专利名称：供应流率可变过氧化氢的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及向用户单元供应流率可变过氧化氢，尤其是向用于构成纸浆生产装置部份的漂白纸浆单元输送过氧化氢。
所述过氧化氢浓度为在水溶液中的重量浓度。
现在供给纸浆漂白单元消耗的过氧化氢早已均为原位生产，这种过氧化氢是直接经管线从生产装置输送至漂白单元。
但是，这种方法常常出现下述问题漂白单元要求过氧化氢的速率变化大大超出该生产装置的适应范围。
这里所述的速率是过氧化氢浓度被换算为100％后的速率。
本发明目的在于克服这种困难。为此目的，本发明的主题是一种向以可变速率R消耗过氧化氢的单元，尤其是漂白纸浆的单元，供给预定浓度C1的过氧化氢的方法，其特征在于-其浓度C2大于或等于C1的过氧化氢是在用户单元所在位置或该位置最近之处产生；-由此所产生的过氧化氢暂时储存在至少一只存储罐中；-过氧化氢，可任加稀释之后，以相当于所述速率R的可变速率从此存储罐中引出，并送至用户单元。
按照本发明方法可以包括一种或数种以下的特征-在存储罐液位下降至预定低液位时，可从后备罐中引出其浓度C3尤其明显高于数值C1的过氧化氢，任选加以稀释，送至用户单元；-为向用户单元提供浓度C3明显高于C1值的过氧化氢，在该存储罐的液位下降至预定的低液位时，也可从该后备储罐引出浓度C3的过氧化氢，送至用户单元；-其消耗速率R变化在数值0至R1之间，而且该发生速率可变化在数值R2及R3二者之间，使R3-R2＜R1；-R2及R3数值分别表示为标称过氧化氢发生速率NR值的约50％和110％，而R1数值表示为此标称NR数值的约400％；-此C2数值是在约2％至45％之间，或具体为约15％至30％之间，而当用后备储罐时C3值为约45％至80％之间。
本发明另一主题在于提供一种作为实施上述方法的装置，该装置包括-一种发生浓度C2的过氧化氢的装置；-至少一只存储罐经管线与该发生装置相连接；以及-消耗过氧化氢速率可变的单元，经管线与此存储罐相连接。
该装置的其它特征在于-此装置另外包括一只装盛其浓度C3特别明显高于用户单元消耗浓度C1的过氧化氢，并经另一管线与用户的单元相连接；-此装置另外包括一只插在后备储罐及用户单元之间稀释设备；-此稀释设备也插在发生装置和用户单元之间。
现将本发明实施例附图描述于下-
图1至图4图解说明本发明装置的三种另外的形式；-图5图解说明此存储罐；和-图6图解说明发生过氧化氢的装置。
图1所图解表示的装置主要包括发生过氧化氢的设备1、存储罐2、稀释设备3、构成生产纸浆装置部分的漂白纸浆单元4以及后备罐5。
单元4以在0及R1之间的很高可变速率R消耗预定浓度为C1的过氧化氢，而设备1发生过氧化氢，其浓度C2＞C1，发生速率可变化在R2及R3两数值之间，使R3-R2比R1低很多。
作为数字举列，R1=4NR，其中NR为设备1的标称发生速率，R2=0.6NR,R3=1.1R,NR可以在230至2300kg/h,C2正常在2％至45％，一般在15％至30％。
发生设备1的出口经装有阀7的管6与存储罐入口相连接。存储罐出口经装有阀9的管8与设备3入口相连接，设备3也是经管10供应软化水。设备3出口经管11与单元4相连接。储罐5经装有阀13的管12与设备3连接。
存储罐2(图5)是由不锈钢、聚乙烯或铝制成，其顶部有人孔14和装有过滤器的通气孔15。其内部包括一只高位检测器16和一只低位检测器17。此检测器16是设置用于在达到高位时关闭阀7，和检测器17是设置用于在低位时关闭阀13。
在正常操作时，存储罐液位N处于N1及N2之间，这样阀7及9起开时，阀13是关闭的。罐5装盛“工业级”过氧化氢，也就是说，发生于远离本装置的及一般由油槽车所供给的过氧化氢。此种工业级过氧化氢一般浓度在45％至80％之间，通常为70％。
因此，从存储罐2抽出的是单元4各瞬时所要求的速率R，并考虑到在3中的所需稀释使之达到的浓度C1。同时，设备1发生的过氧化氢以浓度C2和在R2及R3之间的速率直接进至存储罐2。
如果从存储罐抽出的速率在R2及R3之间，设备1与单元4所要求速率的变化一致，以便保持液位N基本恒定，或由于发生速率较大变化，任选地重新确定存储罐的预定平均液位。后者的容积是在考虑到单元4的特征和能使其变化与消耗速率始终一致而计算的。
然而，液位N达到低液位N2时，如果消耗速率引起过量过氧化氢抽出，检测器17就会任选地在关闭阀9之后打开阀13。这样就可能使液位N得以稳定，或升高，和消耗的过氧化氢经3稀释之后至少部分地从储罐5抽出。当然，为恢复管11出口所需浓度C1，要提高加至设备3中水的速率。
相反，如果消耗速率下降，使液位N上升至高液位N1，则检测器16就关闭阀7，而如果这些状况始终如此，那么就必须停止运转发生设备1。
优选地是，确定储罐5的容积，要做到在发生设备1停运或维修期间，使储罐5能继续向单元4供应过氧化氢。
图2表示的装置不同于图1之处，仅仅在于设备1发生的过氧化氢浓度为C1。因此，稀释设备3只安放在管12上，而且，只有在液位N下降过多之时，才涉及到切换使用后备储罐。
图3的装置不同于图1之处只在于，稀释设备是安装在阀7与存储罐2之间的管6位置上。液压控制阀9，没有必要，已被取下，以便液位检测器17只控制阀13。
图4的装置不同于图2之处仅在于去除了稀释设备3。这种情况就相当于，单元4或可消耗在发生设备中浓度为C1的过氧化氢，或可消耗在后备储罐5内装盛浓度为C3的工业过氧化氢。
如图5中虚线所示，存储罐2可以装上隔热材料18和/或二次加热设备19，以避免在天冷气候下结晶危险出现。此外，此存储罐优选安放在适用于收集可能泄漏过氧化氢的护拦洼槽(retaining pit)20之上。
在本发明各实施方案中，此存储罐均包括向存储罐(或为另一种形式注入至稀释设备之中)注入已知类型的稳定剂的装置21，该稳定剂如选自羧基、氨亚甲基羧基、磷酸基和氨亚甲基膦酸的化合物，尤其是，乙二胺四乙酸(EDTA)或其盐，二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)或其盐，聚丙烯酸类，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，或羟乙基双亚甲基膦酸或其盐。
这种稳定剂能够防止过氧化氢在被注入至单元4之前在比较低的浓度下发生分解。
作为另一种形式，按照本发明的装置可以包括若干个存储罐2。
发生过氧化氢设备1优选为采用本领域众所周知的蒽醌衍生物自氧化法类型。这种类型的设备图解示意表示于图6中。
图6中的设备包括以塔柱形表示的三个主要设备，催化加氢反应塔101，逆流氧化塔102，和水萃取塔103。它还包括与此三设备相关的若干项设备，但仅表示出某些设备项循环含氢气体混合物的多级冷凝器单元104，它与加氢塔相关连；过滤器106、泵107，热交换器108、水冷凝器109、塔顶部冷凝器110及空气压缩机111，它们与氧化塔相关连；管112，为了尽可能地短，它连接氧化塔102的底部及萃取塔的底部；和聚结器114和工作液循环泵115。
管116用于供应加氢塔的补充氢气，管117用于供应压缩机的空气，管118用于供应萃取塔103的软化水，管6用于发生过氧化氢，再从萃取塔103底部出来，管121用于循环工作液，这些均已表示于图6之中。
过氧化氢发生设备包括其它若干项已有技术众所周知的设备，但在图中未加表示，诸如再生工作液分解产物、催化剂的使用、溶剂回收等设备。
在操作中，工作液是由至少一种蒽醌衍生物和至少一种有机溶剂所组成，它经连接泵115出口的循环管121从加氢塔底部送入，含氢气体流也是从加氢塔的底部引入的。这种气体物流是一方面由加氢塔顶部放出及通过多级冷凝器单元104循环的气体物流和另一方面由经管116来的补充氢所组成。
因此工作液被部分还原。被还原的溶液，用泵107经过滤器106从加氢塔顶部抽出，因而包括氢醌的衍生物(例如，80％的四氢蒽氢醌和20％的蒽氢醌)。
构成工作液的蒽醌衍生物，优选地是选自2-烷基-9,10-蒽醌，其中烷基取代包括1至5个碳原子诸如甲基、乙基、仲丁基、叔丁基或叔戊基的基团，或相对应的5,6,7,8-四氢衍生物，或包括二烷基-9,10-蒽醌，其中烷基取代基，可以相同或不相同的，包括1至5个碳原子的诸如甲基、乙基或叔丁基的基团，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、2,7-二叔丁基或2-乙基-6-叔丁基，和相对应的5,6,7,8-四氢衍生物。组成工作液的有机溶剂优选为一种非极性化合物和极性化合物的混合物所组成。非极性化合物优选为选自沸点在140℃以上主要包括含至少9个碳原子的芳烃的石油馏份，诸如三甲苯异构物、四甲苯异构物、叔丁基苯、甲基萘异构物或二甲基萘异构物。极性化合物优选地是选自优选包括7至11个碳原子的饱和醇，诸如二异丁基甲醇、3,5,5-三甲基己醇、异庚醇、羧酸酯如醋酸甲基环己酯，市售名为“Sextate”、醋酸庚酯、苯甲酸丁酯或庚酸乙酯、磷酸酯如磷酸三丁酯、三(2-乙基丁基)磷酸酯、三(2-乙基己基)磷酸酯或三(正辛基)磷酸酯、或四取代基尿素类如四(正丁基)尿素。
“过氧化氢当量”可以理解如下，作为对过氧化氢数量以克表示，它是在氧化阶段终结时，在氧化塔102中于此阶段内的收率保持100％条件下每立升工作液能够提供的过氧化氢量。以过氧化氢质量表示的可能浓度相当于一种摩尔浓度，它等于在工作液中所有可再氧化的蒽氢醌型的摩尔浓度。它一方面取决于起始工作液中蒽醌型的浓度，另一方面取决于在101中的加氢条件。
在目前的情况下，加氢是在温度50℃至70℃之间，加氢塔顶部空间气相压力约0.8至1.5巴(压力控制氢速率)条件下进行的，而且通过调节在加氢塔中的停留时间，来调节过氧化氢当量值至约7至9g/l之间，以达到蒽醌型的给定浓度。
从加氢塔抽出的还原工作液在106中经过滤脱除痕量的催化剂，然后在108中，和再于109中冷却至温度，35℃至40℃。氧化塔顶部空间气相压力维持在2至4巴之间。被还原的工作液因此在102中受到氧化，从此氧化塔过来的项部流体在110中受到部分冷凝。
由氧化反应形成的过氧化氢，作为与再氧化后工作液的混合物，从氧化塔底部抽出，其数量等于上述过氧化氢当量与氧化塔收率之积。这种液体由于驱动压差经管112直接加入萃取塔103的底部，萃取塔操作在略高于大气压力下。液-液萃取是采用在萃取塔顶部引入软化水在萃取塔中实现的。
过氧化氢水溶液从萃取塔下部抽出，其过氧化氢的浓度调节至漂白单元4直接使用所需的浓度值。
与过氧化氢分离后的工作液从萃取塔103的顶部抽出，经脱除在聚结器114中夹带的水相雾滴，再经泵115送至热交换器108，在其中经重加热，再循环至加氢塔101的下部。
氧化塔102包括外部夹套，此夹套包括一种编织包装材料，或简单筛孔板或蒸馏型塔板，也就是说每板均有液体密封，用于气泡上升鼓泡穿过这种密封的筛孔以及降液管的设备，使流体从一板到下一板，或者是一种由编织包装材料和这些塔板的组合。
权利要求
1.一种对以可变速率R1消耗过氧化氢的单元4，特别是对漂白纸浆的单元，供应预定浓度为C1的过氧化氢的方法，其特征在于-其浓度C2大于或等于C1的过氧化氢是在用户单元所在位置或距该位置最近之处(在1中)产生的；-由此所产生的过氧化氢暂时储存在至少一只存储罐(2)中；-以可变速率从此存储罐中抽出过氧化氢，此速率，任选(在3中)稀释之后，相当于所述速率R，并送至用户单元(4)。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于，在存储罐(2)液位下降至预定的低位(N2)时，从后备储罐(5)中抽出其浓度C3特别明显高于数值C1的过氧化氢，任选用水加以稀释至浓度为C1，再送至用户单元(4)。
3.按照权利要求1为向用户接受单元(4)供给浓度C3明显高于C1值的的过氧化氢的方法，其特征在于，在存储罐(2)的液位下降至预定的低位(N2)时，从该后备储罐(5)抽出浓度C3的过氧化氢，并送至用户单元(4)。
4.按照权利要求1至3中任一项的方法，其特征在于，消耗速率R变化在数值0至R1之间，且发生速率变化在数值R2及R3二者之间，使R3-R2＜R1。
5.按照权利要求4的方法，其特征在于R2及R3数值分别表示约为过氧化物发生速率标称数值NR的50％和110％，而R1数值表示约为此标称数值NR的400％。
6.按照权利要求1至5中任一项的方法，其特征在于，此C2数值是在约2％至45％之间，或尤其在约15％至30％之间，而当使用后备储罐(5)时，C3数值约在45％至80％之间。
7.实施权利要求1至6中任一项的方法的装置，其特征在于它包括-一种用于发生浓度为C2的过氧化氢的设备(1)；-至少一只存储罐(2)，经管(6)与该发生设备相连接；以及-以可变速率R消耗过氧化氢的单元(4)，经管(8,11；8)与此存储罐相连接。
8.按照权利要求7的装置，其特征在于它另外包括一只后备储罐(5)，其内装盛其浓度C3特别明显高于用户单元(4)消耗浓度C1的过氧化氢，并经另一管(12,8,11；12,8)与用户单元连接。
9.按照权利要求8的装置，其特征在于它另外包括一个稀释设备(3)，插在后备储罐(5)及用户单元(4)之间。
10.按照权利要求9的装置，其特征在于此稀释设备(3)也是插在发生设备(1)和用户单元(4)之间的。
11.按照权利要求7至10中任一项的装置，其特征在于于存储罐(2)上安装有隔热材料(18)及/或二次加热设备(19)。
12.按照权利要求7至11中任一项的装置，其特征在于，该发生装置(1)经调节，可使过氧化氢供应速率可变化在R2及R3两数值之间，使R3-R2＜R1，此处R1是用户单元(4)的最大消耗速率。
全文摘要
一种单元(4)以从0至D1的可变速率消耗预定浓度C1的过氧化氢。该装置(1)发生过氧化氢浓度C2>C1,速率在D2及D3两数值之间可变。将所发生的过氧化氢引入一个缓冲器(2),通过缓冲器使之引出流率可变,并在(3)中任加稀释,和引至该用户单元(4)中。此系统可用于对纸浆漂白单元供应过氧化氢。
文档编号D21C9/16GK1218442SQ9719460
公开日1999年6月2日 申请日期1997年3月17日 优先权日1996年3月18日
发明者埃蒂尼·莱波特 申请人:埃尔夫阿托化学有限公司