过氧化氢作为一种理想的绿色氧化剂，在化学合成、造纸、环保、医药和电子等行业有着广泛的应用。目前，世界上广泛应用生产方法是“蒽醌法”，“蒽醌法”双氧水生产工艺是以2-乙基蒽醌为载体，重芳烃和磷酸三辛酯为混合溶剂，配制成具有一定组成的溶液，该溶液在钯触媒的催化作用下，经氢化反应、氧化反应生成过氧化氢。它包括氢化工序、氧化工序、萃取工序、后处理等工序。蒽醌法的发展趋势，重点在于提高单位体积工作液生产双氧水的能力，提高萃取所得产品的浓度，提高双氧水的质量。萃取塔是双氧水生产装置的关键设备，它的运行状况直接影响双氧水的产量和质量，能否最大限度地发挥萃取塔的能力，是影响双氧水生产装置产能的关键。

1 萃取流体力学

萃取塔为筛板塔。塔内水为连续相，从萃取塔顶加入。水相中的过氧化氢浓度由0 逐步增加至预期浓度。氧化液为分散相，从塔底进入经每层筛板分散，其中过氧化氢浓度逐渐降低，达至预期的控制指标。

萃取塔内流体动力学研究表明，每层筛板下面积聚一层分工作液，当板下工作液层达到一定厚度后，就具备了一定的能量，在筛板上分散产生液滴。由于密度差的作用，分散的液滴上升到上层塔板的下部并融合，积聚下次分散所需能量。工作液与水的密度差，是氧化液向上漂浮的推动力。液滴通过筛板的小孔所需压降和界面张力是板下分散相高度的决定因素。萃取塔工作状况示意图如图1。

2 萃取的物料平衡和分配平衡

分配定律结合到蒽醌法萃取工序，就是在一定温度和工作液组分保持不变的情况下，达到萃取平衡时，过氧化氢在萃余液和萃取液中的浓度之比是一个常数。这个常数叫过氧化氢在工作液和水中的分配系数。

在萃取过程中，存在下列平衡关系：Ｙi、eq＝m·Xi、eq

式中：m 为分配系数；Xi、eq 、Yi、eq 分别为第i 级萃取相和萃余相中双氧水平衡浓度；在实际生产中，萃取过程中存在一个级效率的问题，级效率的定义为：

e=(Xi-1-Xi)/( Xi-1-Xi、eq)

根据生产实测Xf、Y1 和XN，假设各级的级效率相等，并给定一个e 值，编制程序运算，直到求出的Y1、XN 与实际数据之差小于给定偏差为止，此时的e 值即可视为实际级效率。推算出e 值,逐级解出萃取液浓度Yi 和Xn，能否满足生产工艺。

3 萃取塔的计算

3.1 e 值的计算

根据塔板数N=51,m=60,R/E=D=58,Xf=6.8 ，Y1=308，k=0.02,Xn=0.2 用VB 编程语言编制推算e值的运行程序；简述如下：

通过分别定义文本框1 至10 的值为塔板数（n）、R 比E（d）、氧化效率（xf）、萃余（xn）、分配系数（m）、固定E 值（e）、产品浓度（yy）、设定值（k）、设定步长（t）；将初始值氧化效率（xf)赋予数组x(0),将产品浓度(yy)赋予数组y(1),根据萃取浓度公式，通过FOR 循环语句，预计循环10000 次；每当计算浓度循环一次结束时进行判断，一旦发现氧化效率与萃余值之差的绝对值仍然大于设定值时，说明当初设定的固定值偏小，需要将设定值加大，每循环一次固定值加大0.001（即设定步长（t）），再重新计算，直到计算到氧化效率与萃余值之差的绝对值小于设定值（0.02）时，退出程序。循环结束。此时将最终的计算出的E 值赋予文本框TEXT11，最终对应E 值下的萃余相下的双氧水浓度赋予文本框9。

通过编程可以得到表1 所示的推算e 值程序。

通过推算E 值程序，按推算Xn 值按钮得到萃取塔实际级效率e=0.261，打印各级萃取相和萃余相下的双氧水浓度，各级物料组成如表2。

3.2 实际萃取塔的计算分析

有了板效率数据，在一定的氧化效率Xf 和分数配数m 下，可以利用上述公式逐板计算物料组成Xi 和Yi，比较i=66、Y1=398g/l 时，核算Xn 的值。

江苏理文化工有限公司建有60000 吨/年双氧水生产装置，利用氯碱放空气生产双氧水，萃取塔直径Φ3000mm，共有60 层筛板，板间距为450mm。

根据m=66,R/E=D=55.2,Xf=6.9 ， Y1=398 ，e=0.261，用VB 编程语言编制推算Xn 程序（同e值计算）,通过编程可以得到表3 所示的推算Xn 值程序。

通过推算 Xn 值程序按推算Xn 值按钮打印各级萃取相和萃余相下的双氧水浓度，各级物料组成如表4。

通过以上核算，依据双氧水工业生产的工艺控制条件，现有萃取塔能直接生产35%过氧化氢。

4 控制实效

4.1 各阶段主要控制参数

4.2 产量及消耗

主要物料单耗(以每吨27.5%过氧化氢计)及日产量，见表6。

5 结语

建立萃取塔计算模型，编制有关计算程序，对萃取塔的能力进行验证计算。通过对萃取塔工艺的优化，经三个不同阶段生产实践证明在不改变萃取塔直径，对萃取塔内部结构没调整的情况下，调整控制工艺条件，可以生产35%的双氧水，产能可提至210t/天；增加了产品规格，增加了生产能力，提高了产量，有显著效益和一定的推广应用价值。