[go: up one dir, main page]

CZ269597A3 - Zařízení pro výrobu peroxidu vodíku - Google Patents

Zařízení pro výrobu peroxidu vodíku Download PDF

Info

Publication number
CZ269597A3
CZ269597A3 CZ972695A CZ269597A CZ269597A3 CZ 269597 A3 CZ269597 A3 CZ 269597A3 CZ 972695 A CZ972695 A CZ 972695A CZ 269597 A CZ269597 A CZ 269597A CZ 269597 A3 CZ269597 A3 CZ 269597A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
working solution
oxidizer
hydrogenator
extractor
hydrogen peroxide
Prior art date
Application number
CZ972695A
Other languages
English (en)
Inventor
Henry Ledon
Original Assignee
Chemoxal S. A.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chemoxal S. A. filed Critical Chemoxal S. A.
Publication of CZ269597A3 publication Critical patent/CZ269597A3/cs

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C9/00After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
    • D21C9/10Bleaching ; Apparatus therefor
    • D21C9/16Bleaching ; Apparatus therefor with per compounds
    • D21C9/163Bleaching ; Apparatus therefor with per compounds with peroxides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/32Packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit or module inside the apparatus for mass or heat transfer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B15/00Peroxides; Peroxyhydrates; Peroxyacids or salts thereof; Superoxides; Ozonides
    • C01B15/01Hydrogen peroxide
    • C01B15/022Preparation from organic compounds
    • C01B15/023Preparation from organic compounds by the alkyl-anthraquinone process
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/32Details relating to packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit of module inside the apparatus for mass or heat transfer
    • B01J2219/322Basic shape of the elements
    • B01J2219/32203Sheets
    • B01J2219/3221Corrugated sheets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/32Details relating to packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit of module inside the apparatus for mass or heat transfer
    • B01J2219/322Basic shape of the elements
    • B01J2219/32203Sheets
    • B01J2219/32213Plurality of essentially parallel sheets
    • B01J2219/3222Plurality of essentially parallel sheets with sheets having corrugations which intersect at an angle different from 90 degrees
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/32Details relating to packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit of module inside the apparatus for mass or heat transfer
    • B01J2219/322Basic shape of the elements
    • B01J2219/32203Sheets
    • B01J2219/32224Sheets characterised by the orientation of the sheet
    • B01J2219/32227Vertical orientation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Fats And Perfumes (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

Description

Oblast techniky
Vynález se týká zařízení pro výrobu peroxidu vodíku technikou autooxidace anthrachinonové sloučeniny, sestávajícího z katalytického hydrogenátoru napájeného vodíkem, oxidátoru napájeného tekutinou, obsahující kyslík, zejména vzduchem, extraktoru, napájeného vodou, prostředků, které umožňují převádět pracovní roztok, obsahující alespoň jednu anthrachinonovou sloučeninu v roztoku v alespoň jednom organickém rozpouštědle postupně přes hydrogenátor, oxidátor a extraktor a potom recyklovat zpět do hydrogenátoru.
Dosavadní stav techniky
V následujícím textu znamenají údaje o tlaku relativní tlak (neboli přetlak).
Zařízení, jaké je popsáno níže, je běžně používáno pro výrobu obchodních roztoků peroxidu vodíku. Příklad takového zařízení je podán v díle Kirk Othmer, „Encyclopedia of Chemical
Technology“, 3. vydání, díl 17.
Z ekonomických důvodů (viz Process Economic Report No 68B, Hydrogen Peroxids, březen 1992, kapitola VI, SRI International), v zásadě vázaných na náklady spojené s transportem a skladováním, ·· ·
tyto roztoky musí obsahovat peroxid vodíku v co největší koncentraci, to jest v koncentraci vyšší než 35 %, obecněji v koncentraci 60 % nebo 70 % hmotnostních.
Za účelem výroby koncentrovaných obchodních roztoků peroxidu vodíku se postupuje tak, že se na výstupu z extraktoru získává roztok peroxidu vodíku, mající co nejvyšší možnou koncentraci, ale přesto zůstávající mimo oblast explosivity směsi pracovní roztok/vodný roztok peroxidu vodíku. V tomto směru přihláška vynálezu FR-A-2 228 717 ukazuje, že koncentrace peroxidu vodíku v uvedeném vodném roztoku vycházejícím z extraktoru nemá být větší než 600 g/1, to jest 50 % hmotnostních peroxidu vodíku. Koncentrace peroxidu vodíku vyšší než tato hodnota je popsána jako koncentrace, která může způsobit explosivní reakce.
Pro získání silně koncentrovaných vodných roztoků peroxidu vodíku se upraví funkční parametry výše zmíněného zařízení pro autooxidaci tak, aby dovolovalo použití pracovního roztoku, který v celém zařízení obsahuje co nejvyšší ekvivalent peroxidu vodíku, například ekvivalent peroxidu vodíku vyšší než 11 g/1, popřípadě více. Tak přihláška vynálezu FR-A-2.086.166 předpokládá použití pracovního roztoku, který může vyprodukovat po oxidaci množství peroxidu vodíku řádově 16 g na jeden litr pracovního roztoku.
Takto je ekvivalent peroxidu vodíku alespoň 16 g/1 na vstupu oxidátoru. Klasická zařízení, používající zvýšený ekvivalent peroxidu vodíku mají nicméně mnohé nevýhody. Předně vyžadují obecně použití zvýšených oxidačních teplot. Takovéto teploty jsou nutné, aby se zabránilo krystalizací pracovního roztoku,
obsahujícího zvýšené množství ekvivalentu peroxidu vodíku. V tomto ohledu je možné se odvolat na „Techniques de 1'Ingénieur“, kapitola „Peroxyde ďhydrogene:, J. 6020, který uvádí, že oxidační teploty mají být v rozmezí mezi 60 a 80 °C.
Další nevýhoda, která se objevuje u takovýchto zařízení, spočívá v tom, že pracovní roztok rychle degraduje.
Dále jsou tato klasická zařízení velmi citlivá na přítomnost vody, dokonce i v malých množstvích, která se může náhodně vyskytnout buď v oxidátoru nebo v potrubích, spojujících oxidátor a extraktor. V tomto případě voda může reagovat s oxidovaným pracovním roztokem, což může způsobit explosivní reakce.
Navíc je třeba za účelem snížení rizika explose v oxidátoru nutné používat volné garnisáže (například s Raschigovými kroužky). Tyto garnisáže mají dobré vlastnosti vzhledem ke kontaktu plynkapalina, ale jejich použití přináší zvýšené náklady a zabírá významný objem v oxidátoru. Navíc tyto garnisáže mají sklon obsahovat pevné nečistoty. Takto je během spouštění zařízení vystaveno zvýšenému riziku, že do extraktoru prudce vnikne relativně významné množství nečistot, zejména kovových, což je v této části zařízení nebezpečné.
Předmět vynálezu • · · ·
Předmětem vynálezu je vařízení na výrobu peroxidu vodíku. Předkládaný vynález si klade za cíl vyhnout se výše uvedeným nevýhodám.
Vynález má za cíl podat zařízení pro výrobu peroxidu vodíku pomocí techniky autooxidace, které je obzvláště dobře přizpůsobeno z hlediska investičních a provozních nákladů a bezpečnosti provozu v reálných průmyslových podmínkách. Obzvláště má vynález za cíl podat zařízení, dovolující výrobu peroxidu vodíku přímo na místě spotřeby v jistých zařízeních, jako je například výroba papíroviny.
Pro dosažení tohoto cíle je předmětem vynálezu zařízení pro výrobu peroxidu vodíku pomocí techniky autooxidace anthrachinonové sloučeniny výše uvedeného typu, ve kterém jsou realizovány prostředky pro ředění pracovního roztoku, vycházejícího z hydrogenerátoru.
V jednotlivých provedeních může zařízení podle vynálezu vykazovat jednu nebo více z následujících vlastností:
- prostředky pro ředění pracovního roztoku zahrnují prostředky pro odvádění části pracovního roztoku vycházejícího z extraktoru do oxidátoru, aniž by tato část pracovního roztoku procházela hydrogenátorem;
β · · · · ·
- prostředky pro odvádění jsou uzpůsobeny pro odvádění 15 až 45 % objemových pracovního roztoku vycházejícího z extraktoru do oxidátoru;
- prostředky pro odvádění jsou uzpůsobeny pro jedné třetiny objemu pracovního roztoku vycházejícího z extraktoru do oxidátoru;
- hydrogenátor je uzpůsoben tak, aby produkoval na svém výstupu pracovní roztok obsahující ekvivalent peroxidu vodíku v rozmezí od 8 do 15;
- ekvivalent peroxidu vodíku na výstupu hydrogenátoru je v rozmezí od 9 do 12;
- jsou použity prostředky pro smíchání redukovaného pracovního roztoku vycházejícího z hydrogenátoru a oxidovaného pracovního roztoku vycházejícího přímo z extraktoru stejně tak jako prostředky pro odvádění takto vzniklé směsi do oxidátoru;
- prostředky pro odvádění a prostředky pro smíchání jsou provedeny tak, aby na vstupu oxidátoru byl získán pracovní roztok mající ekvivalent peroxidu vodíku v rozmezí od 7 do 9;
- prostředky pro odvádění zahrnují odváděči potrubí umístěné mezi potrubí recyklace oxidovaného pracovního roztoku, které spojuje výstup extraktoru a vstup hydrogenátoru a potrubí, které napájí • · ·· ···· oxidátor pracovním roztokem a spojuje výstup hydrogenátoru se vstupem oxidátoru;
- je použit výměnník tepla mezi potrubím recyklujícím oxidovaný pracovní roztok a potrubím, napájejícím oxidátor pracovním roztokem a přitom,uvedené potrubí pro odvádění je spojeno s potrubím recyklace v přední části výměníku a s napájejícím potrubím v zadní části výměníku;
- oxidátor zahrnuje obal, obsahující prostředky zajišťující kontakt plyn - tekutina, sestávající alespoň částečně z jednoduchých perforovaných desek nebo z desek obdobných destilačním deskám a nebo z uspořádané garnisáže, výhodně ze zvlněně zkřížené garnisáže.
Přehled obrázků v textu
Vynález bude osvětlen následujícím popisem, který je podáván výhradně jako příklad a odvolává se na připojené obrázky, v nichž:
- obr. 1 představuje schematický pohled na zařízení pro výrobu peroxidu vodíku podle vynálezu;
- obr. 2 představuje schematický perspektivní pohled na obecné provedení části oxidátoru, vybaveného zvlněně zkříženou garnisáží;
- obr. 3 představuje perspektivní pohled na složení části garnisáže podle obr. 2.
• · · *
Příklady
Zařízení znázorněné na obr. 1 zahrnuje tři základní části ve tvaru kolon: katalytické hydrogenační zařízení (hydrogenátor) 1_, protiproudé oxidační zařízení (oxidátor) 2. a vodní extraktor 3.. Zařízení dále obsahuje početné vybavení, které se váže k těmto částem, z něhož pouze některé části jsou znázorněny. Tak soubor kompresor - kondenzátor 4 pro recirkulaci plynné směsi obsahující vodík je připojen k hydrogenátoru. Filtr 6, pumpa ]_, výměník tepla 8., mísíc 9 a vodní chladič 10 jsou spojeny do série potrubím 11 napájení oxidátoru 2. pracovním roztokem, spojujícím výstup 12 hydrogenátoru 1_ s horním vstupem 13 oxidátoru 2_. Zařízení zahrnuje mimo to kondenzátor 14 a kompresor vzduchu 15, spojené s oxidátorem; potrubí 16, tak krátké, jak je možno, spojující spodní část oxidátoru 2 se spodní částí extraktoru 3_; dále koalescenční zařízení 18 a pumpu 19 pro recyklaci pracovního roztoku.
Na obr. 1 je také zobrazeno potrubí 20 napájení hydrogenátoru vodíkem, potrubí 21 napájení kompresoru 15 vzduchem, potrubí 22 napájení extraktoru 3_ demineralizovanou vodou, potrubí 23. produkce peroxidu vodíku, které vychází ze spodní části extraktoru
3. a končí v zařízení 24, spotřebovávajícím peroxid vodíku o stejné koncentraci a potrubí 25 recyklace pracovního roztoku, procházející pumpou 19 a spojující výstup koalescenčního zařízení 18 se spodní částí hydrogenátoru 1_, procházejíce výměníkem tepla 8.
·· ♦
Odchylovací potrubí 26 je umístěno mezi potrubí 25 recyklace a mísiě 9. a je napojeno na potrubí 25 recyklace před výměníkem tepla 8..
Zařízení 24. které se nachází na stejném místě jako zařízení pro výrobu peroxidu vpdíku může být zejména zařízení pro bělení papíroviny.
Zařízení pro výrobu peroxidu vodíku může obsahovat množství dalších částí, dobře známých ze stavu techniky a neznázorněných, jako jsou prostředky pro regeneraci degradovaných produktů v pracovním roztoku, použití katalyzátoru, rekuperace rozpouštědla a pod.
Při provozu je jedna část oxidovaného pracovního roztoku, představovaného alespoň jednou anthrachinonovou sloučeninou a alespoň jedním organickým rozpouštědlem vpouštěna do spodní části hydrogenátoru I prostřednictvím potrubí 25 recyklace, spojeného s výstupem pumpy 19 a proud plynu, obsahující vodík je také vpouštěn do spodní části hydrogenátoru. Tento proud plynuje představován z Části proudem plynu, který vystoupil k vrcholu hydrogenátoru, byl recirkulován soustavou kompresor kondenzátor 4. a dále čerstvým vodíkem, přiváděným potrubím 20..
Tato část oxidovaného pracovního roztoku je takto částečně redukována. Redukovaný roztok, odčerpávaný ze spodní části hydrogenátoru pumpou Ί_ přes filtr 6 tedy obsahuje hydrochinonové • · · · · · • · * *· * » • · · » » * * · · · · • · • ·· 1 sloučeniny (například 80 % tetrahydroanthrahydrochinonu a 20 % anthrahydrochinonu).
Základní anthrachinonová sloučenina pracovního roztoku je s výhodou volena mezi 2-alkyl-9,l O-anthrachinony, ve kterých alkylový substituept obsahuje 1 až 5 atomů uhlíku, jako jsou například methylová, ethylová, sek.butylová, terč.butylová, terc.amylová, isoamylová skupina a odpovídajícími 5,6,7,8tetrahydro deriváty, dále dialkyl-9,10-anthrachinony ve kterých alkylové substituenty, totožné nebo odlišné, obsahují od 1 do 5 atomů uhlíku, jako jsou methylová, ethylová, terč.butylová skupina, tedy dialkylové skupiny jsou například 1,3-dimethyl, 1,4dimethyl, 2,3-dimethyl, 2,7-dimethyl, 1,3-diethyl, 2,7-diterc.butyl,
2-ethyl-6-terc.butyl a odpovídající 5,6,7,8-tetrahydro deriváty. Základní organická rozpouštědla pracovního roztoku jsou výhodně volena ze směsi polární sloučeniny a nepolární sloučeniny. Nepolární sloučenina je s výhodou volena z ropných frakcí o bodu varu vyšším než 140°C, obsahujících jako majoritní složku aromatické uhlovodíky o alespoň 9 atomech vodíku, jako jsou isomery trimethylbenzenu, isomery tetramethylbenzenu, terc.butylbenzen, isomery methylnaftalenu, isomery dimethylnaftalenu. Polární sloučenina je výhodně volena z nasycených alkoholů obsahujících výhodně 7 až 11 atomů uhlíku, jako je diisobutylkarbinol, 3,5,5-trimethylhexanol, isoheptanol, estery karboxylových kyselin jako methylcyklohexylacetát, prodávaný pod názvem „Sextate“, heptylacetát, butylbenzoát, ethylheptanoát, estery kyseliny fosforečné, jako je tributylfosforečnan, tri(2-ethylbutyl)fosforeěnan, tri(210 ethylhexyl)fosforeěnan, tri(n.oktyl)fosforečnan, tetrasubstituované močoviny, jako je tetra(n.butyl)močovina.
Pod pojmem „ekvivalent peroxidu vodíku“ se rozumí takové množství peroxidu vodíku, vyjádřené v gramech, které je jeden litr pracovního roztoku schopen dodat na výstupu oxidátoru, jestliže výtěžek této etapy je 100 %. Tato potenciální hmotnostní koncentrace peroxidu odpovídá molární koncentraci, která je rovna molární koncentraci souboru reoxidovatelných anthrachinonových složek v pracovním roztoku. Na jedné straně závisí na koncentraci anthrachinonových složek ve výchozím pracovním roztoku, na druhé straně na hydrogenačních podmínkách v hydrogenátoru X stejně tak jako případných zředěních redukovaného pracovního roztoku.
V popisovaném příkladě se hydrogenace provádí při teplotě volené v rozmezí od 50 do 70°C při tlaku plynného prostředí v hydrogenátoru (to jest tlaku, který reguluje průtok vodíku) zhruba od 0,8 do 1,5 baru a ekvivalent peroxidu vodíku na výstupu 12 hydrogenátoru Xje řízen tak, aby byl v rozmezí zhruba od 8 do 15 g/1 a výhodně v rozmezí zhruba od 9 do 12 g/1 tím, že se nastaví doba pobytu v hydrogenátoru pro danou koncentraci antrhachinonové složky.
Redukovaný pracovní roztok, odčerpávaný z hydrogenátoru je filtrován ve filtru 6., aby se odstranily jakékoliv stopy katalyzátoru, a potom je ochlazen ve výměníku tepla 8.. Poté je zředěn v mísiči 9 s doplňkovou částí částečně oxidovaného pracovního roztoku • · · • *
I vycházejícího z potrubí 26. jehož ekvivalent peroxidu vodíku je blízký nule. Tato doplňková část pracovního roztoku odpovídá zhruba 15 až 45 % objemu a výhodně zhruba jedné třetině objemu celkového pracovního roztoku vycházejícího z extraktoru 3_. Tato část oxidovaného pracovního roztokuje tedy směrována přímo k oxidátoru 2., aniž by procházela hydrogenátorem £. Průtok odchylovacím potrubím 26 je regulován tak, aby pracovní roztok, získaný na výstupu mísiěe 9 měl ekvivalent peroxidu vodíku v rozmezí zhruba od 7 do 9.
Pracovní roztok, získaný na výstupu z mísiěe 9., tvořený například směsí zhruba dvou třetin roztoku, který byl částečně redukován v hydrogenátoru a zhruba jedné třetiny roztoku, vycházejícího v oxidované formě přímo z extraktoru 3_je potom ochlazen ve vodním chladiči 10 až na teplotu řádově 35 až 40°C. Tlak plynného prostředí v oxidátoru je udržován na hodnotě v rozmezí od 2 do 4 barů. V zásadě redukovaný pracovní roztok, vycházející z mísiěe 9, je takto oxidován v oxidátoru 2. a tekutina, vycházející z vrcholu oxidátoru je částečně kondenzována v kondenzátoru 14.
Peroxid vodíku, vytvořený oxidační reakcí je odčerpáván ze spodní části oxidátoru v množství na jednotku oxidovaného pracovního roztoku rovné součinu ekvivalentu peroxidu vodíku na vstupu 13 oxidátoru a výtěžku oxidátoru. Tato tekutina je přímo odváděna potrubím £6 díky rozdílu tlaku v spodní části extraktoru 3., který pracuje za tlaku o něco nižšího, než je tlak atmosférický. V extraktoru se provádí extrakce kapalina - kapalina pomocí demineralizované vody, přiváděné na vrchol extraktoru.
·· ···· * · * *♦ i
• · « · * • · · ·· · · • 9 ·· 9
Ze spodní části extraktoru se odvádí roztok voda - peroxid vodíku, jehož koncentrace peroxidu vodíku je regulována tak, aby měla hodnotu, vyžadovanou pro přímé použití v cílovém zařízení 24. V uvažovaném případě, kdy zařízení 24 je zařízení na bílení papíroviny, je koncentrace peroxidu vodíku zvolena tak, aby byla pod 15 % hmotnostních, například aby byla v rozmezí od 5 do 12 % hmotnostních.
Pracovní roztok, oddělený od peroxidu vodíku je odváděn z vrcholu extraktoru 3., zbaven drobných kapiček vodné fáze, odvedených do koalescenčního zařízení 18. Část tohoto roztoku je pumpou 19 odváděna do výměníku tepla 8., ve kterém se ohřívá a je odtud recyklována do spodní části hydrogenátoru L Další část je odesílána do mísíce 9 odchylovacím potrubím 26..
Oxidátor 2 sestává z vnějšího obalu, obsahujícího uspořádanou garnisáž nebo jednoduché perforované desky nebo desky typu destilačních desek, to jest v každé vrstvě kapaliny procházejí otvory bubliny plynu a jsou použity prostředky, zabezpečující průchod kapaliny směrem dolů, nebo je též možné použít kombinace uspořádané garnisáže s takovýmito deskami.
Jestliže je používána uspořádaná garnisáž, je výhodně typu nazývaného „zvlněně zkřížená“.
Obr. 2 znázorňuje obecné uspořádání části oxidátoru, obsahujícího takovouto garnisáž. Tato část obsahuje v zásadě válcovitý plášť 27 ·· ···» ve kterém jsou umístěny prvky garnisáže 28, mající obecně válcovitý tvar.
Každý prvek garnisáže 28. typu „zvlněně zkřížená“, sestává ze svazku lamel 29., majících obecně obdélníkový tvar a šikmo zvlněných, přičemž vlny mají výhodně trojúhelníkový profil. Směr náklonu vln je opačný u sousedních lamel, jak je dobře vidět na obr. 3.
Všechny lamely téhož prvku garnisáže jsou umístěny v navzájem paralelních vertikálních rovinách a mají stejnou výšku. Naproti tomu jejich délka neboli horizontální dimenze roste od minimální hodnoty až k extrémní hodnotě, odpovídající středové lamele a potom klesá až k minimální hodnotě délky krajní lamely. Tímto způsobem se dosáhne toho, že pokud jsou lamely stlačeny k sobě, získá se prvek 28 garnisáže, mající válcový tvar a obrysy znázorněné na obr. 2.
Na každé ze stran lamely se nacházejí vrcholy 30 vln a prohlubně 31 vln, které spolu vytváří množství šikmých kanálů.
Vrcholy vln na jedné straně dané lamely se dotýkají s vrcholy vln sousední lamely a tím vytvářejí množství bodů dotyku neboli křížení, které zlepšují rozptýlení a vzájemný kontakt tekutin. Navíc je každý prvek 28 natočen o úhel 90° vzhledem k prvku následujícímu, jak je znázorněno na obr. 2, a každá lamela je navíc perforována, což na obrázku není znázorněno.
·· ·♦··
9 9 9
9 9 9
9 999 9
9 9
999 99 9
Zařízení podobná zde popsanému zařízení používají hydrogenátor 1_, mající zvýšený výtěžek. Jelikož pouze část pracovního roztoku (zhruba 2/3 objemu) je zpracovávána hydrogenátorem, jeho rozměry mohou být zmenšeny ve srovnání s hydrogenátorem v zařízeních, ve kterých je v hydrogenátoru zpracováván všechen pracovní roztok. Navíc má pracovní roztok, který je dodáván do hydrogenátoru, značně zvýšenou koncentraci hydrochinonových sloučenin, což usnadňuje hydrogenací. To vše dovoluje získat ekvivalent peroxidu vodíku, který je v rozmezí od 8 do 15.
Díky směsi, vytvořené v mísiči 9 je oxidátor 2. napájen pracovním roztokem, jehož ekvivalent vodíku je v rozmezí od 7 do 9. Tato relativně nízká hodnota vzhledem k hodnotám, používaným v známých zařízeních, dovoluje omezit teplotu o oxidátoru, aniž by vzniklo riziko krystalizace roztoku, navíc nízká teplota v oxidátoru způsobuje nízký parciální tlak organických par v plynném prostředí (například nižší než 2600 Pa a výhodně nižší než 1300 Pa). Tím se dosáhne toho, že směs, obsažená v oxidátoru, má své charakteristiky dostatečně vzdálené od podmínek, při nichž může dojít k explosi.
Stejně výhodná je situace i v potrubí 16 a v extraktoru 3_, v nichž je snížená koncentrace složek, které mohou vytvářet peroxid vodíku v přítomnosti vody a nebo koncentrace peroxidu vodíku je omezena.
I když použití „zvlněně zkřížené“ garnisáže, tak jak byla popsána výše, nedává tak dobré výsledky z hlediska rozptýlení plynu, stoupajícího v drobných bublinkách, je v popisovaném zařízení ·· ·♦··
44 4 4 4
9 9 9 4
4 4 444 4
4 4 9
444 944 94 4 • 4 44
9 • · * 94 výhodné jak z hlediska výměny plyn - kapalina, tak i z hlediska bezpečností. Z toho, že oxidátor pracuje při teplotách (zhruba 35 až 40°C v horní části, zhruba 45 až 50°C v spodní části), které jsou zřetelně nižší, než jsou teploty obvyklé v zařízeních pro výrobu peroxidu vodíku, pracujících technikou autooxidace anthrachinonových, sloučenin, plyne, že riziko exploze v oxidátoru, způsobené kontaktem kyslíku s párami rozpouštědla je podstatně sníženo, a to i ve spodní části oxidátoru.
Hlavní výhoda, který vyplývá z použití popsané „zvlněně zkřížené“ garnisáže spočívá ve skutečnosti, že má podstatně nižší náchylnost k zadržování pevných nečistot než obvyklé garnisáže, používané v oxidátoru.
Výše uvedené poznámky se týkají také na použití desek, usnadňujících kontakt plyn - kapalina v oxidátoru 2.·
Je třeba navíc uvést, že pro dosažení téže účinnosti obsahují „zvlněně zkřížené“ garnisáže i desky menší objem než obvyklé garnisáže, což dovoluje snížit rozměry oxidátoru, navíc lze v případě desek optimalizovat reakci v každé úrovni oxidátoru vhodnou volbou vzájemných odstupů desek.
Nízká teplota oxidace přináší navíc jako další výhodu možnost použít v oxidátoru vzduch obohacený kyslíkem nebo dokonce čistý kyslík, aniž by byla ohrožena bezpečnost, což umožní snížit dobu pobytu roztoku v oxidátoru. Jestliže je tato doba nízká, rozměry
• 99 9999
9 9 9 • · * · • 9 99 9 9
9 9
99» 9 9 · zařízení mohou být dále sníženy a množství degradovaných produktů v pracovním roztoku je tím také sníženo.
Zde popsané zařízení pro výrobu peroxidu vodíku používá odchýlení recyklačního potrubí pro zředění redukovaného pracovního roztoku, vycházejícího z hydrogenátoru. Je ale možno použít i jakéhokoliv jiného vhodného prostředku.

Claims (11)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Zařízení pro výrobu peroxidu vodíku technikou autooxidace anthrachinonové sloučeniny, sestávajícího z katalytického hydrogenátoru (1) .napájeného vodíkem, oxidátoru (2) napájeného tekutinou, obsahující kyslík, zejména vzduchem, extraktoru (3), napájeného vodou, prostředků (7, 16, 19), které umožňují převádět pracovní roztok, obsahující alespoň jednu anthrachinonovou sloučeninu v roztoku v alespoň jednom organickém rozpouštědle postupně přes hydrogenátor (1), oxidátor (2) a extraktor (3) a potom recyklovat zpět do hydrogenátoru vyznačující se tím, že zařízení obsahuje prostředky (9, 26) pro zředění pracovního roztoku vycházejícího z hydrogenátoru (1).
  2. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že prostředky pro ředění pracovního roztoku zahrnují prostředky (26) pro odvádění části pracovního roztoku vycházejícího z extraktoru (3) do oxidátoru (2), aniž by tato část pracovního roztoku procházela hydrogenátorem (1).
  3. 3. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že prostředky (26) pro odvádění jsou uzpůsobeny pro odvádění 15 až 45 % objemových pracovního roztoku vycházejícího z extraktoru (3) do oxidátoru”(2).
    ·· ···· ·· · t · • · · • · 9 9
    9 9 9
    999 99 9
    99 9 9 9 « 9 9 9 • 9 999 9
    9 9 9
    9 999 99 9
  4. 4. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že prostředky (26) pro odvádění jsou uzpůsobeny pro jedné třetiny objemu pracovního roztoku vycházejícího z extraktoru (3) do oxidátoru (2).
  5. 5. Zařízení podle některého z nároků 1 až4, vyznačující se t í m , ž e hydrogenátor (1) je uzpůsoben tak, aby produkoval na svém výstupu pracovní roztok obsahující ekvivalent peroxidu vodíku v rozmezí od 8 do 15.
  6. 6. Zařízení podle některého z nároků 1 až 5, v y z n a ě u j í c í se t í m , ž e ekvivalent peroxidu vodíku na výstupu hydrogenátoru (1) je v rozmezí od 9 do 12.
  7. 7. Zařízení podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se t í m , ž e jsou použity prostředky (9) pro smíchání redukovaného pracovního roztoku vycházejícího z hydrogenátoru (1) a oxidovaného pracovního roztoku vycházejícího přímo z extraktoru (3) stejně tak jako prostředky (11) pro odvádění takto vzniklé směsi do oxidátoru (2).
  8. 8. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že prostředky pro odvádění (26) a prostředky pro smíchání (9) jsou provedeny tak, aby na vstupu (13) oxidátoru (2) byl získán pracovní roztok mající ekvivalent peroxidu vodíku v rozmezí od 7 do 9.
  9. 9.
    Zařízení podle některého z nároků 2 až 8, v y z ··· se t í m , ž e prostředky pro odvádění zahrnují odváděči potrubí (26) umístěné mezi potrubí (25) recyklace oxidovaného pracovního roztoku, které spojuje výstup extraktoru (3) a vstup hydrogenátoru (1), a potrubí (11), které napájí oxidátor (2) pracovním roztokem a spojuje výstup (12) hydrogenátoru (1) se vstupem (13) oxidátoru (2)
  10. 10. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že je použit výměnník (8) tepla mezi potrubím (25) recyklujícím oxidovaný pracovní roztok a potrubím (11), napájejícím oxidátor (2) pracovním roztokem a přitom uvedené potrubí (26) pro odvádění je spojeno s potrubím (25) recyklace v přední části výměníku (8) a s napájejícím potrubím (11) v zadní části výměníku (8)
  11. 11. Zařízení podle některého z nároků 1 až 10, vyznačující se t í m , ž e oxidátor (2) zahrnuje obal, obsahující prostředky zajišťující kontakt plyn - tekutina, sestávající alespoň částečně z jednoduchách perforovaných desek nebo z desek obdobných destilaěním deskám a nebo z uspořádané garnisáže, výhodně ze zvlněně zkřížené garnisáže (28).
CZ972695A 1995-02-28 1996-02-14 Zařízení pro výrobu peroxidu vodíku CZ269597A3 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9502317A FR2730986B1 (fr) 1995-02-28 1995-02-28 Installation de production de peroxyde d'hydrogene

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ269597A3 true CZ269597A3 (cs) 1998-03-18

Family

ID=9476579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ972695A CZ269597A3 (cs) 1995-02-28 1996-02-14 Zařízení pro výrobu peroxidu vodíku

Country Status (14)

Country Link
US (1) US5902559A (cs)
EP (1) EP0812299A1 (cs)
JP (1) JPH11500997A (cs)
CN (1) CN1176628A (cs)
AU (1) AU4835096A (cs)
BR (1) BR9607051A (cs)
CA (1) CA2214087A1 (cs)
CO (1) CO4560351A1 (cs)
CZ (1) CZ269597A3 (cs)
FI (1) FI973512A7 (cs)
FR (1) FR2730986B1 (cs)
NO (1) NO973895L (cs)
NZ (1) NZ302323A (cs)
WO (1) WO1996026898A1 (cs)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10017656A1 (de) * 2000-04-08 2001-10-11 Degussa Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxid
CN101837956B (zh) * 2010-04-29 2011-09-28 扬州惠通化工技术有限公司 一种用于过氧化氢生产的氧化系统
EP2639200A1 (en) * 2012-03-13 2013-09-18 Solvay Sa Plant for hydrogen peroxide production and a process using it
CN103708426B (zh) * 2014-01-08 2015-07-29 石祖嘉 蒽醌法双氧水生产装置
JP6972802B2 (ja) * 2017-09-08 2021-11-24 三菱瓦斯化学株式会社 過酸化水素の製造方法
JP7322363B2 (ja) * 2018-07-11 2023-08-08 三菱瓦斯化学株式会社 過酸化水素水溶液の製造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2902347A (en) * 1954-06-14 1959-09-01 Allied Chem Manufacture of hydrogen peroxide
CH476633A (de) * 1960-08-05 1969-08-15 Kali Chemie Ag Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffsuperoxyd
US4539196A (en) * 1984-04-19 1985-09-03 Fmc Corporation Process for hydrogenating an alkylated anthraquinone
FR2630819B1 (fr) * 1988-04-28 1990-12-07 Air Liquide Dispositif d'echange de chaleur et de matiere, son procede de fabrication, cisaille de mise en oeuvre
BE1005199A3 (fr) * 1991-08-27 1993-05-25 Interox Internat Sa Procede pour l'obtention de solutions aqueuses de peroxyde d'hydrogene.

Also Published As

Publication number Publication date
AU4835096A (en) 1996-09-18
NO973895D0 (no) 1997-08-25
EP0812299A1 (fr) 1997-12-17
US5902559A (en) 1999-05-11
FI973512A0 (fi) 1997-08-27
JPH11500997A (ja) 1999-01-26
FR2730986A1 (fr) 1996-08-30
WO1996026898A1 (fr) 1996-09-06
CO4560351A1 (es) 1998-02-10
FI973512A7 (fi) 1997-10-16
CN1176628A (zh) 1998-03-18
FR2730986B1 (fr) 1997-05-16
NO973895L (no) 1997-08-25
NZ302323A (en) 1999-08-30
BR9607051A (pt) 1997-12-30
CA2214087A1 (en) 1996-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5827493A (en) Process for producing hydrogen peroxide
DE69610278T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Oxidation von alkylaromatischen Verbindungen zu aromatischen Carbonsäuren
KR0185424B1 (ko) 수소와 산소로부터 과산화수소를 제조하는 방법 및 그 장치
EP1919825B1 (en) Auto-oxidation production of hydrogen peroxide via oxidation in a microreactor
EP1334062B1 (de) Kontinuierliches verfahren zur hydrierung
DE69429316T2 (de) Verfahren zur Herstellung von oxydierter Weisslauge
PL166366B1 (pl) S posób i instalacja do zmniejszania emisji tlenków azotu powstajacej w procesach przemyslowych PL PL
CZ269597A3 (cs) Zařízení pro výrobu peroxidu vodíku
EP0221931B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur durchführung der oxidation im anthrachinonverfahren zur herstellung von wasserstoffperoxid
DE69907633T2 (de) Verfahren zur herstellung von wasserstoffperoxyd
EP0726227B1 (en) Process for the preparation of hydrogen peroxide
EP0958238B1 (en) Method for the production of hydrogen peroxide by hydrating a quinone solution and arrangement for performing the methods
CA2025981A1 (en) Process for the production of hydrogen peroxide
EP4405294B1 (en) Novel process for the production of hydrogen peroxide
WO2002042202A1 (de) Verfahren zur kontinuierlichen oxidation
US6340410B1 (en) Method for delivering a variable flow of hydrogen peroxide to a bleaching vessel
FI119425B (fi) Laitos vetyperoksidin tuottamiseksi paperitehtaassa
AU713361B2 (en) Method for the production of hydrogen peroxide by direct synthesis of hydrogen and oxygen in contact with a catalyst in a solvent
EP3912958B1 (de) Verfahren und produktionsanlage zum herstellen von salpetersäure
CN1176629A (zh) 在工业生产设备中将过氧化氢加入到处理装置中的设备
SE541158C2 (en) Oxidation column for hydrogen peroxide production
PL238414B1 (pl) Sposób i instalacja do obniżania stężenia tetrahydrokannabinolu (THC) w ekstraktach z suszu konopi włóknistych o wysokim stężeniu kannabidiolu (CBD)
CN111717895A (zh) 蒽醌法生产过氧化氢的逆流氧化装置和方法
DE10013967A1 (de) Verfahren und Vorrichtung für phasenheterogene Reaktionen

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic