專利名稱：供應(yīng)流率可變過氧化氫的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及向用戶單元供應(yīng)流率可變過氧化氫，尤其是向用于構(gòu)成紙漿生產(chǎn)裝置部份的漂白紙漿單元輸送過氧化氫。
所述過氧化氫濃度為在水溶液中的重量濃度。
現(xiàn)在供給紙漿漂白單元消耗的過氧化氫早已均為原位生產(chǎn)，這種過氧化氫是直接經(jīng)管線從生產(chǎn)裝置輸送至漂白單元。
但是，這種方法常常出現(xiàn)下述問題漂白單元要求過氧化氫的速率變化大大超出該生產(chǎn)裝置的適應(yīng)范圍。
這里所述的速率是過氧化氫濃度被換算為100％后的速率。
本發(fā)明目的在于克服這種困難。為此目的，本發(fā)明的主題是一種向以可變速率R消耗過氧化氫的單元，尤其是漂白紙漿的單元，供給預(yù)定濃度C1的過氧化氫的方法，其特征在于-其濃度C2大于或等于C1的過氧化氫是在用戶單元所在位置或該位置最近之處產(chǎn)生；-由此所產(chǎn)生的過氧化氫暫時(shí)儲(chǔ)存在至少一只存儲(chǔ)罐中；-過氧化氫，可任加稀釋之后，以相當(dāng)于所述速率R的可變速率從此存儲(chǔ)罐中引出，并送至用戶單元。
按照本發(fā)明方法可以包括一種或數(shù)種以下的特征-在存儲(chǔ)罐液位下降至預(yù)定低液位時(shí)，可從后備罐中引出其濃度C3尤其明顯高于數(shù)值C1的過氧化氫，任選加以稀釋，送至用戶單元；-為向用戶單元提供濃度C3明顯高于C1值的過氧化氫，在該存儲(chǔ)罐的液位下降至預(yù)定的低液位時(shí)，也可從該后備儲(chǔ)罐引出濃度C3的過氧化氫，送至用戶單元；-其消耗速率R變化在數(shù)值0至R1之間，而且該發(fā)生速率可變化在數(shù)值R2及R3二者之間，使R3-R2＜R1；-R2及R3數(shù)值分別表示為標(biāo)稱過氧化氫發(fā)生速率NR值的約50％和110％，而R1數(shù)值表示為此標(biāo)稱NR數(shù)值的約400％；-此C2數(shù)值是在約2％至45％之間，或具體為約15％至30％之間，而當(dāng)用后備儲(chǔ)罐時(shí)C3值為約45％至80％之間。
本發(fā)明另一主題在于提供一種作為實(shí)施上述方法的裝置，該裝置包括-一種發(fā)生濃度C2的過氧化氫的裝置；-至少一只存儲(chǔ)罐經(jīng)管線與該發(fā)生裝置相連接；以及-消耗過氧化氫速率可變的單元，經(jīng)管線與此存儲(chǔ)罐相連接。
該裝置的其它特征在于-此裝置另外包括一只裝盛其濃度C3特別明顯高于用戶單元消耗濃度C1的過氧化氫，并經(jīng)另一管線與用戶的單元相連接；-此裝置另外包括一只插在后備儲(chǔ)罐及用戶單元之間稀釋設(shè)備；-此稀釋設(shè)備也插在發(fā)生裝置和用戶單元之間。
現(xiàn)將本發(fā)明實(shí)施例附圖描述于下-

圖1至圖4圖解說明本發(fā)明裝置的三種另外的形式；-圖5圖解說明此存儲(chǔ)罐；和-圖6圖解說明發(fā)生過氧化氫的裝置。
圖1所圖解表示的裝置主要包括發(fā)生過氧化氫的設(shè)備1、存儲(chǔ)罐2、稀釋設(shè)備3、構(gòu)成生產(chǎn)紙漿裝置部分的漂白紙漿單元4以及后備罐5。
單元4以在0及R1之間的很高可變速率R消耗預(yù)定濃度為C1的過氧化氫，而設(shè)備1發(fā)生過氧化氫，其濃度C2＞C1，發(fā)生速率可變化在R2及R3兩數(shù)值之間，使R3-R2比R1低很多。
作為數(shù)字舉列，R1=4NR，其中NR為設(shè)備1的標(biāo)稱發(fā)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％。
發(fā)生設(shè)備1的出口經(jīng)裝有閥7的管6與存儲(chǔ)罐入口相連接。存儲(chǔ)罐出口經(jīng)裝有閥9的管8與設(shè)備3入口相連接，設(shè)備3也是經(jīng)管10供應(yīng)軟化水。設(shè)備3出口經(jīng)管11與單元4相連接。儲(chǔ)罐5經(jīng)裝有閥13的管12與設(shè)備3連接。
存儲(chǔ)罐2(圖5)是由不銹鋼、聚乙烯或鋁制成，其頂部有人孔14和裝有過濾器的通氣孔15。其內(nèi)部包括一只高位檢測(cè)器16和一只低位檢測(cè)器17。此檢測(cè)器16是設(shè)置用于在達(dá)到高位時(shí)關(guān)閉閥7，和檢測(cè)器17是設(shè)置用于在低位時(shí)關(guān)閉閥13。
在正常操作時(shí)，存儲(chǔ)罐液位N處于N1及N2之間，這樣閥7及9起開時(shí)，閥13是關(guān)閉的。罐5裝盛“工業(yè)級(jí)”過氧化氫，也就是說，發(fā)生于遠(yuǎn)離本裝置的及一般由油槽車所供給的過氧化氫。此種工業(yè)級(jí)過氧化氫一般濃度在45％至80％之間，通常為70％。
因此，從存儲(chǔ)罐2抽出的是單元4各瞬時(shí)所要求的速率R，并考慮到在3中的所需稀釋使之達(dá)到的濃度C1。同時(shí)，設(shè)備1發(fā)生的過氧化氫以濃度C2和在R2及R3之間的速率直接進(jìn)至存儲(chǔ)罐2。
如果從存儲(chǔ)罐抽出的速率在R2及R3之間，設(shè)備1與單元4所要求速率的變化一致，以便保持液位N基本恒定，或由于發(fā)生速率較大變化，任選地重新確定存儲(chǔ)罐的預(yù)定平均液位。后者的容積是在考慮到單元4的特征和能使其變化與消耗速率始終一致而計(jì)算的。
然而，液位N達(dá)到低液位N2時(shí)，如果消耗速率引起過量過氧化氫抽出，檢測(cè)器17就會(huì)任選地在關(guān)閉閥9之后打開閥13。這樣就可能使液位N得以穩(wěn)定，或升高，和消耗的過氧化氫經(jīng)3稀釋之后至少部分地從儲(chǔ)罐5抽出。當(dāng)然，為恢復(fù)管11出口所需濃度C1，要提高加至設(shè)備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，則檢測(cè)器16就關(guān)閉閥7，而如果這些狀況始終如此，那么就必須停止運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)生設(shè)備1。
優(yōu)選地是，確定儲(chǔ)罐5的容積，要做到在發(fā)生設(shè)備1停運(yùn)或維修期間，使儲(chǔ)罐5能繼續(xù)向單元4供應(yīng)過氧化氫。
圖2表示的裝置不同于圖1之處，僅僅在于設(shè)備1發(fā)生的過氧化氫濃度為C1。因此，稀釋設(shè)備3只安放在管12上，而且，只有在液位N下降過多之時(shí)，才涉及到切換使用后備儲(chǔ)罐。
圖3的裝置不同于圖1之處只在于，稀釋設(shè)備是安裝在閥7與存儲(chǔ)罐2之間的管6位置上。液壓控制閥9，沒有必要，已被取下，以便液位檢測(cè)器17只控制閥13。
圖4的裝置不同于圖2之處僅在于去除了稀釋設(shè)備3。這種情況就相當(dāng)于，單元4或可消耗在發(fā)生設(shè)備中濃度為C1的過氧化氫，或可消耗在后備儲(chǔ)罐5內(nèi)裝盛濃度為C3的工業(yè)過氧化氫。
如圖5中虛線所示，存儲(chǔ)罐2可以裝上隔熱材料18和/或二次加熱設(shè)備19，以避免在天冷氣候下結(jié)晶危險(xiǎn)出現(xiàn)。此外，此存儲(chǔ)罐優(yōu)選安放在適用于收集可能泄漏過氧化氫的護(hù)攔洼槽(retaining pit)20之上。
在本發(fā)明各實(shí)施方案中，此存儲(chǔ)罐均包括向存儲(chǔ)罐(或?yàn)榱硪环N形式注入至稀釋設(shè)備之中)注入已知類型的穩(wěn)定劑的裝置21，該穩(wěn)定劑如選自羧基、氨亞甲基羧基、磷酸基和氨亞甲基膦酸的化合物，尤其是，乙二胺四乙酸(EDTA)或其鹽，二亞乙基三胺五乙酸(DTPA)或其鹽，聚丙烯酸類，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，或羥乙基雙亞甲基膦酸或其鹽。
這種穩(wěn)定劑能夠防止過氧化氫在被注入至單元4之前在比較低的濃度下發(fā)生分解。
作為另一種形式，按照本發(fā)明的裝置可以包括若干個(gè)存儲(chǔ)罐2。
發(fā)生過氧化氫設(shè)備1優(yōu)選為采用本領(lǐng)域眾所周知的蒽醌衍生物自氧化法類型。這種類型的設(shè)備圖解示意表示于圖6中。
圖6中的設(shè)備包括以塔柱形表示的三個(gè)主要設(shè)備，催化加氫反應(yīng)塔101，逆流氧化塔102，和水萃取塔103。它還包括與此三設(shè)備相關(guān)的若干項(xiàng)設(shè)備，但僅表示出某些設(shè)備項(xiàng)循環(huán)含氫氣體混合物的多級(jí)冷凝器單元104，它與加氫塔相關(guān)連；過濾器106、泵107，熱交換器108、水冷凝器109、塔頂部冷凝器110及空氣壓縮機(jī)111，它們與氧化塔相關(guān)連；管112，為了盡可能地短，它連接氧化塔102的底部及萃取塔的底部；和聚結(jié)器114和工作液循環(huán)泵115。
管116用于供應(yīng)加氫塔的補(bǔ)充氫氣，管117用于供應(yīng)壓縮機(jī)的空氣，管118用于供應(yīng)萃取塔103的軟化水，管6用于發(fā)生過氧化氫，再?gòu)妮腿∷?03底部出來，管121用于循環(huán)工作液，這些均已表示于圖6之中。
過氧化氫發(fā)生設(shè)備包括其它若干項(xiàng)已有技術(shù)眾所周知的設(shè)備，但在圖中未加表示，諸如再生工作液分解產(chǎn)物、催化劑的使用、溶劑回收等設(shè)備。
在操作中，工作液是由至少一種蒽醌衍生物和至少一種有機(jī)溶劑所組成，它經(jīng)連接泵115出口的循環(huán)管121從加氫塔底部送入，含氫氣體流也是從加氫塔的底部引入的。這種氣體物流是一方面由加氫塔頂部放出及通過多級(jí)冷凝器單元104循環(huán)的氣體物流和另一方面由經(jīng)管116來的補(bǔ)充氫所組成。
因此工作液被部分還原。被還原的溶液，用泵107經(jīng)過濾器106從加氫塔頂部抽出，因而包括氫醌的衍生物(例如，80％的四氫蒽氫醌和20％的蒽氫醌)。
構(gòu)成工作液的蒽醌衍生物，優(yōu)選地是選自2-烷基-9,10-蒽醌，其中烷基取代包括1至5個(gè)碳原子諸如甲基、乙基、仲丁基、叔丁基或叔戊基的基團(tuán)，或相對(duì)應(yīng)的5,6,7,8-四氫衍生物，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個(gè)碳原子的諸如甲基、乙基或叔丁基的基團(tuán)，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，和相對(duì)應(yīng)的5,6,7,8-四氫衍生物。組成工作液的有機(jī)溶劑優(yōu)選為一種非極性化合物和極性化合物的混合物所組成。非極性化合物優(yōu)選為選自沸點(diǎn)在140℃以上主要包括含至少9個(gè)碳原子的芳烴的石油餾份，諸如三甲苯異構(gòu)物、四甲苯異構(gòu)物、叔丁基苯、甲基萘異構(gòu)物或二甲基萘異構(gòu)物。極性化合物優(yōu)選地是選自優(yōu)選包括7至11個(gè)碳原子的飽和醇，諸如二異丁基甲醇、3,5,5-三甲基己醇、異庚醇、羧酸酯如醋酸甲基環(huán)己酯，市售名為“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、或四取代基尿素類如四(正丁基)尿素。
“過氧化氫當(dāng)量”可以理解如下，作為對(duì)過氧化氫數(shù)量以克表示，它是在氧化階段終結(jié)時(shí)，在氧化塔102中于此階段內(nèi)的收率保持100％條件下每立升工作液能夠提供的過氧化氫量。以過氧化氫質(zhì)量表示的可能濃度相當(dāng)于一種摩爾濃度，它等于在工作液中所有可再氧化的蒽氫醌型的摩爾濃度。它一方面取決于起始工作液中蒽醌型的濃度，另一方面取決于在101中的加氫條件。
在目前的情況下，加氫是在溫度50℃至70℃之間，加氫塔頂部空間氣相壓力約0.8至1.5巴(壓力控制氫速率)條件下進(jìn)行的，而且通過調(diào)節(jié)在加氫塔中的停留時(shí)間，來調(diào)節(jié)過氧化氫當(dāng)量值至約7至9g/l之間，以達(dá)到蒽醌型的給定濃度。
從加氫塔抽出的還原工作液在106中經(jīng)過濾脫除痕量的催化劑，然后在108中，和再于109中冷卻至溫度，35℃至40℃。氧化塔頂部空間氣相壓力維持在2至4巴之間。被還原的工作液因此在102中受到氧化，從此氧化塔過來的項(xiàng)部流體在110中受到部分冷凝。
由氧化反應(yīng)形成的過氧化氫，作為與再氧化后工作液的混合物，從氧化塔底部抽出，其數(shù)量等于上述過氧化氫當(dāng)量與氧化塔收率之積。這種液體由于驅(qū)動(dòng)壓差經(jīng)管112直接加入萃取塔103的底部，萃取塔操作在略高于大氣壓力下。液-液萃取是采用在萃取塔頂部引入軟化水在萃取塔中實(shí)現(xiàn)的。
過氧化氫水溶液從萃取塔下部抽出，其過氧化氫的濃度調(diào)節(jié)至漂白單元4直接使用所需的濃度值。
與過氧化氫分離后的工作液從萃取塔103的頂部抽出，經(jīng)脫除在聚結(jié)器114中夾帶的水相霧滴，再經(jīng)泵115送至熱交換器108，在其中經(jīng)重加熱，再循環(huán)至加氫塔101的下部。
氧化塔102包括外部夾套，此夾套包括一種編織包裝材料，或簡(jiǎn)單篩孔板或蒸餾型塔板，也就是說每板均有液體密封，用于氣泡上升鼓泡穿過這種密封的篩孔以及降液管的設(shè)備，使流體從一板到下一板，或者是一種由編織包裝材料和這些塔板的組合。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)以可變速率R1消耗過氧化氫的單元4，特別是對(duì)漂白紙漿的單元，供應(yīng)預(yù)定濃度為C1的過氧化氫的方法，其特征在于-其濃度C2大于或等于C1的過氧化氫是在用戶單元所在位置或距該位置最近之處(在1中)產(chǎn)生的；-由此所產(chǎn)生的過氧化氫暫時(shí)儲(chǔ)存在至少一只存儲(chǔ)罐(2)中；-以可變速率從此存儲(chǔ)罐中抽出過氧化氫，此速率，任選(在3中)稀釋之后，相當(dāng)于所述速率R，并送至用戶單元(4)。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在存儲(chǔ)罐(2)液位下降至預(yù)定的低位(N2)時(shí)，從后備儲(chǔ)罐(5)中抽出其濃度C3特別明顯高于數(shù)值C1的過氧化氫，任選用水加以稀釋至濃度為C1，再送至用戶單元(4)。
3.按照權(quán)利要求1為向用戶接受單元(4)供給濃度C3明顯高于C1值的的過氧化氫的方法，其特征在于，在存儲(chǔ)罐(2)的液位下降至預(yù)定的低位(N2)時(shí)，從該后備儲(chǔ)罐(5)抽出濃度C3的過氧化氫，并送至用戶單元(4)。
4.按照權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，消耗速率R變化在數(shù)值0至R1之間，且發(fā)生速率變化在數(shù)值R2及R3二者之間，使R3-R2＜R1。
5.按照權(quán)利要求4的方法，其特征在于R2及R3數(shù)值分別表示約為過氧化物發(fā)生速率標(biāo)稱數(shù)值NR的50％和110％，而R1數(shù)值表示約為此標(biāo)稱數(shù)值NR的400％。
6.按照權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，此C2數(shù)值是在約2％至45％之間，或尤其在約15％至30％之間，而當(dāng)使用后備儲(chǔ)罐(5)時(shí)，C3數(shù)值約在45％至80％之間。
7.實(shí)施權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)的方法的裝置，其特征在于它包括-一種用于發(fā)生濃度為C2的過氧化氫的設(shè)備(1)；-至少一只存儲(chǔ)罐(2)，經(jīng)管(6)與該發(fā)生設(shè)備相連接；以及-以可變速率R消耗過氧化氫的單元(4)，經(jīng)管(8,11；8)與此存儲(chǔ)罐相連接。
8.按照權(quán)利要求7的裝置，其特征在于它另外包括一只后備儲(chǔ)罐(5)，其內(nèi)裝盛其濃度C3特別明顯高于用戶單元(4)消耗濃度C1的過氧化氫，并經(jīng)另一管(12,8,11；12,8)與用戶單元連接。
9.按照權(quán)利要求8的裝置，其特征在于它另外包括一個(gè)稀釋設(shè)備(3)，插在后備儲(chǔ)罐(5)及用戶單元(4)之間。
10.按照權(quán)利要求9的裝置，其特征在于此稀釋設(shè)備(3)也是插在發(fā)生設(shè)備(1)和用戶單元(4)之間的。
11.按照權(quán)利要求7至10中任一項(xiàng)的裝置，其特征在于于存儲(chǔ)罐(2)上安裝有隔熱材料(18)及/或二次加熱設(shè)備(19)。
12.按照權(quán)利要求7至11中任一項(xiàng)的裝置，其特征在于，該發(fā)生裝置(1)經(jīng)調(diào)節(jié)，可使過氧化氫供應(yīng)速率可變化在R2及R3兩數(shù)值之間，使R3-R2＜R1，此處R1是用戶單元(4)的最大消耗速率。
全文摘要
一種單元(4)以從0至D1的可變速率消耗預(yù)定濃度C1的過氧化氫。該裝置(1)發(fā)生過氧化氫濃度C2>C1,速率在D2及D3兩數(shù)值之間可變。將所發(fā)生的過氧化氫引入一個(gè)緩沖器(2),通過緩沖器使之引出流率可變,并在(3)中任加稀釋,和引至該用戶單元(4)中。此系統(tǒng)可用于對(duì)紙漿漂白單元供應(yīng)過氧化氫。
文檔編號(hào)D21C9/16GK1218442SQ9719460
公開日1999年6月2日 申請(qǐng)日期1997年3月17日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月18日
發(fā)明者埃蒂尼·萊波特 申請(qǐng)人:埃爾夫阿托化學(xué)有限公司