FR2730986A1 - Installation de production de peroxyde d'hydrogene - Google Patents
Installation de production de peroxyde d'hydrogene Download PDFInfo
- Publication number
- FR2730986A1 FR2730986A1 FR9502317A FR9502317A FR2730986A1 FR 2730986 A1 FR2730986 A1 FR 2730986A1 FR 9502317 A FR9502317 A FR 9502317A FR 9502317 A FR9502317 A FR 9502317A FR 2730986 A1 FR2730986 A1 FR 2730986A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- oxidizer
- working solution
- hydrogenator
- extractor
- hydrogen peroxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C9/00—After-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
- D21C9/10—Bleaching ; Apparatus therefor
- D21C9/16—Bleaching ; Apparatus therefor with per compounds
- D21C9/163—Bleaching ; Apparatus therefor with per compounds with peroxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/32—Packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit or module inside the apparatus for mass or heat transfer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B15/00—Peroxides; Peroxyhydrates; Peroxyacids or salts thereof; Superoxides; Ozonides
- C01B15/01—Hydrogen peroxide
- C01B15/022—Preparation from organic compounds
- C01B15/023—Preparation from organic compounds by the alkyl-anthraquinone process
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/32—Details 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
- B01J2219/322—Basic shape of the elements
- B01J2219/32203—Sheets
- B01J2219/3221—Corrugated sheets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/32—Details 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
- B01J2219/322—Basic shape of the elements
- B01J2219/32203—Sheets
- B01J2219/32213—Plurality of essentially parallel sheets
- B01J2219/3222—Plurality of essentially parallel sheets with sheets having corrugations which intersect at an angle different from 90 degrees
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/32—Details 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
- B01J2219/322—Basic shape of the elements
- B01J2219/32203—Sheets
- B01J2219/32224—Sheets characterised by the orientation of the sheet
- B01J2219/32227—Vertical orientation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
- Fats And Perfumes (AREA)
Abstract
L'invention concerne une installation de production de peroxyde d'hydrogène selon la technique d'auto-oxydation d'un dérivé anthraquinonique. Elle comprend un hydrogénateur catalytique (1) alimenté en hydrogène; un oxydeur (2) alimenté en un fluide contenant de l'oxygène, notamment en air; un extracteur (3) alimenté en eau; et des moyens (7, 16, 19) pour faire passer une solution de travail, contenant au moins un dérivé anthraquinonique en solution dans au moins un solvant organique, successivement dans l'hydrogénateur (1), dans l'oxydeur (2) et dans l'extracteur (3), puis la recycler vers l'hydrogénateur (1). Il est prévu des moyens (9, 26) de dérivation vers l'oxydeur (2) d'une partie de la solution de travail issue de l'extracteur (3) sans que celle-ci ne passe par l'hydrogénateur (1). Application à la production de peroxyde d'hydrogène sur le site d'une installation de blanchiment de pâte à papier.
Description
La présente invention concerne une installation de production de peroxyde d'hydrogène selon la technique d'auto-oxydation d'un dérivé anthraquinonique, du type comprenant un hydrogénateur catalytique alimenté en hydrogène ; un oxydeur alimenté en fluide contenant de l'oxygène, notamment en air ; un extracteur alimenté en eau ; et des moyens pour faire passer une solution de travail, contenant au moins un dérivé anthraquinonique en solution dans au moins un solvant organique, successivement dans l'hydrogénateur, dans l'oxydeur et dans l'extracteur, puis la recycler vers l'hydrogénateur.
Dans ce qui suit, les pressions indiquées sont des pressions relatives (ou surpressions).
Une installation telle que décrite ci-dessus est classiquement mise en oeuvre pour la production de solutions de peroxyde d'hydrogène marchandes. Un exemple d'une telle installation est présenté dans l'ouvrage de
Kirk Othmer, "Encyclopedia of Chemical Technology", 3e édition, volume 17.
Kirk Othmer, "Encyclopedia of Chemical Technology", 3e édition, volume 17.
Pour des raisons économiques (cf. Process Economic Report N" 68B, Hydrogen Peroxyde, March 1992, chapitre VI, SRI international) essentiellement liées aux couts de transport et de stockage, ces solutions doivent présenter une concentration en peroxyde d'hydrogène la plus élevée possible, soit une concentration supérieure à 35 %, plus généralement une concentration de 60 % ou 70 % en poids.
En vue de préparer ces solutions de peroxyde d'hydrogène marchandes concentrées, on procède de sorte à récupérer à la sortie de l'extracteur, une solution ayant une concentration en peroxyde d'hydrogène la plus élevée possible, tout en restant en dehors du domaine d'explosivité des mélanges solutions de travail/solutions aqueuses de peroxyde d'hydrogène. A cet égard, la demande de brevet FR-A-2 228 717 indique que la concentration en peroxyde d'hydrogène de ladite solution aqueuse sortant de l'extracteur ne doit pas être supérieure à 600 g/l, soit 50 % en poids de peroxyde d'hydrogène. Une concentration en peroxyde d'hydrogène supérieure à cette valeur est décrite comme pouvant entrainer des réactions explosives.
Pour obtenir des solutions aqueuses de peroxyde d'hydrogène fortement concentrées, on adapte les paramètres de fonctionnement de l'installation d'auto-oxydation mentionnée ci-dessus de façon à permettre la mise en oeuvre d'une solution de travail ayant, dans toute l'installation, un équivalent peroxyde d'hydrogène aussi élevé que possible, par exemple un équivalent peroxyde d'hydrogène supérieure à 11 g/l, voire plus. Ainsi, la demande de brevet FR-A-2.086.166 préconise la mise en oeuvre d'une solution de travail pouvant produire, après oxydation, une quantité de l'ordre de 16 g de peroxyde d'hydrogène par litre de solution de travail. Ainsi, l'équivalent peroxyde d'hydrogène est d'au moins 16 g/l en entrée de l'oxydeur. Les installations classiques mettant en oeuvre un équivalent peroxyde d'hydrogène élevé présentent cependant de nombreux inconvénients.Ainsi, elles requièrent généralement la mise en oeuvre de températures d'oxydation élevées. Ces températures sont rendues nécessaires pour éviter la cristallisation de la solution de travail ayant un équivalent peroxyde d'hydrogène élevé. A cet égard, on peut se référer à "Techniques de l'Ingénieur", chapitre "Peroxyde d'hydrogène", J.
6020, qui mentionne que les températures d'oxydation doivent être comprises entre 60 et 80"C.
Un autre inconvénient rencontré dans ces installations est que la solution de travail se dégrade rapidement.
En outre, ces installations classiques sont très sensibles à la présence d'eau, même en faible quantité, qui peut s'introduire accidentellement soit dans l'oxydeur, soit dans les conduites reliant l'oxydeur et l'extracteur. A ce niveau, l'eau réagit avec la solution de travail oxydée, ce qui peut provoquer des réactions explosives.
De plus, afin de réduire les risques d'explosion dans l'oxydeur, il est nécessaire d'utiliser des garnissages vrac (par exemple à anneau de Raschig). Ces garnissages présentent de bonnes caractéristiques en ce qui concerne les contacts gaz-liquide, mais ils sont d'un coût de mise en oeuvre élevé et occupent une place importante dans l'oxydeur. Par ailleurs, ces garnissages ont tendance à retenir les impuretés solides. Ainsi, lors d'un redémarrage, l'installation est exposée à des risques élevés de faire pénétrer brusquement dans l'extracteur une quantité relativement importante d'impuretés, notamment métalliques, ce qui est dangereux dans cette partie de l'installation.
La présente invention a pour but d'obvier aux inconvénients mentionnés ci-dessus.
Plus particulièrement, l'invention a pour but de fournir une installation de production de peroxyde d'hydrogène selon la technique d'auto-oxydation, qui soit particulièrement bien adaptée du point de vue de l'investissement, du coût de fonctionnement et de la sécurité dans les conditions industrielles réelles. En particulier, l'invention a pour but de fournir une installation permettant la production de peroxyde d'hydrogène directement sur le site de consommation par certaines installations telles que des installations de fabrication de patte à papier.
A cet effet, l'invention a pour objet une installation de production de peroxyde d'hydrogène selon la technique d'auto-oxydation d'un dérivé anthraquinonique, du type précité, caractérisée en ce qu'il est prévu des moyens de dilution de la solution de travail issue de l'hydrogénateur.
Suivant des modes particuliers de réalisation, cette installation peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes
- les moyens de dilution comportent des moyens de dérivation vers l'oxydeur d'une partie de la solution de travail issue de l'extracteur sans que celle-ci ne passe par l'hydrogénateur ;
- les moyens de dérivation sont adaptés pour dériver vers l'oxydeur entre 15 et 45 % en volume de la solution de travail issue de l'extracteur ;
- les moyens de dérivation sont adaptés pour dériver vers l'oxydeur un tiers en volume de la solution de travail issue de l'extracteur ;;
- l'hydrogénateur est adapté pour produire en sortie une solution de travail avec un équivalent peroxyde d'hydrogène compris entre 8 et 15
- l'équivalent peroxyde d'hydrogène en sortie de l'hydrogénateur est compris entre 9 et 12
- il est prévu des moyens de mélange de la solution de travail réduite issue de l'hydrogénateur et de la solution de travail oxydée issue directement de l'extracteur, ainsi que des moyens pour diriger le mélange ainsi formé vers l'oxydeur ; ;
- les moyens de dérivation et les moyens de mélange sont adaptés pour obtenir à l'entrée de l'oxydeur une solution de travail ayant un équivalent peroxyde d'hydrogène compris entre 7 et 9
- les moyens de dérivation comportent une conduite de dérivation disposée entre une conduite de recyclage de la solution de travail oxydée, qui relie une sortie de l'extracteur à une entrée de l'hydrogénateur, et une conduite d'alimentation de l'oxydeur en solution de travail qui relie une sortie de l'hydrogénateur à une entrée de l'oxydeur
- il est prévu un échangeur de chaleur entre la conduite de recyclage de la solution de travail oxydée et la conduite d'alimentation de l'oxydeur en solution de travail et en ce que ladite conduite de dérivation est reliée à la conduite de recyclage en amont de l'échangeur, et à la conduite d'alimentation en aval de l'échangeur
- l'oxydeur comprend une enveloppe contenant des moyens de contact gaz-liquide constitués au moins en partie par des plateaux perforés simples ou des plateaux analogues à des plateaux de distillation.
- les moyens de dilution comportent des moyens de dérivation vers l'oxydeur d'une partie de la solution de travail issue de l'extracteur sans que celle-ci ne passe par l'hydrogénateur ;
- les moyens de dérivation sont adaptés pour dériver vers l'oxydeur entre 15 et 45 % en volume de la solution de travail issue de l'extracteur ;
- les moyens de dérivation sont adaptés pour dériver vers l'oxydeur un tiers en volume de la solution de travail issue de l'extracteur ;;
- l'hydrogénateur est adapté pour produire en sortie une solution de travail avec un équivalent peroxyde d'hydrogène compris entre 8 et 15
- l'équivalent peroxyde d'hydrogène en sortie de l'hydrogénateur est compris entre 9 et 12
- il est prévu des moyens de mélange de la solution de travail réduite issue de l'hydrogénateur et de la solution de travail oxydée issue directement de l'extracteur, ainsi que des moyens pour diriger le mélange ainsi formé vers l'oxydeur ; ;
- les moyens de dérivation et les moyens de mélange sont adaptés pour obtenir à l'entrée de l'oxydeur une solution de travail ayant un équivalent peroxyde d'hydrogène compris entre 7 et 9
- les moyens de dérivation comportent une conduite de dérivation disposée entre une conduite de recyclage de la solution de travail oxydée, qui relie une sortie de l'extracteur à une entrée de l'hydrogénateur, et une conduite d'alimentation de l'oxydeur en solution de travail qui relie une sortie de l'hydrogénateur à une entrée de l'oxydeur
- il est prévu un échangeur de chaleur entre la conduite de recyclage de la solution de travail oxydée et la conduite d'alimentation de l'oxydeur en solution de travail et en ce que ladite conduite de dérivation est reliée à la conduite de recyclage en amont de l'échangeur, et à la conduite d'alimentation en aval de l'échangeur
- l'oxydeur comprend une enveloppe contenant des moyens de contact gaz-liquide constitués au moins en partie par des plateaux perforés simples ou des plateaux analogues à des plateaux de distillation.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels
- la figure 1 représente schématiquement une installation de production de peroxyde d'hydrogène conforme à l'invention
- la figure 2 représente schématiquement en perspective l'agencement général d'une partie de î'oxy- deur équipée d'un garnissage ondulé-croisé ; et
- la figure 3 représente en perspective éclatée la constitution d'un élément du garnissage de la figure 2.
- la figure 1 représente schématiquement une installation de production de peroxyde d'hydrogène conforme à l'invention
- la figure 2 représente schématiquement en perspective l'agencement général d'une partie de î'oxy- deur équipée d'un garnissage ondulé-croisé ; et
- la figure 3 représente en perspective éclatée la constitution d'un élément du garnissage de la figure 2.
L'installation représentée à la figure 1 comprend trois appareils principaux en forme de colonnes : un hydrogénateur catalytique 1, un oxydeur à contre-courant 2, et un extracteur à eau 3. Elle comporte également de nombreux équipements associés à ces trois appareils, dont seuls certains ont été représentés. Ainsi, un ensemble surpresseur-condenseur 4 de recirculation du mélange gazeux contenant l'hydrogène est associé à l'hydrogénateur. Un filtre 6, une pompe 7, un échangeur de chaleur 8, un mélangeur 9, un réfrigérant à eau 10 sont reliés en série sur une conduite 11 d'alimentation de l'oxydeur 2 en solution de travail reliant une sortie 12 de l'hydrogénateur 1 à une entrée supérieure 13 de l'oxydeur 2.
L'installation comporte en outre un condenseur de tête 14 et un compresseur d'air 15 associés à l'oxydeur ; une conduite 16, aussi courte que possible, reliant la base de l'oxydeur 2 à celle de l'extracteur 3 ; et un coalesceur 18 et une pompe 19 pour le recyclage de la solution de travail.
On a également représenté sur la figure 1 une conduite 20 d'alimentation de l'hydrogénateur en hydrogène d'appoint, une conduite 21 d'alimentation en air du compresseur 15, une conduite 22 d'alimentation de l'extracteur 3 en eau déminéralisée, une conduite 23 de production de peroxyde d'hydrogène, qui part de la base de l'extracteur 3 et aboutit à une installation 24 consommatrice de peroxyde d'hydrogène sous la même concentration, et une conduite 25 de recyclage de la solution de travail portant la pompe 19 et reliant une sortie du coalesceur 18 à la base de l'hydrogénateur 1, en passant par l'échangeur de chaleur 8.
Une conduite de dérivation 26 est prévue entre la conduite 25 de recyclage et le mélangeur 9. Elle est piquée en amont de l'échangeur 8 sur la conduite de recyclage 25.
L'installation 24, qui se trouve sur le même site que l'installation de production de peroxyde d'hydrogène, peut notamment être une installation de blanchiment de pâte à papier.
L'installation de production de peroxyde d'hydrogène comprend de nombreux autres équipements bien connus dans la technique et non représentés, tels que des moyens de régénération de produits dégradés de la solution de travail, de mise en oeuvre du catalyseur, de récupération de solvant, etc.
En fonctionnement, une partie de la solution de travail oxydée constituée d'au moins un dérivé anthraquinonique et d'au moins un solvant organique, est introduite à la base de l'hydrogénateur 1 via la conduite de recyclage 25 reliée au refoulement de la pompe 19, et un courant de gaz contenant de 1'hydrogène est également introduit à la base de l'hydrogénateur. Ce courant gazeux est constitué d'une part du courant gazeux soutiré au sommet de l'hydrogénateur, recirculé par l'ensemble surpresseur-condenseur 4, et d'autre part d'hydrogène d'appoint arrivant via la conduite 20.
Cette partie de la solution de travail oxydée est ainsi partiellement réduite. La solution réduite, soutirée de la base de l'hydrogénateur par la pompe 7 via le filtre 6, contient donc des dérivés hydroquinoniques (par exemple 80 % de tétrahydroantnrahydroquinone et 20 * d'anthrahydroquinone).
Le dérivé anthraquinonique constitutif de la solution de travail est choisi de préférence parmi les 2 alkyl 9,10 anthraquinones dans lesquelles le substituant alkyle comprend de 1 à 5 atomes de carbone, tel que les radicaux méthyle, éthyle, sec-butyle, tertio-butyle, tertio-amyle, iso-amyle, ainsi que les dérivés tétrahydro-5,6,7,8 correspondants, ou parmi les dialkyl 9,10 anthraquinones dans lesquelles les substituants alkyles, identiques ou différents, comprennent de 1 à 5 atomes de carbone, tel que les radicaux méthyle, éthyle, tertiobutyle, par exemple 1,3 diméthyle, 1,4 diméthyle, 2,3 diméthyle, 2,7 diméthyle, 1,3 diéthyle, 2,7 ditertiobutyle, 2 éthyle 6 tertio-butyle et les dérivés tétrahydro-5,6,7,8 correspondants. Le solvant organique constitutif de la solution de travail est de préférence un mélange d'un composé non polaire et d'un composé polaire.
Le composé non polaire est choisi de préférence parmi les coupes pétrolières à point d'ébullition supérieur à 140ex contenant majoritairement des hydrocarbures aromatiques comportant au moins 9 atomes de carbone, tel que les isomères du triméthylbenzene, les isomères du tétraméthylbenzène, le tertio-butylbenzène, les isomères du méthylnaphtalène, les isomères du diméthylnaphtalène.Le composé polaire est choisi de préférence parmi les alcools saturés comportant de préférence de 7 à 11 atomes de carbone, tels que le diiso-butylcarbinol, le triméthyl-3,5,5 hexanol, l'iso-heptanol, les esters d'acides carboxyliques tels que l'acétate de méthyle cyclohexyl commercialisé sous le nom de "Sextate", l'acétate d'heptyle, le benzoate de butyle, l'heptanoate d'éthyle, les esters de l'acide phosphorique tels que le phosphate de tributyle, le phosphate de tri (2 éthyl butyle), le phosphate de tri (2 éthyl hexyle), le phosphate de tri (n-octyle), les urées tétrasubstituées telles que la tétra (n-butyl urée).
Par "équivalent peroxyde d'hydrogène", on entend la quantité de peroxyde d'hydrogène, exprimée en grammes, qu'un litre de solution de travail est susceptible de fournir en sortie de l'oxydeur si le rendement de cette étape est de 100 %. Cette concentration massique potentielle en peroxyde correspondant à une concentration molaire qui est égale à la concentration molaire de l'ensemble des formes anthraquinoniques réoxydables dans la solution de travail. La concentration de l'ensemble des formes hydroquinoniques dépend d'une part de la concentration en formes anthrahydroquinoniques de la solution de travail de départ, et d'autre part des conditions d'hydrogénation dans l'hydrogénateur 1, ainsi que des éventuelles dilutions de la solution de travail réduite.
Dans le cas présent, on effectue l'hydrogénation à une température comprise entre 50 et 700C, avec une pression dans le ciel gazeux de l'hydrogénateur (pression qui régule le débit d'hydrogène) de 0,8 à 1,5 bar environ, et on règle l'équivalent peroxyde d'hydrogène en sortie 12 de l'hydrogénateur 1 à une valeur comprise entre 8 et 15 g/l environ, et de préférence comprise entre 9 et 12 g/l environ, par ajustement du temps de séjour dans l'hydrogénateur, pour une concentration donnée en formes anthraquinoniques.
La solution de travail réduite soutirée de l'hydrogénateur est filtrée en 6 pour éliminer toute trace de catalyseur, puis refroidie en 8. Elle est ensuite diluée, dans le mélangeur 9 avec la partie complémentaire de la solution de travail partiellement oxydée issue de la conduite de dérivation 26 et dont l'équivalent peroxyde d'hydrogène est proche de zéro. Cette partie complémentaire de la solution de travail correspond à environ 15 à 45 * en volume, et de préférence à environ un-tiers en volume de la solution de travail totale provenant de l'extracteur 3. Cette partie de solution de travail oxydée est donc dirigée directement vers l'oxydeur 2 sans avoir transité par l'hydrogénateur 1. On règle le débit dans la conduite de dérivation 26 de telle sorte que la solution de travail obtenue en sortie du mélangeur 9 ait un équivalent peroxyde d'hydrogène compris entre 7 et 9 environ.
La solution de travail obtenue en sortie du mélangeur 9, constituée par exemple du mélange d'environ deux-tiers de solution ayant été partiellement réduite dans l'hydrogénateur et d'environ un tiers de solution provenant sous forme oxydée directement de l'extracteur 3 est ensuite refroidie en 10 jusqu'à une température de l'ordre de 35 à 40"C. La pression du ciel gazeux de l'oxydeur est maintenue à une valeur comprise entre 2 et 4 bars. La solution de travail essentiellement réduite, résultant du mélange en 9, est ainsi oxydée en 2, le fluide de tête de l'oxydeur étant partiellement condensé en 14.
Le peroxyde d'hydrogène formé par la réaction d'oxydation est soutiré de la base de l'oxydeur, dans une quantité par unité de volume de la solution de travail oxydée égale au produit de l'équivalent peroxyde d'hydrogène à l'entrée 13 de l'oxydeur par le rendement de l'oxydeur. Ce liquide est envoyé directement via la conduite 16, grâce à la différence de pression motrice, à la base de l'extracteur 3, lequel fonctionne un peu audessus de la pression atmosphérique. Dans l'extracteur s'effectue une extraction liquide-liquide au moyen de l'eau déminéralisée introduite au sommet de l'extracteur.
On soutire de la base de ce dernier une solution eau-peroxyde d'hydrogène, dont la concentration en peroxyde d'hydrogène est réglée sur la valeur nécessaire pour son utilisation directe dans l'installation consommatrice 24. Dans l'exemple considéré, où l'installation 24 est une installation de blanchiment de pâte à papier, la concentration en peroxyde d'hydrogène est choisie inférieure à 15 % en poids, par exemple comprise entre 5 et 12 % en poids.
La solution de travail séparée du peroxyde d'hydrogène est soutirée du sommet de l'extracteur 3, débarrassée des gouttelettes de phase aqueuse qu'elle a entraînées dans le coalesceur 18. Une partie de cette solution est envoyée par la pompe 19 à l'échangeur de chaleur 8, dans lequel elle se réchauffe, et, de là, recyclée à la base de l'hydrogénateur 1. L'autre partie est envoyée vers le mélangeur 9 par la conduite de dérivation 26.
L'oxydeur 2 comporte une enveloppe extérieure contenant un garnissage organisé, ou des plateaux perfo rés simples ou des plateaux du type des plateaux de distillation, c'est-à-dire avec chacun une garde de liquide, des orifices de bullage du gaz montant à travers cette garde, et des moyens de descente du liquide d'un plateau au suivant, ou encore une combinaison d'un garnissage organisé et de tels plateaux.
Le garnissage organisé, s'il existe, est de préférence du type dit "ondulé-croisé".
La figure 2 illustre l'agencement général de la partie courante de l'oxydeur contenant un tel garnissage.
Cette partie courante comprend essentiellement une virole cylindrique 27 dans laquelle sont empilés des éléments de garnissage 28 de forme générale cylindrique.
Chaque élément 28, du type "ondulé-croisé", comprend un paquet de lamelles 29 ayant une forme générale rectangulaire et ondulées en oblique, les ondes ayant de préférence un profil triangulaire. Le sens d'inclinaison des ondes est inversé d'une lamelle à la suivante, comme on le voit bien à la figure 3.
Toutes les lamelles d'un même élément sont disposées dans des plans verticaux parallèles et ont la même hauteur. Par contre, leur longueur, ou dimension horizontale, croit d'une valeur minimale, pour une lamelle extrême, à une valeur maximale pour la lamelle médiane, puis décroît de nouveau jusqu'à la même valeur minimale, pour l'autre lamelle extrême. Ainsi, lorsque toutes les lamelles sont pressées les unes contre les autres, on obtient un élément 28 de forme générale cylindrique dont le contour a été indiqué sur la figure 2.
Sur chaque face, chaque lamelle comporte des sommets d'ondes 30 et des creux d'ondes 31 définissant une multitude de canaux inclinés.
Les sommets d'ondes d'une face d'une lamelle touchent ceux de la face en regard de la lamelle adjacen- te, en formant une multitude de points de croisement ces derniers favorisent la distribution et la mise en contact des fluides. De plus, dans le même but, chaque élément 28 est décalé angulairement de 90 par rapport au suivant, comme on le voit sur la figure 2, et chaque lamelle comporte une multitude de perforations, non représentées.
L'installation telle que décrite ici utilise un hydrogénateur 1 ayant un rendement élevé. Etant donné que seule une partie de la solution de travail (environ 2/3 en volume) est traitée dans l'hydrogénateur, les dimensions de celui-ci peuvent être réduites par rapport aux hydrogénateurs des installations dans lesquelles la totalité de la solution de travail est traitée dans celui-ci. Par ailleurs, la solution de travail introduite dans l'hydrogénateur a une concentration donnée en formes anthraquinoniques assez élevée, ce qui permet une hydrogénation aisée. Ceci permet d'obtenir un équivalent peroxyde d'hydrogène compris entre 8 et 15.
Grâce au mélange effectué dans le mélangeur 9, l'oxydeur 2 est alimenté avec une solution de travail dont l'équivalent peroxyde d'hydrogène est compris entre 7 et 9. La valeur relativement faible de cet équivalent par rapport aux valeurs utilisées dans les installations connues permet de limiter la température dans l'oxydeur sans risque de cristallisation de la solution. Par ailleurs, la faible température dans l'oxydeur conduit à une faible pression partielle de vapeur organique dans le ciel gazeux (par exemple inférieure à 2600 Pascals et de préférence inférieure à 1300 Pascals). Le mélange ainsi contenu dans l'oxydeur a alors des caractéristiques suffisamment éloignées des conditions d'explosivité.
Les mêmes avantages se retrouvent au niveau de la conduite 16 ainsi que l'extracteur 3, dans lesquels la concentration en espèces pouvant former du peroxyde d'hy drogène en présence d'eau, ou la concentration en peroxyde d'hydrogène est limitée.
Bien qu'un garnissage "ondulé-croisé" tel que décrit ci-dessus soit relativement peu performant du point de vue de la division du gaz montant en fines bulles, il convient dans l'installation décrite, du point de vue de l'échange gaz-liquide comme de celui de la sécurité. En effet, du fait que l'oxydeur travaille dans une gamme de températures (35 à 40"C environ au sommet, 45 à 50"C environ à la base) nettement inférieure à la gamme de températures habituelles dans les installations de production de peroxyde d'hydrogène qui fonctionnent selon la technique d'auto-oxydation d'un dérivé anthraquinonique, le risque d'explosion dans l'oxydeur par contact d'oxygène avec des vapeurs de solvant est considérablement réduit, même à la base de l'oxydeur.
L'avantage essentiel qui résulte de l'utilisation d'un tel garnissage ondulé-croisé réside dans le fait qu'il a beaucoup moins tendance à retenir les impuretés solides que les garnissages vrac habituellement utilisés dans l'oxydeur.
Les remarques ci-dessus s'appliquent également à l'utilisation de plateaux favorisant le contact gazliquide dans l'oxydeur 2.
Il faut noter en outre que, pour une même efficacité, les garnissages "ondulé-croisé" comme les plateaux occupent un volume moindre que les garnissages vrac, ce qui permet de réduire les dimensions de l'oxy- deur. De plus, dans le cas des plateaux, on peut optimiser la réaction à chaque niveau de l'oxydeur par un choix judicieux des écartements entre les plateaux.
La température relativement basse d'oxydation apporte par ailleurs, comme autre avantage, la possibilité d'utiliser dans l'oxydeur de l'air enrichi en oxygène, voire de l'oxygène pur, en toute sécurité, afin de diminuer le temps de séjour de la solution dans l'oxydeur. En effet, lorsque le temps de séjour est plus bref, les dimensions de l'appareil peuvent encore être réduites, et la quantité de produits dégradés de la solution de travail est abaissée.
L'installation décrite ici utilise une dérivation de la conduite de recyclage pour la dilution de la solution de travail réduite issue de l'hydrogénateur. I1 est également possible d'utiliser tout autre dispositif approprié.
Claims (11)
1.- Installation de production de peroxyde d'hydrogène selon la technique d'auto-oxydation d'un dérivé anthraquinonique, du type comprenant un hydrogénateur catalytique (1) alimenté en hydrogène ; un oxydeur (2) alimenté en un fluide contenant de l'oxygène, notamment en air ; un extracteur (3) alimenté en eau ; et des moyens (7, 16, 19) pour faire passer une solution de travail, contenant au moins un dérivé anthraquinonique en solution dans au moins un solvant organique, successivement dans l'hydrogénateur (1), dans l'oxydeur (2) et dans l'extracteur (3), puis la recycler vers l'hydrogénateur (1), caractérisée en ce qu'il est prévu des moyens (9, 26) de dilution de la solution de travail issue de l'hydrogénateur (1).
2.- Installation de production selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de dilution comportent des moyens (26) de dérivation vers l'oxydeur (2) d'une partie de la solution de travail issue de l'extracteur (3) sans que celle-ci ne passe par l'hydrogénateur (1).
3.- Installation de production selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens (26) de dérivation sont adaptés pour dériver vers l'oxydeur (2) entre 15 % et 45 % en volume de la solution de travail issue de l'extracteur (3).
4.- Installation de production selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens (26) de dérivation sont adaptés pour dériver vers l'oxydeur (2) un tiers en volume de la solution de travail issue de l'extracteur (3).
5.- Installation de production selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'hydrogénateur (1) est adapté pour produire en sortie une solution de travail avec un équivalent peroxyde d'hydrogène compris entre 8 et 15.
6.- Installation de production selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'équivalent peroxyde d'hydrogène en sortie de l'hydrogénateur (1) est compris entre 9 et 12.
7.- Installation de production selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'il est prévu des moyens (9) de mélange de la solution de travail réduite issue de l'hydrogénateur (1) et de la solution de travail oxydée issue directement de l'extracteur (3), ainsi que des moyens (11) pour diriger le mélange ainsi formé vers l'oxydeur (2).
8.- Installation de production selon la revendication 7, caractérisée en ce que les moyens de dérivation (26) et les moyens de mélange (9) sont adaptés pour obtenir à l'entrée (13) de l'oxydeur (2) une solution de travail ayant un équivalent peroxyde d'hydrogène compris entre 7 et 9.
9.- Installation de production selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisée en ce que les moyens de dérivation comportent une conduite (26) de dérivation disposée entre une conduite (25) de recyclage de la solution de travail oxydée, qui relie une sortie de l'extracteur (3) à une entrée de l'hydrogénateur (1), et une conduite (11) d'alimentation de l'oxydeur (2) en solution de travail qui relie une sortie (12) de l'hydrogénateur (1) à une entrée (13) de l'oxydeur (2).
10.- Installation de production selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'il est prévu un échangeur de chaleur (8) entre la conduite (25) de recyclage de la solution de travail oxydée et la conduite (11) d'alimentation de l'oxydeur (2) en solution de travail et en ce que ladite conduite (26) de dérivation est reliée à la conduite (25) de recyclage en amont de l'échangeur (8), et à la conduite (11) d'alimentation en aval de l'échangeur (8).
11.- Installation de production selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'oxydeur (2) comprend une enveloppe contenant des moyens de contact gaz-liquide constitués au moins en partie par des plateaux perforés simples ou des plateaux analogues à des plateaux de distillation.
Priority Applications (14)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9502317A FR2730986B1 (fr) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | Installation de production de peroxyde d'hydrogene |
| PCT/FR1996/000245 WO1996026898A1 (fr) | 1995-02-28 | 1996-02-14 | Installation de production de peroxyde d'hydrogene |
| AU48350/96A AU4835096A (en) | 1995-02-28 | 1996-02-14 | Plant for producing hydrogen peroxide |
| BR9607051A BR9607051A (pt) | 1995-02-28 | 1996-02-14 | Instalação de produção de peróxide de hidrogênio |
| JP8526054A JPH11500997A (ja) | 1995-02-28 | 1996-02-14 | 過酸化水素の製造プラント |
| US08/894,138 US5902559A (en) | 1995-02-28 | 1996-02-14 | Plant for the production of hydrogen peroxide |
| EP96904143A EP0812299A1 (fr) | 1995-02-28 | 1996-02-14 | Installation de production de peroxyde d'hydrogene |
| CA002214087A CA2214087A1 (fr) | 1995-02-28 | 1996-02-14 | Installation de production de peroxyde d'hydrogene |
| CN96192214A CN1176628A (zh) | 1995-02-28 | 1996-02-14 | 用于生产过氧化氢的设备 |
| NZ302323A NZ302323A (en) | 1995-02-28 | 1996-02-14 | Autooxidation of anthraquinone to produce hydrogen peroxide |
| CZ972695A CZ269597A3 (cs) | 1995-02-28 | 1996-02-14 | Zařízení pro výrobu peroxidu vodíku |
| CO96009196A CO4560351A1 (es) | 1995-02-28 | 1996-02-27 | Instalacion de produccion de peroxido de hidrogeno |
| NO973895A NO973895L (no) | 1995-02-28 | 1997-08-25 | Anlegg for fremstilling av hydrogenperoksyd |
| FI973512A FI973512A (fi) | 1995-02-28 | 1997-08-27 | Laitos vetyperoksidin tuottamiseksi |
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 (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2730986A1 true FR2730986A1 (fr) | 1996-08-30 |
| FR2730986B1 FR2730986B1 (fr) | 1997-05-16 |
Family
ID=9476579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9502317A Expired - Fee Related FR2730986B1 (fr) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | Installation de production de peroxyde d'hydrogene |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5902559A (fr) |
| EP (1) | EP0812299A1 (fr) |
| JP (1) | JPH11500997A (fr) |
| CN (1) | CN1176628A (fr) |
| AU (1) | AU4835096A (fr) |
| BR (1) | BR9607051A (fr) |
| CA (1) | CA2214087A1 (fr) |
| CO (1) | CO4560351A1 (fr) |
| CZ (1) | CZ269597A3 (fr) |
| FI (1) | FI973512A (fr) |
| FR (1) | FR2730986B1 (fr) |
| NO (1) | NO973895L (fr) |
| NZ (1) | NZ302323A (fr) |
| WO (1) | WO1996026898A1 (fr) |
Families Citing this family (6)
| 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 (fr) * | 2012-03-13 | 2013-09-18 | Solvay Sa | Installation de production de peroxyde d'hydrogène et procédé l'utilisant |
| 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 |
Citations (2)
| 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 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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. |
-
1995
- 1995-02-28 FR FR9502317A patent/FR2730986B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-02-14 EP EP96904143A patent/EP0812299A1/fr not_active Withdrawn
- 1996-02-14 AU AU48350/96A patent/AU4835096A/en not_active Abandoned
- 1996-02-14 CZ CZ972695A patent/CZ269597A3/cs unknown
- 1996-02-14 WO PCT/FR1996/000245 patent/WO1996026898A1/fr not_active Application Discontinuation
- 1996-02-14 JP JP8526054A patent/JPH11500997A/ja active Pending
- 1996-02-14 CA CA002214087A patent/CA2214087A1/fr not_active Abandoned
- 1996-02-14 NZ NZ302323A patent/NZ302323A/xx unknown
- 1996-02-14 BR BR9607051A patent/BR9607051A/pt not_active Application Discontinuation
- 1996-02-14 CN CN96192214A patent/CN1176628A/zh active Pending
- 1996-02-14 US US08/894,138 patent/US5902559A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-02-27 CO CO96009196A patent/CO4560351A1/es unknown
-
1997
- 1997-08-25 NO NO973895A patent/NO973895L/no not_active Application Discontinuation
- 1997-08-27 FI FI973512A patent/FI973512A/fi unknown
Patent Citations (2)
| 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 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| "A new process for hydrogen peroxide", THE INDUSTRIAL CHEMIST, vol. 35, pages 9 - 16 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1996026898A1 (fr) | 1996-09-06 |
| JPH11500997A (ja) | 1999-01-26 |
| AU4835096A (en) | 1996-09-18 |
| BR9607051A (pt) | 1997-12-30 |
| FI973512A (fi) | 1997-10-16 |
| CN1176628A (zh) | 1998-03-18 |
| NZ302323A (en) | 1999-08-30 |
| CA2214087A1 (fr) | 1996-09-06 |
| FI973512A0 (fi) | 1997-08-27 |
| FR2730986B1 (fr) | 1997-05-16 |
| CZ269597A3 (cs) | 1998-03-18 |
| EP0812299A1 (fr) | 1997-12-17 |
| US5902559A (en) | 1999-05-11 |
| CO4560351A1 (es) | 1998-02-10 |
| NO973895D0 (no) | 1997-08-25 |
| NO973895L (no) | 1997-08-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0757661B1 (fr) | Procede et installation de production de peroxyde d'hydrogene | |
| EP0738536B1 (fr) | Procédé et dispositif d'élimination d'au moins un gaz acide par un solvant, pour l'épuration du gaz naturel | |
| EP0796134B1 (fr) | Procede de traitement du gaz naturel contenant de l'eau et des hydrocarbures condensables | |
| FR2485945A1 (fr) | Procede pour la separation selective d'hydrogene sulfure a partir de melanges gazeux contenant egalement du gaz carbonique | |
| CA2402803C (fr) | Procede d'obtention directe du peroxyde d'hydrogene | |
| FR2757423A1 (fr) | Procede et dispositif de traitement d'un gaz par refrigeration et mise en contact avec un solvant | |
| FR2730986A1 (fr) | Installation de production de peroxyde d'hydrogene | |
| EP0151074A2 (fr) | Procédé de fabrication de nitrométhane et installation | |
| EP0008273B2 (fr) | Procédé de traitement d'effluents gazeux provenant du retraitement des combustibles nucléaires irradiés | |
| FR2799136A1 (fr) | Procede pour la fabrication de solutions concentrees , notamment de peroxyde d'hydrogene | |
| CA1100288A (fr) | Procede de separation des constituants acides des melanges gazeux | |
| EP0180704B1 (fr) | Procédé perfectionné pour la production de l'urée | |
| FR2551990A1 (fr) | Procede de traitement d'un courant gazeux contenant des oxydes d'azote | |
| EP1916024A1 (fr) | Unité et procédé de traitement d'eaux issues de procédés de raffinage | |
| EP1474374B1 (fr) | Procede de purification de l'acroleine | |
| EP0074894A1 (fr) | Procédé de purification d'un mélange gazeux contenant des composés gazeux indésirables | |
| FR2652344A1 (fr) | Procede pour la production de peroxyde d'hydrogene. | |
| EP0888244B1 (fr) | Procede et installation de fourniture de peroxyde d'hydrogene a debit variable | |
| FR2731021A1 (fr) | Procede et installation de fabrication de pate a papier utilisant les effluents de traitement basiques d'une installation de production de peroxyde d'hydrogene | |
| FR2823449A1 (fr) | Procede d'elimination d'oxygene d'un gaz contenant du gaz carbonique | |
| EP2276695B1 (fr) | Synthese directe d'eau oxygenee sur le site d'une papeterie | |
| FR2532189A1 (fr) | Procede d'elimination de l'hydrogene sulfure contenu dans un melange gazeux | |
| CA1103003A (fr) | Solvant physique pour la desacidification totale de melanges gazeux industriels | |
| EP0812298A1 (fr) | Installation pour l'alimentation en peroxyde d'hydrogene d'une unite de traitement d'un site industriel | |
| WO2012164364A1 (fr) | Reacteur chimique industriel pour la production en continu d'alkylate d'alkyle |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |