Установка для получения пероксида водорода и использующий ее способ

Установка для получения пероксида водорода и использующий ее способ

Реферат

Эта заявка испрашивает приоритет по ЕР заявке №12159153.1, поданной 13 марта 2012 г., причем полное содержание этой заявки включено в настоящее описание посредством ссылки для всех целей.

Настоящее изобретение относится к новому конструктивному исполнению установки для получения пероксида водорода, в особенности для получения водных растворов пероксида водорода, а также, в частности, для непосредственного использования в промышленном применении. Новое конструктивное исполнение установки пригодно для изготовления пероксида водорода способом автоокисления антрахинона (АО-способ).

Как таковое получение пероксида водорода хорошо известно. Пероксид водорода можно получать различными способами, например, прямой гидрогенизацией кислорода (прямой синтез) или часто так называемым способом автоокисления антрахинона (АО-способ). Настоящее изобретение, в частности, относится к новому конструктивному исполнению установки для более распространенного промышленного АО-способа.

Пероксид водорода является одним из наиболее важных производимых неорганических химикатов во всем мире. Мировое производство пероксида водорода выросло до 3,2 миллионов метрических тонн (100% Н₂О₂) в 2009 г. Его промышленное применение включает в себя текстиль, отбеливание целлюлозы и бумаги, переработка макулатуры, органический синтез (пропиленоксид), производство неорганических химикатов и моющих средств, относящиеся к окружающей среде и другие применения. В контексте настоящего изобретения представляет особый интерес промышленное применение отбеливания целлюлозы и бумаги, горное дело или применения, относящиеся к окружающей среде.

Производство пероксида водорода осуществляется несколькими химическими компаниями, которые производят его на крупномасштабных установках, как концентрат в воде вплоть до 50-70 процентов (% по весу). Вследствие высокоокислительных характеристик такой концентрации пероксид водорода обычно корректируют до 50-ти процентной концентрации для безопасного обращения и транспортировки, а 70-ти процентные концентраты обычно используются только для транспортировки на большое расстояние из-за причин стоимости. По соображениям безопасности пероксидводородный продукт обычно разбавляют до, по меньшей мере, 50% перед применением, но для большинства применений он будет использоваться в концентрации ниже 15%. Для того чтобы свести к минимуму операции, обычно имеет место разбавление до эффективной концентрации внутри самого применения путем добавления соответствующего количества раствора более высокой концентрации, обычно не более чем 50% пероксида водорода. В конечном счете, пероксид водорода используется в разных концентрациях в зависимости от применения, например, в разнообразных применениях пероксид водорода используют в концентрации приблизительно 1-15 процентов. Несколькими отдельными примерами таких концентраций пероксида водорода (% по весу) являются в зависимости от типа промышленного применения: отбеливание целлюлозы - 2-10%; окисление сточных вод - 1-5%; очистка поверхности потребительских товаров - 1-8%. В других применениях, таких как дезинфекция, концентрация пероксида водорода может быть выше, например, в асептической упаковке обычные концентрации могут быть 35% или 25%.

Таким образом, пероксид водорода обычно производят с использованием циклического антрахинонового способа (АО-способа), включающего гидрогенизацию антрахинонового рабочего раствора в каталитическом реакторе и окисление гидрогенизированного антрахинонового рабочего раствора воздухом в многоступенчатом уплотненном слое или башне с ситчатыми тарелками при получении пероксида водорода в органическом потоке одновременно с последующей экстракцией пероксида водорода из антрахинонового рабочего раствора водой в многоступенчатом процессе колонны противоточной экстракции. Органический предпочтительный растворитель является обычно смесью двух типов растворителей, причем один является хорошим растворителем хинонового производного (обычно смесь ароматических соединений) и другой является хорошим растворителем производного гидрохинона (обычно длинноцепочный спирт или циклический сложный эфир). Наряду с упомянутыми основными этапами АО-способа, туда могут включаться другие вспомогательные этапы способа, такие как отделение катализатора гидрогенизации от рабочего раствора; и извлечение (восстановление) и тонкая очистка антрахинонового рабочего раствора, сопутствующих растворителей, а также их рециркуляция к гидрогенизатору; и извлечение, тонкая очистка и стабилизация пероксидводородного продукта.

Этот АО-способ использует алкилантрахиноновые соединения, такие как 2-этилантрахинон, 2-амилантрахинон, а также их 5,6,7,8-тетрагидропроизводные, как рабочие соединения, растворенные в пригодном органическом растворителе или смеси органических растворителей. Эти растворы алкилантрахинонов называются как рабочими растворами. На первом этапе антрахинонового способа (этап гидрогенизации) рабочий раствор подвергают воздействию гидрогенизации, для того чтобы восстановить рабочие соединения до их гидрогенизированной формы, алкилгидроантрахинонов. Гидрогенизация рабочих соединений сопровождается смешиванием газа водород с рабочим раствором и контактированием получающегося раствора с соответствующим катализатором гидрогенизации. На втором этапе циклического АО-способа (этап окисления) гидрогенизированные рабочие соединения, т.е. алкилгидроантрахиноны, окисляют с использованием кислорода, воздуха или пригодного кислородсодержащего соединения, для того чтобы получить пероксид водорода и восстановить рабочее соединение в его первоначальной форме. Пероксид водорода, полученный на этапе окисления, затем удаляют из рабочего раствора обычно экстракцией водой, и остающийся рабочий раствор, содержащий алкилантрахиноны, рециркулируют на этап гидрогенизации, чтобы опять начать процесс. Этап гидрогенизации может проводиться в присутствии псевдоожиженного слоя катализатора или неподвижного слоя катализатора. Известно, что тот и другой метод имеют свои особенные преимущества и недостатки.

В реакторе гидрогенизации с псевдоожиженным слоем получается хороший контакт в нем между тремя фазами и таким образом производительность и селективность, как правило, высокие. Однако частицы катализатора могут разрушаться путем абразивного износа и могут блокировать фильтры, необходимые для разделения суспендированного катализатора и гидрогенизированного рабочего раствора. Этот вид реактора подвергается также воздействию обратного смешивания. Итак, использование суспендированного катализатора часто требует применения большего реактора гидрогенизации дорогостоящего участка фильтрации, чтобы получить полностью гидрогенизированную форму.

В гидрогенизационном реакторе с неподвижным слоем катализатор не истирается столько же, как в реакторе с псевдоожиженным слоем и, при работе в параллельном потоке не дает в результате обратного смешивания. Но скорость реакции реактора гидрогенизации с неподвижным слоем ограничивается относительно медленной скоростью растворения водорода из газовой фазы в рабочем растворе, и также соразмерно более низкой Pd поверхностью на единицу веса неподвижного слоя в сравнении с псевдоожиженным слоем катализатора. Следовательно, чтобы растворить требующееся количество водорода, необходимого для восстановления полностью всех рабочих соединений, рабочий раствор обычно необходимо рециркулировать несколько раз. Таким образом, требуются очень большой рецикловый поток и соответственно большой реактор гидрогенизации, и, таким образом, добавление к капитальным затратам процесса. К тому же, рециклинг гидрогенизированного раствора дает в результате перегидрогенизацию рабочих соединений, так что они являются бесполезными в общем процессе.

Реакторам с неподвижным слоем специального типа являются так называемые реакторы с орошаемым слоем, которые обычно известны в литературе (см., например, NG K. М. and CHU С. F. Chemical Engineering Progress, 1987, 83 (11), p. 55-63). Хотя реакторы с орошаемым слоем главным образом используются в нефтяной промышленности для гидрокрекинга, гидродесульфурации и гидроденитрогенации, а также в нефтехимической промышленности для гидрогенизации и окисления органических соединений, все-таки гидрогенизационные реакторы с орошаемым слоем также находятся в нескольких версиях АО-способа для производства пероксида водорода. Термин «орошаемый слой» здесь используют, чтобы обозначить реактор, в котором жидкая фаза и газообразная фаза текут параллельно вниз через неподвижный слой частиц катализатора, пока реакция имеет место. Современная практика по эксплуатации реактора с орошаемым слоем еще полагается главным образом на эмпирические взаимозависимости между параметрами, такими как падение давления, коэффициенты перемешивания, коэффициенты тепло- и массо-передачи, и расходы и газа и жидкости. Из литературы также известно, что реакторы с орошаемым слоем работают при различных поточных схемах, таких как "капание", "пульсация", "распыление", "пузырение", "диспергированное пузырение". Одной из главных проблем в использовании орошаемого слоя, особенно в режиме капельного потока, является возможность образования каналов в реакторе гидрогенизации с неподвижным слоем.

Прежде описанные АО-способы, основанные на концепции Риделя-Пфляйдерера (Riedel-Pfleiderer), конструктивно исполняют для промышленного крупномасштабного, и даже вплоть до мегамасштабного производства пероксида водорода. Таким образом, обычные процессы получения пероксида водорода обычно проводят на крупно-мегамасштабных пероксидводородных производственных установках с производственными мощностями примерно 40000-330000 (метрических) тонн пероксида водорода в год. Таким образом, в настоящее время существуют установки в промышленной эксплуатации с объемом выпуска, например, 40-50 кт/год (килотонн в год) на нижнем конце, с мощностью вплоть до 160 кт/год, а самые большие в мире мега-установки обеспечивают производственную мощность 230 кт/год (Антверпен) и 330 кт/год (Таиланд). В этих процессах обычно объем выпуска в случае неподвижного слоя ограничена 50 кт/год и обычно установки с производственными мощностями свыше 50 кт/год работают с реакторами с псевдоожиженным слоем.

Эти обычные АО-способы и соответствующие производственные установки сложны и требуют многих и больших процессов монтажа оборудования, много компетентного служебного персонала для технического обслуживания оборудования, и функционирования основных и вспомогательных технологических переходов, а также специальных мер безопасности для обращения с получающимся пероксидом водорода в его обычно высоких концентрациях 40 процентов, а также добавочной концентрации до 50-70 процентов. Следовательно, требуется большое внимание руководства и частое техническое обслуживание. Вдобавок к сложности таких крупно-мегамасштабных производственных процессов отмечено, что значительная часть получаемого пероксида водорода необходимо транспортировать, например, поездом или грузовиком, чтобы потребители использовали в их собственных промышленных применениях. Такие транспортировки поездом и грузовиком требуют специальных мер предосторожности, принимая во внимание связанную безопасность и проблемы защиты.

С другой стороны, многие промышленные применения пероксида водорода потребителями не требуют высококонцентрированных растворов пероксида водорода для их применений, а потому, как уже объяснялось выше, растворы пероксида водорода, которые концентрировали с целью экономичной транспортировки, обычно до концентрации пероксида водорода примерно 50%, обычно используются в более низких концентрациях, например, 1-15 процентов в местоположении потребителя для его конкретного местного применения, например, особенно для использования в целлюлозной и бумажной промышленности или текстильной промышленности, или для использования в горнодобывающей промышленности или для применений, относящихся к охране окружающей среды.

Более того, современные крупномасштабные пероксид водородные АО-способы согласно концепции Риделя-Пфляйдерера (Riedel-Pfleiderer) типично являются высокозатратными и высокоэнергоемкими процессами, а затраты, связанные с ними переходят на конечных пользователей низких объемов. Эти конечные пользователи извлекли бы выгоду от способов получения пероксида водорода более экономично без сопутствующих капитальных затрат и проблем управляемости, связанных с современными производственными схемами в окружении местной меньшей установки, близкой к местоположению конечного пользователя.

Патент США 5662878 (выданный 2 сентября 1997 г. и приписанный к Университету Чикаго) уже обсуждает необходимость для процесса, который делал бы возможным эффективное производство пероксида водорода в условиях маленькой установки в "базовом" промышленном месте. Кратко, патент США 5662878 описывает способ получения пероксида водорода, включающий в себя подачу антрахинон-содержащего раствора; подвергание раствора воздействию водорода для гидрогенизации антрахинона; смешивание воздуха с раствором, содержащим гидрогенизированный антрахинон, чтобы окислять раствор; контактирование окисленного раствора с гидрофильной мембраной с получением фильтрата; и извлечение пероксида водорода из фильтрата. Предложенный метод получения пероксида водорода заявляет, как признак, использование мембранных технологий для выделения пероксида водорода из технологической жидкости реакции. Центром идеи патента США 5662878 является использование мембранной технологии для получения пероксида водорода, который практически свободен от органических веществ, а также возможность сохранять дорогие органические растворители в реакционных растворах для повторного использования.

Согласно патенту США 5662878, АО-способы по Риделю-Пфляйдереру (Riedel-Pfleiderer), считают непригодными для маломасштабного производства и среднемасштабного производства. Так считают, потому что башня с насадкой, используемая для окисления, а также колонна для экстракции пероксида водорода являются очень большими, и легко не меняется размер вверх или вниз для модульного построения и гибкости по последовательности технологических операций. Также, типичные экстракторы являются многостадийными, очень большими по объему и считаются трудными для уменьшения масштаба и считается, что имеют тенденцию быть сильно нестабильными, и, таким образом, требующими высокую степень регулирования хода технологического процесса.

Хотя следует допускать, что АО-способ можно осуществлять в промышленном малом-среднем масштабе, чтобы просто удовлетворять местному требованию, в современном состоянии техники считается, что такие процессы требуют использования многих единиц оборудования, много управленческого внимания, а также частого технического обслуживания, и, что их трудно сократить и трудно сделать такие процессы прибыльными. Следовательно, промышленное производство пероксида водорода все еще опирается на оборудование крупномасштабного производства и соответственные оптимизации производственного процесса. Таким образом, до сих пор никакой маломасштабный промышленный эксплуатационный объект (500-5000 метрических тонн в год) или среднемасштабный промышленный эксплуатационный объект (5000-20000 метрических тонн в год) не функционирует. Оказывается, что промышленность или игнорировала промышленный потенциал мало-среднемасштабного оборудования производства пероксида водорода или предполагала технические и/или экономические препятствия для применения таких мало-среднемасштабных методов для получения пероксида водорода промышленно, по сравнению с хорошо обоснованным крупномасштабным промышленным производством и доступными логистическими схемами для поставки на рынок пероксида водорода, все несмотря на необходимое опасное концентрирование путем дистилляции и конечную концентрацию пероксида водорода с целью поставки на рынок, и окончательно требуемое разбавление для использования в месте расположения потребителя.

Следовательно, даже сегодня существует очень высокая потребность в области техники получать пероксид водорода без сопутствующих капитальных затрат и решения проблем, связанных с современными крупномасштабными и мегамасштабными технологическими схемами.

Настоящее изобретение имеет, поэтому, в качестве цели разработку новых способов и связанных новых конструктивных исполнений установки, которая позволяла бы эффективное промышленное производство пероксида водорода в мало-среднеразмерных производственных условиях, особенно на промышленной площадке потребителя, в местоположениях конечных низкообъемных потребителей или других "базовых" промышленных площадках. В идеале, как дополнительная цель изобретения, такое мало-среднемасштабное производство пероксида водорода в мало-среднеразмерных производственных условиях должно быть пригодно для того, чтобы осуществляться в модульной, по возможности, мало-среднеразмерной установке АО-способа, который предусматривает легкую компоновку и/или замену отдельных частей оборудования, простое эксплуатацию и техническое обслуживание, простые действия и управление. Также, мало-среднемасштабное промышленное производство пероксида водорода должно предусматривать управление дистанционно, например, из места отдаленного местоположения крупномасштабного производства пероксида водорода, или любого места, где оптимально тренированный служебный персонал и опытный, что касается производства пероксида водорода с помощью АО-способа, может быть централизован и управление производством пероксида водорода можно оптимизировать и поддерживать более практическим и экономическим способом. Таким образом, принимая во внимание вышеперечисленные цели, такая промышленная пероксидводородная установка малого-среднего размера для АО-способа, в частности дистанционно управляемая установка для АО-способа, должна быть модульной, насколько это возможно, ("модульная установка для мини-АО-способа", и также обеспечивать возможность быстрого запуска, остановки и капремонта, в то же время, обеспечивая варьируемость темпов производства, и установка должна быть простой и надежной, насколько это возможно, предусматривать для конечного пользователя удобную в обращении пероксидводородную производственную установку, которой можно легко управлять дистанционно, например, из другого удаленного местоположения крупномасштабного производства пероксида водорода, и установкой, которая стабильно работает в непрерывном режиме и может легко поддерживаться и технически обслуживаться с минимальной необходимостью для местного (например, в местоположении потребителя) технического и/или физического вмешательства, и/или минимума сбоя и времени простоя в случае эксплуатации и текущего ремонта.

В частности, целью настоящего изобретения является создание такой промышленной, технически, функционально и экономически целесообразного конструктивного исполнения установки малого и среднего размера для АО-способа, которая предпочтительно предусматривает дистанционно управляемый малый и средний АО-способ для пероксида водорода, и автоматизирована до такой степени, что она может легко и безопасно эксплуатироваться в непрерывном режиме, близкой к местоположению или в местоположении конечного пользователя или местоположении промышленного применения потребителем пероксида водорода, и, которая может легко поддерживаться и технически обслуживаться с минимальной необходимостью для местного (например, в местоположении потребителя) технического и/или физического вмешательства, и также предусматривает легкую компоновку и/или замену отдельных частей оборудования, простые эксплуатацию и техническое обслуживание.

Следовательно, настоящее изобретение предлагает улучшенную установку, пригодную к производству пероксида водорода промышленно на месте эксплуатации, главным образом, для прямого использования в качестве водного пероксида водорода во многих пользовательских промышленных применениях пероксида водорода, что не требует высококонцентрированных растворов пероксида водорода для применений. Обычно, установку по настоящему изобретению конструктивно исполняют, чтобы получать пероксид водорода для прямого использования водных растворов пероксида водорода в более низких концентрациях, например 1-15% (по весу) в местоположении потребителя для его специфического местного применения, например, в частности, для использования в целлюлозной и бумажной промышленности или текстильной промышленности, или для использования в горнодобывающей промышленности или для применений, относящихся к окружающей среде. Установка согласно настоящему изобретению является модульной конструктивным исполнением для осуществления мини-АО-способа для производства пероксида водорода, и в частности, растворов пероксида водорода с концентрацией в интервале 1-15 процентов (по весу). Установка может быть легко установлена в местоположении потребителя из-за транспортабельных габаритов большинства блоков установки, например, модулей установки мини-АО-способа, которые монтируют в один или более блоков. Модули могут изготавливаться в месте, отличном, от местоположения потребителя, или в необязательных случаях они могут изготавливаться также в местоположении потребителя. Таким образом, концепцией настоящего изобретения является иметь сборку, сделанную из различных частей (блоков или модулей), которые каждый может быть изготовлен в разных местах, затем транспортирован к местоположению потребителя, собранных вместе, чтобы изготовить пероксидводородную установку на месте эксплуатации. Такую концепцию также применяют к установкам мини-АО-способа, т.е. чтобы иметь мини-установку, сделанную из нескольких элементов, которые легко разбираются, притом каждый из элементов может быть произведен в разном удаленном месте, затем транспортирован к местонахождению мини-установки, где они собираются вместе очень простым способом.

В частности, изобретение относится к промышленной модульной пероксидводородной производственной установке, где пероксид водорода можно производить мини-АО-способом. Термин "модульный" будет объяснен более подробно ниже, и, например, но без ограничения, означает, что установка включает в себя один или более модулей, которые могут быть изготовлены в различных местах или одном и том же месте, а собраны, например, на любой промышленной площадке, потребляющей пероксид водорода или в установку потребителя. Модульная установка включает в себя узловые модули для гидрогенизатора (гидрогенизационный узел 1), устройство для окисления (узел 2 устройства для окисления), необязательно, компрессорное оборудование технического воздуха (узел 3 компрессора технического воздуха) и, необязательно, оборудование для извлечения растворителя (узел 4 блока для рекуперации растворителя), а также средство для экстрагирования пероксида водорода (экстракционный узел 5). Однако обычно экстракционный узел 5 не будет сам заключать в себе экстракционную колонну, потому что обычно он был бы слишком большим, чтобы умещаться в упомянутом экстракционном блоке. Таким образом, обычно экстракционный узел включает в себя только вспомогательное оборудование для экстракционной колонны, которая изготавливалась бы и транспортировалась отдельно. Узлы 3 или 4 не были бы необходимы, если бы использовали кислород ("чистый" кислород), например, особенно где доступная бестарная подача, например, технического кислорода.

Перечень включаемых в оборудование основных единиц, заключенных в каждом из упомянутых узлов приводится ниже. Единицы оборудования, относящиеся к каждому узлу, обычно включают в себя следующее.

В гидрогенизационном узле: гидрогенизатор; рециркуляционный водородный компрессор; катализаторный фильтр; резервуар подачи окислителя; насос подачи окислителя; защита слоя катализатора.

В узле окисления: кулер подаваемого окислителя; устройство для окисления; дегазатор; подающий насос экстракции, конденсатор отходящего газа, влагоуловитель отходящего газа.

В узле компрессора технологического воздуха: компрессор технологического воздуха в сборе; фильтр всасываемого воздуха; добавочный охладитель конденсатора.

Узел рекуперации растворителя: установка для адсорбции активированным углем; регенерационный конденсатор; декантатор растворитель/вода; возвратный насос растворителя; возвратный насос воды.

В экстракционном узле: экстракционная колонна, коагулятор, подающий насос гидрогенизатора.

Ключом настоящего изобретения является его модульность, до насколько возможной степени. Это значит, что промышленной модульной пероксидводородной производственной установкой согласно изобретению является установка для производства пероксида водорода, в частности водных растворов пероксида водорода с помощью мини-АО способа, которая конструктивно исполнена и имеет размеры относительно ее прежде указанных компонентов такие, что эти компоненты, особенно гидрогенизатор, устройство для окисления, необязательный компрессор технологического воздуха и необязательный блок рекуперации растворителя, а также средства для экстракции пероксида водорода, являются отдельными элементами (модулями) всей такой установки, которая предусматривает предварительно изготовление, например, в другом месте, чем место, где установка, в конечном счете, эксплуатируется, являются транспортабельными и предусматривают легкую сборку и/или замену отдельных частей оборудования, простую эксплуатацию и техническое обслуживание. Таким образом, термин "модульность" и эквивалентные термины как, например, но без ограничения, "модуль", "модульный", "компоновка из модулей" означают возможность и степень, до которой компоненты системы, например, устройство, оборудование, инструмент, строение, производственный объект или даже промышленная установка могут быть разъединены или скомпонованы. По существу, модульность, поэтому, относится к методу инженерии, который строит большие системы путем комбинирования меньших подсистем.

В контексте настоящего изобретения "модуль" или "модульный", относятся к концепции модульности и также относятся к "модульному конструктивному исполнению", причем инженерная дисциплина конструирования сложных устройств использует отдельно сконструированные субкомпоненты. "Модульное конструктивное исполнение" или "модульность в конструктивном исполнении " является подходом, который подразделяет систему на меньшие части (модули), которые могут быть независимо созданы и затем использованы в различных системах для приведения в действие многочисленных функциональностей.

Модульную систему можно характеризовать, например, следующим: а) функциональной разбивкой на отдельные, масштабируемые, повторно используемые модули, состоящие из изолированных самостоятельных функциональных элементов; b) строгим использованием четко определенных модульных поверхностей раздела, включающим в себя объектно-ориентированные описания модульной функциональности; с) легкостью замены для достижения прозрачности технологии и до возможной степени применения промышленных стандартов с целью применения ключевых интерфейсов. Кроме сокращения стоимости, например, из-за меньшей модификации по требованиям потребителя и меньшего времени обучения, и кроме гибкости в конструктивном исполнении, модульность предлагает другие преимущества, такие как, например, добавление нового раствора просто использованием затычки в новом модуле, а также изъятие.

Таким образом, модульная конструкция комбинирует преимущества стандартизации (высокий объем обычно равен низким производственным затратам) с такой модификацией по требованию заказчика-потребителя, и, в результате, все из этих узлов установки АО-способа являются легко взаимозаменяемыми, поскольку они используют детали, которые поддерживают такое же стандартное взаимодействие, как замененный узел, и поскольку они эффективно функционируют в комбинации с другими узлами.

Специалистам в области технике будет очень хорошо знакома концепция модульности, которая широко используется в различных технологических областях, и относится к техническим системам, и аналогично применяется к модульной установке по настоящему изобретению для производства пероксида водорода. Системы, например, устройство, инструмент или сборку внутренних инженерных сетей считают "модульными", например, когда они могут быть разобраны на ряд компонентов, которые можно смешивать и сочетать во множестве конфигураций. Компоненты в состоянии соединяться, взаимодействовать, или обменивать ресурсы (например, такие как материалы, реагенты, энергия, информацию), в некотором роде путем соблюдения стандартизованного интерфейса. В отличие от плотно интегрированных систем, посредством чего каждый компонент сконструирован для работы специально (и часто исключительно) с другими конкретными компонентами в сильносвязанной системе, модульными системами являются системы компонентов, которые являются более "слабосвязанными" в смысле, что они являются более гибкими относительно, например, но без ограничения, комбинирования, связывания, разъединенного (предварительного) изготовления, транспортировки, сборки и/или замены отдельных компонентов системы.

Использование "более слабосвязанных" структур делает возможным достигать больше гибкости по объему и гибкости по масштабу. Модули могут легко включаться между разными технологическими площадками или потребителями по сравнению с возможностями выстраивания АО-способа полностью на месте, как стандартной установки. В целом, компоновка из модулей делает возможным более быстро отзываться на различные потребности рынка, и более гибко, и более быструю реакцию на изменение общих условий или состояния рынка

Следовательно, в контексте настоящего изобретения значение термина "модульность" относится к новому промышленному конструктивному исполнению установки для производства пероксида водорода АО-способом, притом "модульность" относится к конструктивному исполнению и технике, чтобы построить установку АО-способа для производства пероксида водорода, как большие системы, путем комбинирования различных узлов, упомянутых в этом описании, как меньших подсистем всей установки АО-способа; или модульность относится равно к конструктивному исполнению и технике для построения каждого из различных узлов, упомянутых в этом описании, как больших подсистем путем комбинирования соответствующих единиц оборудования, упомянутых в этом описании, как даже меньших подсистем каждого узла.

Модульность также означает использование заменяемых частей или вариантов оборудования, используемых в АО-способе, например, заменяемые узлы или заменяемые единицы оборудования каждого узла.

Модульность, следовательно, относится к конструкции модулей или узлов для установки АО-способа, как описано выше, путем соединения вместе стандартизованных единиц оборудования, как упомянуто в настоящем описании, чтобы сформировать больше композиций каждого узла, как здесь описано. Модульность также охватывает принцип, что установка АО-способа согласно настоящему изобретению составлена из модулей или самостоятельных частей для осуществления каждого из различных этапов АО-способа. Таким образом, изобретение предлагает новую концепцию установки АО-способа, в частности, установки мини-АО-способа, притом установка АО-способа состоит из независимых, законченных, отдельных модулей технологических этапов, например, модульность в контексте изобретения относится к конструкции узла путем соединения вместе стандартизованных единиц оборудования для образования большего узла, например, но без ограничения, гидрогенизационного узла, окислительного узла и экстракционного узла, и/или для использования модуля, смонтированного на узле, как стандартизованной единицы, связанной с объемом выпуска пероксида водорода и с соответствующим количественным соотношением блоков.

Модульная установка АО-способа (а также и модульная установка мини-АО способа) обычно состоит из универсальных частей (или модулей), которые могут быть произведены на предприятии и затем доставлены на местоположение установки, где их собирают в полную сборку установки АО-способа. Следовательно, преимущественно модульная установка АО-способа и, в частности, любая ее универсальная часть или модуль, например, ее реакторные системы и другие части, должны быть (очень) компактными, означающими, что их величина и размеры приспособлены предусматривать легкое закрепление на блоке и/или обращение во время транспортировки, монтажа, соединения или разъединения и/или обмена или переустановки.

Таким образом, модульное конструктивное исполнение, в частности компактное модульное конструктивное исполнение, позволяет создание установок АО-способа с легко заменяемыми частями, например узлами, которые используют стандартизованные интерфейсы. Эта модульное конструктивное исполнение также позволяет легко делать модернизацию определенных аспектов установки АО-способа без реконструкции в целом другой установки АО-способа.

Модульная установка по настоящему изобретению обеспечивает пероксид водорода, полученный способом автоокисления (АО-способом), в частности, водный раствор пероксида водорода, для производственного процесса, который использует пероксид водорода в качестве реагента для осуществления химизма в этом процессе, установка, которая включает в себя, как минимум требуемые компоненты, смонтированные в узле модули, заключая в себе, по меньшей мере, один (и предпочтительно, по меньшей мере, два) смонтированный(е) модуль(и), выбранный(е) из группы, состоящей из гидрогенизационного узла, окислительного узла и экстракционного узла.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фигура 1 показывает подробности варианта осуществления модульной установки согласно изобретению с полезной компоновкой узлов, например, компоновкой, заключающей в себе основные модули: гидрогенизационный узел, окислительный узел и экстракционный узел. В этом примере варианта осуществления изобретения показана схема расположения смонтированных в узел модулей, которая комбинирует устройство для окисления и гидрогенизатор на одном и том же узле. Пример также показывает коагулятор, связанный с экстракционной колонной ("CLEX"). Модульная установка мини-АО-способа этого примера конструктивно исполнена для объема выпуска пероксида водорода 7,5 кт/год.

Фигура 2 показывает вертикальный вид сбоку гидрогенизатора, который в этом примере конфигурирован как гидрогенизатор с неподвижным слоем для жидкофазной реакции.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В своем самом широком аспект настоящее изобретение предлагает промышленную, технически, эксплуатационно и экономически обоснованную установку для промышленного производства пероксида водорода, в частности, водных растворов пероксида водорода, способом автоокисления (АО-способа), установку, которая является сборкой смонтированных в опорном узле модулей различных реакторов, и, необязательно, сетей, обычно использующихся в способе автоокисления (АО-способе) для производства пероксида водорода, например, опорные узлы для гидрогенизатора (гидрогенизационный узел), устройства для окисления (окислительный узел) и средства для экстракции пероксида водорода (экстракционный узел). Эта сборка смонтированных в узле модулей особенно пригодна для модульной установки АО-способа малого и среднего размера, и сборка предусматривает легкий монтаж и/или замену отдельных частей оборудования (модулей, узлов), простую эксплуатацию и техническое обслуживание, простые действия и управление. Этот аспект изобретения будет называться далее как "модульная концепция" или "модульная конструктивное исполнение".

Подробно модульная установка согласно изобретению относится к установке для получения пероксида водорода, в частности, водных растворов пероксида водорода, способом автоо