Spôsob výroby peroxidu vodíka

Číslo patentu: E 8085

Dátum: 17.01.2003

Autor: Maurer Bernhard

Je ešte 3 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Vynález sa týka spôsobu výroby peroxidu vodíka antrachinónovou metódou a je zameraný najmä na použitie odpadových plynov z oxidácie ako nosičov energie v rôznych procesnýchstupňoch celého spôsobu výroby.Ako je známe, pri takzvanom antrachinónovom spôsobe výroby peroxidu vodíka sa hydrogenuje pracovný roztok, ktorý obsahuje rozpustený derivát alebo viac derivátov antrachinónu ako nosiča reakcie vorganickom rozpúšťadle alebo v zmesi rozpúšťadiel,vprítomnosti katalyzátora v suspenzii alebo pevne uloženého katalyzátora. Vtomto hydrogenačnom stupni sa aspoň časť nosiča energie prevádza na príslušný derivát antrachinónu. Katalyzátorom uvoľnený hydrogenovaný pracovný roztok sa v nasledujúcom oxidačnom stupni sýti kyslíkom alebo plynom obsahujúcim kyslík, väčšinou vzduchom,pričom pri vytváraní peroxidu vodíka sa nosič reakcie opät prevedie do formy antrachinónu. V nasledujúcom extrakčnom stupni sa peroxid vodíka, obsiahnutý v oxidovanom pracovnom roztoku, extrahuje vodou alebo zriedeným vodným roztokom peroxidu vodíka. Peroxid vodíka zoxidovaného pracovného roztoku je možne izolovat namiesto extrakciou tieždesorpciou. Znova získaný pracovný roztok sa opäť recykluje v hydrogenačnom stupni.Okrem uvedených procesných stupňov obsahuje antrachinónový spôsob rad ďalších procesných stupňov, ktore sú podstatne pre hospodámu prevádzku, okrem iného je to koncentrácia a čistenie získaného vodného roztoku peroxidu vodíka sušenie pracovného roztoku spätne získaného z extrakčnćho stupňa pred jeho recykláciou v hydrogenačnom stupni regenerácia pracovného roztoku s cieľom premeniť teraz neúčinne komponenty nosiča reakcie na aktívne komponenty a regenerácia hydrogenačného katalyzátora pre jeho aktiváciu. Celkové zhrnutie antrachinónového spôsobu, ktoré je zahrnuté do zverejnenia predloženého vynálezu, je možne nájsť v encyklopédii Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5.Oxidačný stupeň sa uskutočňuje v jednom alebo v niekoľkých za sebou zaradených oxidačných reaktoroch, ktoré sa prevádzkujú v súprúde alebo v protiprúde. Je známa aj kombinácia obidvoch týchto foriem. Pri technickom uskutočnení oxidačného stupňa sa robia najmä také opatrenia, ktoré umožňujú udržať čas zotrvania pracovného roztoku v oxidačnomstupni čo možno najkratší, aby sa minimalizoval stupeň vytvárania vedľajšieho produktu.Príkladné formy uskutočňovania oxidačného stupňa je možné okrem vyššie uvedenej citácie nájsť tiež zo zverejneného spisu DE 20 03 268 a zpatentových spisov US 3,073,680 a 3,752,885.Podľa spisu WO 86/06710 je možné uskutočňovať oxidáciu v krátkom čase a s malou technickou náročnosťou tak, že hydrogenovaný pracovný roztok sa intenzívne sýti oxidačným plynom v súprúdovom reaktore pri teplotách nižších ako 100 ° C a pri pretlaku menšom ako 15 barov za vytvárania systému so zamedzenou koalescenciou, a tento systém so zamedzenoukoalescenciou sa po prechode oxidačným reaktorom alebo oxidačnými reaktormi rozdelí natekutú fázu a na odpadový plyn z oxidácie.Pri poslednom hodnotenom spôsobe, ako i pri iných oxidačných spôsoboch s použitím vzduchu sa odpadový plyn z oxidácie uvoľní skôr ako môže byť zavedený do atmosféry,a potom sa v čistiacom zariadení odpadového plynu zbaví organických zložiek rozpúšťadla. Vzariadení na čistenie odpadových plynov ide najmä o adsorpčné zariadenie, akými sú adsorpčné veže, ktoré sú naplnené vhodným adsorpčným prostriedkom, ako je aktívne uhlie alebo prirodzený alebo syntetický oxidačný alebo silikátový adsorbent, vrátane zeolitov. Uprednostňovaným adsorpčným prostriedkom je aktívne uhlie. Alternatívne k nemu je možne čistiť oxidačný odpadový plyn pomocou tekutého pohlcovača (premývaním plynu) aleboPretože oxidačné reaktory pracujú s pretlakovým vzduchom, odpadový plyn z oxidácie opúšťa oxidačné reaktory i pri veľkej konverzii kyslíka vo vzduchu, ešte so zvýšeným tlakom. Skôr ako sa odpadový plyn z oxidácie zavedie do čistiaceho stupňa odpadového plynu pre ochudobnenie od organických zložiek vňom obsiahnutých, musí sa obvykle predtým vkondenzačnom stupni uvoľnením tlaku úplne alebo do značnej miery zbaviť v ňom rozpustených zložiek. Pri použití veží s aktívnym uhlím pre vyčistenie odpadového plynu sa tieto cyklicky regenerujú tým, že sa adsorbované rozpúšťadlo odstraňuje stredotlakovouAko je známe zo spisu DE 40 29 784 alebo z vyššie uvádzanej citácie Ullmanna (strany 453 až 454), je síce možné uskutočňovať oxidačný stupeň pri použití čistého kyslíka namiestovzduchu bez vzniku odpadového plynu, avšak táto forma uskutočnenia je v porovnanís použitím vzduchu menej hospodáma. Vynález sa preto nezameriava na spôsob s oxidačnýmstupňom bez vzniku odpadového plynu.Nevýhodné na známom spôsobe uskutočnenia oxidačného stupňa použitím vzduchu s následným uvoľnením odpadového plynu z oxidácie a jeho čistením je to, že pri uvoľňovanísa stráca veľké množstvo energie.Spis US 4,485,084 opisuje spôsob výroby peroxidu vodíka antrachinónovou metódou, pri ktorej sa odpadový plyn z oxidácie, nachádzajúci sa pod tlakom, podrobí izentropickému uvoľneniu na kondenzáciu vňom obsiahnutého rozpúšťadla. Izentropickým uvoľnenímv turboexpandéri je možné pritom získat časť tlakovej energie ako mechanickú energiu.Úloha predloženého vynálezu spočíva vtom, že ukazuje cestu, ako využiť energiu obsiahnutú v odpadovom plyne z oxidácie, v rámci celého spôsobu na výrobu peroxidu vodíka a tým znížiť použitie vonkajšej energie na vytvorenie vákua, potrebného na rôznych miestachRiešenie tejto úlohy spočíva v tom, že sa odpadový plyn z oxidácie, ktorý je pod tlakom,použije ako hnací plyn do jedného alebo viacerých plynových ejektorov (Gasstrahler, gas-jet ejector), a tým sa odsaje okysličovaný plyn, existujúci na rôznych miestach celkovéhoprocesu, a/alebo sa vytvorí vákuum pre rôzne pomocné procesy.Oblasťou použitia pri uskutočňovaní myšlienky vynálezu je vytvorenie vákua v destilačnej jednotke na zakoncentrovanie vodného peroxidu vodíka. Na vytvorenie vákua sa dosiaľ používali obežné vodné čerpadlá, alebo sa používali pumpy na vytváranie vákua, hnané inýmihnacími médiami, ako je para a Chladiaca voda.Ďalšia oblast použitia riešenia podľa vynálezu spočíva vtom, že sa vytvorí vákuum pre podtlakovú sušičku, čím sa vysuší pracovný roztok pred recykláciou v hydrogenačnom stupni. Aj tu sa doteraz na vytvorenie vákua používali známe odsávacie agregáty, ako sú obežnévodné čerpadlá a vákuové pumpy prevádzkované s inými médiami, ako parou.Ďalšia oblast použitia pre plynový ejektor, prevádzkovaný podľa vynálezu, spočíva v tom, že sa zabráni emisíám rozpúšťadla do okolitého prostredia tým, že sa na rôznychpotencionálnych miestach emisií vo výrobnom zariadení, a to vrátane okysličovacích stupňovv nádržiach s rozpúšťadlami a pracovnými roztokmi, odsávajú bridové pary a privádzajú sado zariadenia na čistenie odpadových plynov.Predmetom vynálezu je podľa toho spôsob výroby peroxidu vodíka antrachinónovou metódou v kontinuálne prevádzkovanom výrobnom zariadení, ktoré zahŕňa(i) hydrogenačný stupeň, pričom sa hydrogenuje organický pracovný roztok obsahujúci jeden alebo viac derivátov antrachinónu v prítomnosti heterogénneho katalyzátora,(ii) oxidačný stupeň, pričom sa oxiduje hydrogenovaný pracovný roztok pričom sa vytvára peroxid vodíka tým, že sa oxidačný plyn obsahujúci kyslík, najmä vzduch, s pretlakom Pi aspoň l bar privádza do oxidačného reaktora a uvádza sa do styku s pracovným roztokom zo stupňa (i), odpadový plyn z oxídácie sa z oxídačného reaktora odvádza a v prípade potreby sa čistí v zariadení na čistenie odpadového plynu, a(iii) stupeň izolácie peroxidu vodíka zoxidovaného pracovného roztoku, najmä extrakčný stupeň, pričom spôsob sa vyznačuje tým, že odpadový plyn z oxidácie, ktorého pretlak Pa je menší ako Pi, avšak väčší ako atmosférický tlak Po, sa privádza ako prúd hnacieho plynu do jedného alebo niekoľkých plynových ejektorov a tým sa vytvára vákuum pre pomocné procesy nutné pri antrachinónovom spôsobe výroby, najmä vákuum na vysušenie extrahovaného pracovného roztoku pred jeho spätným privádzaním do hydrogenačného stupňa a/alebo na destiláciu vodného roztoku peroxidu vodíka a/alebo na nasávanie okysličených plynov na miestach emisií pár rozpúšťadla vo vnútri výrobného zariadenia, vrátane úložných nádrží na rozpúšťadlo.Závislé nároky sú zamerané na výhodné formy uskutočňovania spôsobu podľa vynálezu,medzi nimi na použitie plynových ejektorov hnaných odpadovým plynom zoxidácie a určených na vytvorenie vákua pre destilačné kolóny pre zakoncetrovanie vodného roztoku peroxidu vodíka, na vysušenie pracovného roztoku prichádzajúceho z extrakčného stupňa,ako i na odsávanie plynov s obsahom rozpúšťadla zrôznych emisných miest výrobného zariadenia. V závislosti od konkrétnej formy uskutočnenia oxidačného stupňa a tým i od náporu množstva odpadového plynu z oxidácie, sa tento používa na vytváranie vákua prejednu, dve alebo tri z uvedených možnosti využitia.V stave techniky sa vo výrobnom zariadení na výrobu peroxidu vodíka používajú na vytváranie vákua elektricky poháňané vývevy alebo pomocou strednej- či vysokotlakovejpary poháňané vývevy. Zatiaľ čo elektricky poháňané vývevy potrebujú intenzívnu údržbu a

MPK / Značky

MPK: C01B 15/023

Značky: spôsob, vodíka, peroxidu, výroby

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/11-e8085-sposob-vyroby-peroxidu-vodika.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob výroby peroxidu vodíka</a>

Podobne patenty