專利名稱：在工業生產設備中將過氧化氫加入到處理裝置中的設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于在工業生產設備中將過氧化氫加入到處理裝置中的設備。
它特別適用于將過氧化氫加入到用于在造紙地點漂白紙漿的設備中。
許多工業生產設備要消耗大量的過氧化氫，特別是在紙漿生產地。實際上所用的過氧化氫通常是以濃縮水溶液，例如50-70重量％的形式用油輪或者瓶罐輸送到處理裝置中。這種供應過氧化氫的方法存在許多缺點，特別是與許多卸下過氧化氫的濃縮溶液的操作有關的安全問題以及與運輸和在處理裝置中將其稀釋成工作濃度有關的費用問題。
本申請人設想在工業生產設備中借助處理裝置以較小程度上高度濃縮水溶液生產過氧化氫。但是，大多數地點的操作實際上是常年地，通常至少每年360天連續進行的，并且不允許中斷過氧化氫的供應。這種中斷是很容易發生的，例如在過氧化氫生產設備的維修過程中。
本發明的目的在于允許不間斷地將過氧化氫加入到處理裝置中，同時進行進料設備的通常維修操作。
為此，本發明的主題是一種用于在工業生產設備中將過氧化氫加入到處理裝置中的設備，其特征在于它包括一個安裝在處理裝置實際所在地的用于生產工作濃度的過氧化氫的主設備，和一個為了在主設備停機的情況下往處理裝置中進料的備用設備，該備用設備包括一個具有高于工作濃度的儲存濃度的過氧化氫的備用儲罐和用于稀釋儲存的過氧化氫的裝置，該裝置連接在該儲罐和處理裝置之間并且將儲存過氧化氫的濃度減小到工作濃度。
根據本發明的其它特征-備用設備還包括用于將穩定劑加入到稀釋過氧化氫中的裝置；-過氧化氫的工作濃度為5-15重量％；-在儲罐中過氧化氫的濃度為50-70重量％；
-在儲罐中過氧化氫的重量為100-200公噸；-主生產設備采用蒽醌工藝來生產過氧化氫；-處理裝置是一個在造紙地點用于漂白紙漿的裝置。
通過閱讀下面的并且是僅僅作為實施例給出的描述內容可以更好的理解本發明，為了理解說明書可參考附圖，其中-

圖1是本發明用于加入過氧化氫的設備的示意圖；-圖2是根據一個優選實施方案作為圖1所示設備組成部分的用于生產過氧化物的主設備的示意圖。
圖1中表示出了用于在工業生產設備中往處理裝置12中加入過氧化氫的設備10。
該處理裝置12是例如一個用于造紙廠或者造紙地點的紙漿漂白裝置。
設備10包括安裝在處理裝置12實際所在地的用于生產過氧化氫的主設備14。
主設備14的目的在于生產具有比較低、優選為5-15重量％的工作濃度的過氧化氫。
用于加入過氧化氫的設備10還包括目的在于在主設備14停機的時候往處理裝置12中進料的備用設備16。
該備用設備16包括一個過氧化氫的備用儲罐18和用于稀釋儲存過氧化氫的已知類型裝置20。這些稀釋裝置20通過上游管道22和下游管道24連接在儲罐18和處理裝置12之間。
儲存在儲罐18中的過氧化氫通常是市售的。這種在儲罐中的過氧化氫的濃度高于工作濃度，優選為50-70重量％，其體積的相應重量優選為100-200公噸，以便能在約一星期供應例如用于漂白紙漿的常規設備。
主設備14通過導管26與處理裝置12相連。
儲罐18的管道24下游和設備14的管道26下游連接到相同的管道28上以便向處理裝置12中進料。
閥30、32可以分別將主設備14和備用設備18與處理裝置12隔斷。
流體的總流向在圖1中用箭頭表示。
可按照下面的方式操作本發明的用于加入過氧化氫的設備。
通常將具有所需工作濃度的過氧化氫由主生產設備14直接加入到處理裝置中。在這種情況下，后一個設備通過打開閥30與處理裝置12相連，同時通過關閉閥32將儲罐18與處理裝置12隔斷。
當主設備14停機時，特別是為了進行維修操作時，該設備通過關閉閥30與處理裝置32隔斷，在打開閥32之后由儲罐18往裝置12中加入過氧化氫。
儲存過氧化氫的濃度可通過稀釋裝置20來減小，以獲得一般由主生產設備14供應的工作濃度。
備用設備16優選包括用于往稀釋的過氧化氫中加入已知種類穩定劑的裝置34，該穩定劑選自例如羧酸、氨基亞甲基羧酸、膦酸和氨基亞甲基膦酸化合物，特別是乙二胺四乙酸(EDTA)或者其鹽、二亞乙基三胺五乙酸(DTPA)或者其鹽、聚丙烯酸、二亞乙基三胺五亞甲基膦酸或其鹽、1，2-二氨基-N，N，N’，N’-四亞甲基膦酸或其鹽和羥乙基雙亞甲基膦酸或其鹽。
該穩定劑能夠避免過氧化氫在被注入到加工裝置12中之前分解為較低的濃度。
用于生產過氧化氫的主設備14優選是采用蒽醌工藝類型的。這種類型的設備示于圖2。
圖2中的生產設備14包括三個塔狀裝置的主單元催化氫化器101、逆流氧化器102和水提取器103。其中還包括多個與這三個裝置的單元有關的裝置，其中只有一部分表示出來用于再循環含氫氣體混合物的與氫化器相連的過載-冷凝器單元104；過濾器106，泵107，熱交換器108、水冷卻器109、塔頂冷凝器110和與氧化器連接的空氣壓縮機111、將氧化器102的底部與提取器103的底部相連的盡可能短的管道112；聚結器114和用于循環工作溶液的泵115。
圖2還表示了用于將補充氫通入氫化器中的管道116、用于將空氣通入壓縮機111中的管道117、用于將軟化水加入提取器103中的管道118、過氧化氫出口管道119，該管道從提取器103的底部開始直至以相同濃度消耗過氧化氫的處理裝置12結束，以及用于循環工作溶液的管道121。管道119與管道26相連。
用于生產過氧化氫的設備包括許多本領域已知的設備，圖上沒有表示出來，如用于再生工作溶液分解產物的、用于采用催化劑的、用于回收溶劑等的裝置。
在操作中，將由至少一種蒽醌衍生物和至少一種有機溶劑組成的工作溶液通過與泵115的輸出連接的循環管道121加入到氫化器101的底部，并且將含氫的氣流也通入到氫化器的底部。該氣流一方面是由從氫化器頂部抽出的通過過載-冷凝器104再循環的氣流和另一方面由經管道116輸送的補充氫氣組成。
這樣工作溶液被部分地還原了。因此從氫化器底部用泵107經過濾器106抽出的被還原的溶液含有氫醌衍生物(例如80％的四氫蒽氫醌和20％的蒽氫醌)。
構成工作溶液的蒽醌衍生物優選自其中烷基取代基含有1到5個碳原子如甲基、乙基、仲丁基、叔丁基、叔戊基的2-烷基-9，10-蒽醌以及相應的5，6，7，8-四氫衍生物，或者選自其中烷基取代基是相同的或不同的含有1到5個碳原子如甲基、乙基、叔丁基的9，10-二烷基蒽醌，例如1，3-二甲基、1，4-二甲基、2，3-二甲基、2，7-二甲基、1，3-二乙基、2，7-二-叔丁基、2-乙基-6-叔丁基和相應的5，6，7，8-四氫衍生物。構成工作溶液的有機溶劑優選是非極性化合物和極性化合物的混合物。該非極性化合物優選沸點高于140℃的主要含有至少有9個碳原子的芳香烴的石油餾份，如三甲基苯異構體、四甲基苯異構體、叔丁基苯、甲基萘異構體和二甲基萘異構體。該極性化合物優選自優選含有7到11個碳原子的飽和醇，如二異丁基甲醇、3，5，5-三甲基己醇、異庚醇、羧酸酯，如以商品名“Sextate”出售的乙酸甲基環己酯、乙酸庚酯、苯甲酸丁酯、庚酸乙酯、磷酸酯如磷酸三丁酯、磷酸三(2-乙基丁基)酯、磷酸三(2-乙基己基)酯和磷酸三(正辛基)酯和四取代的脲如四-正丁基脲。
“過氧化氫等同量”在文中是指以克表示的過氧化氫的量，即如果在氧化器102中氧化階段的產率是100％，一升工作溶液在氧化反應階段結束時所能夠提供的過氧化氫量。該過氧化物的質量濃度相當于與在工作溶液中所有可再次氧化的蒽氫醌類物質的摩爾濃度相等的摩爾濃度。它一方面取決于開始時工作溶液中蒽醌類物質的濃度，另一方面取決于101中的氫化反應條件。
在目前情況下，氫化反應是在50-70℃的溫度下、在氫化器液面上氣體的壓力(控制氫氣流速的壓力)約為0.8-1.5巴的情況下完成的，并且通過調節具有給定濃度的蒽醌類物質在氫化器中的停留時間，將過氧化氫等同量調整到約為7-9g/l的值。
將從氫化器中抽出的被還原的工作溶液在106中過濾以除去所有痕量的催化劑，再在108和接著在109中冷卻至約為35-40℃的溫度范圍內。將氧化器的氣體液面的壓力維持在2-4巴。將被還原的工作溶液在102中氧化，氧化器頂部流體在110中被部分地冷凝。
將通過氧化反應形成的過氧化氫從氧化器的底部以等于上述過氧化氫等同量與氧化器產率乘積的量抽出，作為與被再次氧化的工作溶液的混合物。將該液體通過管道112借助于推動壓差直接輸送到提取器103的底部，該操作可以在稍高于大氣壓的壓力下進行。液-液提取是在提取器中由在提取器頂部加入的軟化水來完成。
將過氧化氫水溶液從提取器的底部抽出，并將其過氧化氫濃度調節到在處理裝置12中直接使用所需的值。
將與過氧化氫分離的工作溶液從提取器103的頂部抽出，其中不含在聚結器114中夾帶的水相液滴，再由泵115輸送到熱交換器108中，在其中工作溶液被加熱，由此循環到氫化器101的底部。
氧化器102包括裝有組織化填充物或者單孔盤或蒸餾塔板狀的盤的外殼，這就是說每個部分都有液封、用于使產生的氣體上升通過該密封裝置的孔和從一個盤到下一個盤的降液管，要不就是組織化填充物和這些盤的結合體。
本發明具有許多優點。
本發明的設備能夠連續地往處理裝置中加入過氧化氫，同時進行設備維修操作。因此，當生產過氧化氫的主設備停機時，備用設備就代替主設備往處理裝置中進料。
儲罐18的體積相當小，其中儲存著高濃度的過氧化氫。
本發明的設備能夠克服以濃縮水溶液的形式供應過氧化氫存在的問題，特別是排除了與拆卸操作有關的危險。
權利要求
1.用于將過氧化氫在工業生產設備中加入到處理裝置(12)中的設備，其特征在于它包括安裝在處理裝置(12)實際所在地的用于生產工作濃度過氧化氫的主設備(14)和在主設備(14)停機時往處理裝置(12)中進料的備用設備(16)，該備用設備包括以高于工作濃度的儲存濃度儲存過氧化氫的備用儲罐(18)和用于稀釋儲存過氧化氫的裝置，該裝置連接在儲罐(18)和處理裝置(12)之間并將儲存過氧化氫的濃度減小到工作濃度。
2.權利要求1的設備，其特征在于備用設備(16)另外包括用于將穩定劑加入到稀釋過氧化氫中的裝置(34)。
3.權利要求1或2的設備，其特征在于過氧化氫的工作濃度為5-15重量％。
4.前面任意一個權利要求的設備，其特征在于過氧化氫在儲罐中的濃度為50-70重量％。
5.前面任意一個權利要求的設備，其特征在于過氧化氫在儲罐中的重量為100-200公噸。
6.前面任意一個權利要求的設備，其特征在于主生產設備(14)采用蒽醌工藝來生產過氧化氫。
7.前面任意一個權利要求的設備，其特征在于處理裝置(12)是一個用于在造紙地點漂白紙漿的設備。
全文摘要
一種包括設置在處理裝置(12)所在地的用于生產工作濃度的過氧化氫的主設備(14)和用于在主設備(14)停機時往處理裝置(12)中進料的備用設備(16)的設備(10)。該備用設備包括以高于工作濃度的儲存濃度儲存過氧化氫的儲罐(18)和用于稀釋儲存的過氧化氫的裝置(20),該裝置設置在儲罐(18)和處理裝置(12)之間以便將過氧化氫儲存的濃度減小到工作濃度。
文檔編號C01B15/023GK1176629SQ9619221
公開日1998年3月18日 申請日期1996年2月14日 優先權日1995年2月28日
發明者H·萊登 申請人:凱默夏爾公司