顾装置效能与安全水平的双重提升。一是革新氢化单元提高氢化效率。作为改造核心环节，需拆除原固定床氢化反应器、催化剂再生处理流程，新增流化床反应器及配套过滤器、循环氢压缩机系统，更换加氢催化剂。可利用现有氢化液再生设备、冷换设备、气液分离设备、机泵等。二是优化氧化单元提高氧化收率。可选两种改造方案，其一是利旧原有氧化塔主体设备，仅更换高效塔内件来提升反应效能；其二则是整体更新为新型高效氧化塔。当然，如果装置氧化塔运行效果优异，可以不做改动。另外，结合扩能需求核算空压机和尾气处理系统，按需开展改造优化。其他设备优先利旧。三是改进萃取单元提高产品质量。多数装置可以维持现状运行；也可利用旧主体设备，按需更换或加装高效萃取内件。通过局部优化提高双氧水产品浓度和品质、降低工作液萃余，提升装置整体的经济性和安全性。四是调整工作液再生单元提高本质安全性。拆除工作液碱处理系统，根据需要增加工作液脱水设施，可利用工作液白土床、配制釜、过滤器等设备，实现全酸体系操作，从根源上杜绝窜碱的安全风险。另外，装置的自动化控制、紧急联锁系统、三废处理、在线监测等可以根据《要点》要求和企业需求进行完善，实现效率、安全、绿色、智能同步提升的目标。

当前双氧水行业正处于老旧装置改造攻坚、产业迭代升级的关键阶段。平稳推进产业转型、实现高质量发展，关键在于监管部门、生产企业、科研院所三方凝聚共识、同向发力，紧扣安全、绿色、智能化核心升级要求，统筹推进工艺革新、产能优化、技术自主、安全管理体系建设，助力行业告别粗放发展模式。一是监管部门坚持精细化管控，筑牢安全底线、优化配套支撑。完善改造审批、验收、风险防控标准，落实地方财政补贴、技改扶持资金。杜绝改造“一刀切”管控，根据各企业实际运营状况制定差异化改造时间表，避免装置集中停产冲击上下游产业链供需平衡。二是生产企业立足长远主动布局，平衡短期投入与长期收益。企业要充分考量老旧装置事故风险、物耗能耗高等带来的长期损失，主动顺应流化床工艺迭代的行业趋势，并同步推进安全、环保、节能、智能化的一体化升级；配套SIS安全仪表、在线监测、节能改造等措施，缩减现场人工操作，培育工艺管控与自动化运维等专业人才，兼顾安全合规与长期经济效益。三是科研院所深耕核心技术攻坚，完善行业标准体系。优化催化剂、工作液等核心物料的性能，提升流化床成套技术整体水平，进一步降低投资和生产成本，推动国产自主技术的迭代升级。加快行业标准编制，统一设计、建设、运维全流程规范，为全国生产企业提供标准化技术支撑。

放眼长远，五年改造窗口期是行业重塑的关键契机。通过工艺变革，行业能够从源头消除重大安全隐患，实现扩产增效、降污降耗、智能化升级，达成本质安全、低碳高效、技术自主的转型目标，为纺织、造纸、绿色化工、新能源、环境治理等下游产业提供优质原料保障。顺势而为，未来可期，使我国不仅是双氧水产消第一大国向第一大技术强国的跨越。

作者：高国华 中石化石油化工科学研究院有限公司