在工业生产设备中将过氧化氢加入到处理装置中的设备 本发明涉及一种用于在工业生产设备中将过氧化氢加入到处理装置中的设备。
它特别适用于将过氧化氢加入到用于在造纸地点漂白纸浆的设备中。
许多工业生产设备要消耗大量的过氧化氢，特别是在纸浆生产地。实际上所用的过氧化氢通常是以浓缩水溶液，例如50-70重量％的形式用油轮或者瓶罐输送到处理装置中。这种供应过氧化氢的方法存在许多缺点，特别是与许多卸下过氧化氢的浓缩溶液的操作有关的安全问题以及与运输和在处理装置中将其稀释成工作浓度有关的费用问题。
本申请人设想在工业生产设备中借助处理装置以较小程度上高度浓缩水溶液生产过氧化氢。但是，大多数地点的操作实际上是常年地，通常至少每年360天连续进行的，并且不允许中断过氧化氢的供应。这种中断是很容易发生的，例如在过氧化氢生产设备的维修过程中。
本发明的目的在于允许不间断地将过氧化氢加入到处理装置中，同时进行进料设备的通常维修操作。
为此，本发明的主题是一种用于在工业生产设备中将过氧化氢加入到处理装置中的设备，其特征在于它包括一个安装在处理装置实际所在地地用于生产工作浓度的过氧化氢的主设备，和一个为了在主设备停机的情况下往处理装置中进料的备用设备，该备用设备包括一个具有高于工作浓度的储存浓度的过氧化氢的备用储罐和用于稀释储存的过氧化氢的装置，该装置连接在该储罐和处理装置之间并且将储存过氧化氢的浓度减小到工作浓度。
根据本发明的其它特征：
-备用设备还包括用于将稳定剂加入到稀释过氧化氢中的装置；
-过氧化氢的工作浓度为5-15重量％；
-在储罐中过氧化氢的浓度为50-70重量％；
-在储罐中过氧化氢的重量为100-200公吨；
-主生产设备采用蒽醌工艺来生产过氧化氢；
-处理装置是一个在造纸地点用于漂白纸浆的装置。
通过阅读下面的并且是仅仅作为实施例给出的描述内容可以更好的理解本发明，为了理解说明书可参考附图，其中
-图1是本发明用于加入过氧化氢的设备的示意图；
-图2是根据一个优选实施方案作为图1所示设备组成部分的用于生产过氧化物的主设备的示意图。
图1中表示出了用于在工业生产设备中往处理装置12中加入过氧化氢的设备10。
该处理装置12是例如一个用于造纸厂或者造纸地点的纸浆漂白装置。
设备10包括安装在处理装置12实际所在地的用于生产过氧化氢的主设备14。
主设备14的目的在于生产具有比较低、优选为5-15重量％的工作浓度的过氧化氢。
用于加入过氧化氢的设备10还包括目的在于在主设备14停机的时候往处理装置12中进料的备用设备16。
该备用设备16包括一个过氧化氢的备用储罐18和用于稀释储存过氧化氢的已知类型装置20。这些稀释装置20通过上游管道22和下游管道24连接在储罐18和处理装置12之间。
储存在储罐18中的过氧化氢通常是市售的。这种在储罐中的过氧化氢的浓度高于工作浓度，优选为50-70重量％，其体积的相应重量优选为100-200公吨，以便能在约一星期供应例如用于漂白纸浆的常规设备。
主设备14通过导管26与处理装置12相连。
储罐18的管道24下游和设备14的管道26下游连接到相同的管道28上以便向处理装置12中进料。
阀30、32可以分别将主设备14和备用设备18与处理装置12隔断。
流体的总流向在图1中用箭头表示。
可按照下面的方式操作本发明的用于加入过氧化氢的设备。
通常将具有所需工作浓度的过氧化氢由主生产设备14直接加入到处理装置中。在这种情况下，后一个设备通过打开阀30与处理装置12相连，同时通过关闭阀32将储罐18与处理装置12隔断。
当主设备14停机时，特别是为了进行维修操作时，该设备通过关闭阀30与处理装置32隔断，在打开阀32之后由储罐18往装置12中加入过氧化氢。
储存过氧化氢的浓度可通过稀释装置20来减小，以获得一般由主生产设备14供应的工作浓度。
备用设备16优选包括用于往稀释的过氧化氢中加入已知种类稳定剂的装置34，该稳定剂选自例如羧酸、氨基亚甲基羧酸、膦酸和氨基亚甲基膦酸化合物，特别是乙二胺四乙酸(EDTA)或者其盐、二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)或者其盐、聚丙烯酸、二亚乙基三胺五亚甲基膦酸或其盐、1，2-二氨基-N，N，N’，N’-四亚甲基膦酸或其盐和羟乙基双亚甲基膦酸或其盐。
该稳定剂能够避免过氧化氢在被注入到加工装置12中之前分解为较低的浓度。
用于生产过氧化氢的主设备14优选是采用蒽醌工艺类型的。这种类型的设备示于图2。
图2中的生产设备14包括三个塔状装置的主单元：催化氢化器101、逆流氧化器102和水提取器103。其中还包括多个与这三个装置的单元有关的装置，其中只有一部分表示出来：用于再循环含氢气体混合物的与氢化器相连的过载-冷凝器单元104；过滤器106，泵107，热交换器108、水冷却器109、塔顶冷凝器110和与氧化器连接的空气压缩机111、将氧化器102的底部与提取器103的底部相连的尽可能短的管道112；聚结器114和用于循环工作溶液的泵115。
图2还表示了用于将补充氢通入氢化器中的管道116、用于将空气通入压缩机111中的管道117、用于将软化水加入提取器103中的管道118、过氧化氢出口管道119，该管道从提取器103的底部开始直至以相同浓度消耗过氧化氢的处理装置12结束，以及用于循环工作溶液的管道121。管道119与管道26相连。
用于生产过氧化氢的设备包括许多本领域已知的设备，图上没有表示出来，如用于再生工作溶液分解产物的、用于采用催化剂的、用于回收溶剂等的装置。
在操作中，将由至少一种蒽醌衍生物和至少一种有机溶剂组成的工作溶液通过与泵115的输出连接的循环管道121加入到氢化器101的底部，并且将含氢的气流也通入到氢化器的底部。该气流一方面是由从氢化器顶部抽出的通过过载-冷凝器104再循环的气流和另一方面由经管道116输送的补充氢气组成。
这样工作溶液被部分地还原了。因此从氢化器底部用泵107经过滤器106抽出的被还原的溶液含有氢醌衍生物(例如80％的四氢蒽氢醌和20％的蒽氢醌)。
构成工作溶液的蒽醌衍生物优选自其中烷基取代基含有1到5个碳原子如甲基、乙基、仲丁基、叔丁基、叔戊基的2-烷基-9，10-蒽醌以及相应的5，6，7，8-四氢衍生物，或者选自其中烷基取代基是相同的或不同的含有1到5个碳原子如甲基、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-叔丁基和相应的5，6，7，8-四氢衍生物。构成工作溶液的有机溶剂优选是非极性化合物和极性化合物的混合物。该非极性化合物优选沸点高于140℃的主要含有至少有9个碳原子的芳香烃的石油馏份，如三甲基苯异构体、四甲基苯异构体、叔丁基苯、甲基萘异构体和二甲基萘异构体。该极性化合物优选自优选含有7到11个碳原子的饱和醇，如二异丁基甲醇、3，5，5-三甲基己醇、异庚醇、羧酸酯，如以商品名“Sextate”出售的乙酸甲基环己酯、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。
“过氧化氢等同量”在文中是指以克表示的过氧化氢的量，即如果在氧化器102中氧化阶段的产率是100％，一升工作溶液在氧化反应阶段结束时所能够提供的过氧化氢量。该过氧化物的质量浓度相当于与在工作溶液中所有可再次氧化的蒽氢醌类物质的摩尔浓度相等的摩尔浓度。它一方面取决于开始时工作溶液中蒽醌类物质的浓度，另一方面取决于101中的氢化反应条件。
在目前情况下，氢化反应是在50-70℃的温度下、在氢化器液面上气体的压力(控制氢气流速的压力)约为0.8-1.5巴的情况下完成的，并且通过调节具有给定浓度的蒽醌类物质在氢化器中的停留时间，将过氧化氢等同量调整到约为7-9g/l的值。
将从氢化器中抽出的被还原的工作溶液在106中过滤以除去所有痕量的催化剂，再在108和接着在109中冷却至约为35-40℃的温度范围内。将氧化器的气体液面的压力维持在2-4巴。将被还原的工作溶液在102中氧化，氧化器顶部流体在110中被部分地冷凝。
将通过氧化反应形成的过氧化氢从氧化器的底部以等于上述过氧化氢等同量与氧化器产率乘积的量抽出，作为与被再次氧化的工作溶液的混合物。将该液体通过管道112借助于推动压差直接输送到提取器103的底部，该操作可以在稍高于大气压的压力下进行。液-液提取是在提取器中由在提取器顶部加入的软化水来完成。
将过氧化氢水溶液从提取器的底部抽出，并将其过氧化氢浓度调节到在处理装置12中直接使用所需的值。
将与过氧化氢分离的工作溶液从提取器103的顶部抽出，其中不含在聚结器114中夹带的水相液滴，再由泵115输送到热交换器108中，在其中工作溶液被加热，由此循环到氢化器101的底部。
氧化器102包括装有组织化填充物或者单孔盘或蒸馏塔板状的盘的外壳，这就是说每个部分都有液封、用于使产生的气体上升通过该密封装置的孔和从一个盘到下一个盘的降液管，要不就是组织化填充物和这些盘的结合体。
本发明具有许多优点。
本发明的设备能够连续地往处理装置中加入过氧化氢，同时进行设备维修操作。因此，当生产过氧化氢的主设备停机时，备用设备就代替主设备往处理装置中进料。
储罐18的体积相当小，其中储存着高浓度的过氧化氢。
本发明的设备能够克服以浓缩水溶液的形式供应过氧化氢存在的问题，特别是排除了与拆卸操作有关的危险。