過氧化氫的生產方法

2023-10-06 19:48:04 1

過氧化氫的生產方法
【專利摘要】一種通過AO法製造過氧化氫的方法，該方法包括以下兩個交替的必要步驟：(a)將工作溶液在催化劑的存在下在氫化單元(氫化器)中氫化，其中所述工作溶液含有溶解在至少一種有機溶劑中的至少一種烷基蒽醌，以獲得至少一種相對應的烷基蒽氫醌化合物；以及(b)在氧化單元中氧化所述至少一種烷基蒽氫醌化合物以獲得過氧化氫；並且進一步包括以下步驟(c)在萃取單元中萃取在該氧化步驟中形成的過氧化氫，其中這些氫化、氧化和萃取步驟在反應器系統中進行，該反應器系統被設計為具有氫化單元、氧化單元和萃取單元的緊湊的模塊化系統，並且其中所述反應器系統被配置為作為具有最高達20千噸/年的過氧化氫生產能力、優選具有最高達15千噸/年的過氧化氫生產能力、並且更優選地具有最高達10千噸/年的過氧化氫生產能力的小規模至中等規模的AO法，在沒有用於該工作溶液的連續復原的復原(再生)單元的情況下運行，其中該工作溶液和/或該催化劑僅間歇性地或周期性地，例如以低頻率，被替換和/或處理以再生或再活化。
【專利說明】過氧化氫的生產方法
[0001]本申請要求於2011年10月11日提交的歐洲申請號11184576.4的優先權，為了所有的目的將該申請的全部內容通過引用結合在此。
[0002]若任何通過引用結合在此的專利、專利申請以及公開物中的披露內容與本申請的描述相衝突的程度到了可能導致術語不清楚，則本說明應該優先。
[0003]本發明涉及一種用於生產過氧化氫、尤其用於生產過氧化氫水溶液以直接用於工業應用中的方法，一種用於進行此種方法的裝置。
[0004]這樣過氧化氫的生產是眾所周知的。過氧化氫可以通過各種方法，例如通過氧氣的直接氫化作用或更普遍地通過所謂的蒽醌自氧化法(A0法)來生產。本發明特別涉及工業上更常見的AO法。
[0005]過氧化氫是全世界生產的最重要的無機化學品之一。過氧化氫的世界產量在2009年增長至3.2百萬公噸(100% H202)。它的工業應用包括紡織品、紙漿和紙的漂白、紙回收、有機合成(氧化丙烯)、無機化學品和洗滌劑的製造、環境和其他應用。在本發明的背景下，工業應用紙漿和紙漂白、採礦或環境應用是特別令人感興趣的。
[0006]過氧化氫生產是由在大型工廠中生產過氧化氫(如在水中高達50% -70%濃度(按重量％))的幾個化學公司進行的。因為此濃度水平的高度氧化特性，通常將過氧化氫調整至50%濃度以便安全處理和運輸，並且由於成本原因70%濃度一般僅用於長距離運輸。出於安全原因， 一般將過氧化氫產品在應用之前稀釋到至少50%，但對於大多數應用，它將以低於15%的濃度來應用，為了最小化操作，稀釋至有效濃度通過添加適當量的、通常不大於50%過氧化氫的、更高濃度的溶液而一般在該應用本身內進行。最終，過氧化氫以各種濃度來使用，取決於該應用，例如在各種各樣的應用中，過氧化氫以約1% -15%的濃度來使用。此類過氧化氫濃度的一些具體實例是，取決於工業應用種類:紙漿漂白2% -10%,廢水氧化1% -5%、消費產品表面清潔1% -8%。在其他應用中如消毒，該過氧化氫濃度可以更高，例如在無菌包裝中，典型的濃度可以是35%或25%。
[0007]過氧化氫的工業合成主要是通過使用Riedel-Pfleiderer方法(最初披露於美國專利2，158，525和2，215，883)來實現的。這種眾所周知的過氧化氫的大規模循環生產方法利用將2-烷基蒽氫醌化合物自動氧化為相對應的2-烷基蒽醌，這導致了過氧化氫的形成。
[0008]發明背景-現有技術:
[0009]因此，過氧化氫典型地用一種兩階段循環蒽醌法(A0法)來生產，該方法包括將蒽醌工作溶液在一個催化反應器中氫化以及將該氫化的蒽醌工作溶液在一個多階段的填充床或篩板塔中通過空氣而氧化並同時在該有機流中產生過氧化氫，其中將該過氧化氫在一個多階段逆流萃取塔過程中從該蒽醌工作溶液中通過水進行連續萃取。選擇的有機溶劑典型地是兩種類型的溶劑的混合物，一種是該醌衍生物的一種良好溶劑(通常是一種芳香族化合物的混合物)並且另一種是該氫醌衍生物的一種良好溶劑(通常是一種長鏈的醇或環酯)。在所述主要AO法步驟之後，可以涉及其他輔助工藝步驟，如像該氫化催化劑從該工作溶液中的分離；該蒽醌工作溶液、這些伴隨的溶劑的回收和精細純化(polishpurification)，及它們到該氫化器的循環；以及該過氧化氫產品的回收、精細純化和穩定化。
[0010]這種AO法利用烷基蒽醌化合物，如2-乙基蒽醌，2-戊基蒽醌，及它們的5，6，7，8-四氫衍生物作為溶解於一種合適的有機溶劑或有機溶劑混合物中的工作化合物。這些烷基蒽醌的溶液被稱為工作溶液。在該蒽醌法的第一階段(氫化步驟)中，為了將這些工作化合物還原成其氫化的形式(烷基氫蒽醌類)，使該工作溶液經受氫化。這些工作化合物的氫化是通過將氫氣與該工作溶液混合，並且使所得到的溶液與一種適當的氫化催化劑接觸來完成的。在該兩階段AO法的第二階段(氧化步驟)中，為了生產過氧化氫並將該工作化合物恢復到它的原始形式，使用氧氣、空氣、或一種合適的含氧化合物來氧化這些氫化的工作化合物，即烷基氫蒽醌類。然後將該氧化步驟中生成的過氧化氫從該工作溶液中去除，典型地通過用水進行萃取，並且將剩餘的含烷基蒽醌類的工作溶液再循環到該氫化步驟以再次開始該過程。該氫化步驟可以在一種流化床催化劑或一種固定床催化劑的存在下來進行。已知這兩種方法中任一種具有它的具體優點和缺點。
[0011]在一個流化床氫化反應器中，獲得了其中三相之間的良好接觸，並且因此生產率和選擇性通常是高的。然而，這些催化劑顆粒可能由於磨損而破裂，並且可能阻塞分離該懸浮的催化劑和氫化的工作溶液需要的過濾器。這種類型的反應器還經受返混的問題。因此，使用懸浮的催化劑通常要求使用一個更大的氫化反應器和昂貴的過濾區以獲得一種完全氫化的形式。
[0012]在該固定床氫化反應 器中，該催化劑不會如該流化床反應器那樣磨損，並且如果以順流進行操作，不會產生返混。但固定床氫化反應器的反應速率受到氫從氣相溶解到該工作溶液中的較慢速度的限制，並且還受到對比流化床催化劑的每單位重量固定床催化劑的成比例地更低的Pd表面的限制。因此，為了溶解對於完全還原所有工作化合物必需的所需量的氫，一般必須將該工作溶液再循環數次。因此，要求一個非常大的再循環流和相應地大的氫化反應器，並且從而增加該過程的資本成本。此外，該氫化溶液的再循環導致這些工作化合物的過度氫化，使得它們在整個過程中是無效的。
[0013]一種特殊類型的固定床反應器是所謂的滴流床反應器，這些滴流床反應器在文獻(參見例如 NG K.M.和 CHU C.F.,化學工程進展(Chemical Engineering Progress), 1987,83(11)，第55頁-第63頁)中是普遍已知的。雖然這些滴流床反應器主要用於石油工業的氫化裂解、氫化脫硫和氫化脫氮，以及石油化學工業中的有機化合物的氫化和氧化，然而也在用於製造過氧化氫的AO法的一些版本中存在滴流床氫化反應器。術語滴流床在此用於是指表示其中當反應發生時，一個液相和一個氣相順流向下通過催化劑顆粒的固定床的一種反應器。操作滴流床反應器的當前實踐仍主要依靠經驗關係式以及明顯地參數如像加壓降、擴散係數，並且熱質傳遞係數取決於氣體和液體流速兩者。從文獻中還已知在不同的流動模式如像「滴流」、「脈衝」、「噴淋」、「鼓泡」和「分散鼓泡」下操作滴流床反應器。在使用滴流床(特別地處於滴流型態)中的主要問題之一是在固定床氫化反應器中出現溝流的可能性。
[0014]在化學文摘(ChemicalAbstracts) n0.19167f_h,卷 55 (日本專利號 604121)中描述了過氧化氫的製造，在該方法中，一種烷基蒽醌溶液和大過量的氫或含氫氣體的混合物通過使該混合物穿過含有顆粒狀氫化催化劑的塔的上部中的一個多孔擴散器而進行發泡。然後使該發泡的混合物快速地通過該催化劑層以進行氫化。在該塔的底部放置由玻璃棉、巖石棉、金屬網、或濾布組成的一個床用於消泡，並且將消泡的工作溶液從該底部抽出並將大過量的分離的氣體再循環到該塔。雖然通過這種方法消除了處於滴流型態的固定床氫化反應器中出現溝流的可能性，但根據參考US4，428，922中的日本專利(第I欄，第55行至第68行)，仍存在一些缺點，像高壓降、與此相關的能量消耗的增加、返回通過氫化反應器的大的再循環氫氣流、以及使用工作溶液的發泡和消泡要求的額外的設備。此外，該氫化反應器的通過量或生產率顯著降低，因為過量的氫氣佔據了較大體積。
[0015]W099/40024旨在克服上述方法的缺點，並且提供一種通過具有高生產率的在氫化步驟中使用催化劑顆粒的固定床的AO法來製造過氧化氫的簡化的和有利的方法。
[0016]這是通過一種由AO法來製造過氧化氫的方法而實現的，該方法包括含有溶解在至少一種有機溶劑中的至少一種烷基蒽醌的工作溶液的氫化和氧化以及萃取在氧化步驟中形成的過氧化氫的交替步驟，在該方法中，該氫化步驟是在一個含有氫化催化劑顆粒的固定床的氫化反應器中進行的，通過將該工作溶液和一種氫化氣體的順流在該反應器的頂部進料並且通過調節液體和氣體進料流的比例和該氫化氣體的壓力，以在不存在用於形成泡沫的任何裝置或擴散器或噴嘴的情況下提供一種該工作溶液和該氫化氣體的自發泡的混合物，並且通過使該發泡混合物向下通過催化劑顆粒的固定床。W099/40024的方法可以任選分批地或以連續方式來進行。此外，該方法的氫化步驟可以任選地在通過該固定床催化劑的工作溶液的一種脈衝泡沫流動型態下進行。根據W099/40024，有可能無需任何額外的用於生成泡沫的特殊設備，直接在一個常規的滴流床類型的氫化反應器中在使該工作溶液和該氫化氣體發泡下來進行該AO法的氫化步驟。因此，可以將該工作溶液和該氫化氣體僅通過一個常規的輸入管直接進料到該氫化反應器中，並且然後通過調節這些液體和氣體進料流和該氫化氣體的壓力來實現發泡。此外，不需要在該氫化反應器的底部提供用於消泡的任何特殊設備。在其中所使用的含有固定滴流床的氫化反應器是常規的類型，並且可採用這種類型的氫化反應器的生產通常遇到的所有形式和尺寸。優選地，該氫化反應器是一種管式反應器(塔)。
[0017]根據W099/40024，存在與在用於製造過氧化氫的AO法的氫化步驟中使用一種發泡工作溶液相關的一些優點。因為泡沫的性質(泡沫是由該氫化氣體在該液體工作溶液中的緻密分散體組成的)顯著提高了氣體/液體的質量傳遞。該工作液體和氫化氣體在該氫化反應器的總長度內保持著良好的分布。所以，例如實現良好的接觸效率必需的發泡工作溶液的液體表面速度是比未發泡的工作液體所需的約低最高達2-3倍。因此，為了使工作溶液和氫化氣體的混合物發泡，將該氫化反應器中關於液體和氣體進料流和氫化氣體的壓力的條件設定為提供液體(L)和氫化氣體(G)的顯著相互作用；在這些條件下，該泡沫流動型態可以介於滴流與脈衝流動型態之間。因此，在本發明的方法中，該氫化氣體的壓力是在
1.1巴至15巴(絕對)的範圍內，優選在1.8巴至5巴(絕對)的範圍內。氫氣的輸入表觀速度通常是至少2.5cm/s,優選至少3cm/s。氫氣的輸入表觀速度通常是不高於25cm/s,優選不高於lOcm/s。該液體進入該反應器的輸入表觀速度通常是至少0.25cm/s，優選至少0.3cm/so該液體的輸入表觀速度通常是不高於2.5cm/s,優選不高於1.5cm/s,並且更優選不高於lcm/s。
[0018]基於原始的Riedel-Pfleiderer概念的之前所述AO法被設計用於過氧化氫的工業大規模以及甚至高達巨型規模的生產。因此，常規的過氧化氫生產方法一般在大規模至巨型規模的過氧化氫生產設備中進行，具有的生產能力為每年約40，000至330，000 (公)噸/年的過氧化氫。因此，目前存在以在低端例如40至50ktpa(千噸/每年)的生產能力，最高達160ktpa的能力進行工業操作的設備，並且世界最大的巨型設備提供230ktpa(安特衛普)和330ktpa(泰國)的能力。在這些方法中，一般在固定床情況下的生產能力被限於50ktpa並且通常具有50ktpa以上的生產能力的設備用流化床反應器來操作。
[0019]這些常規的AO法和對應的生產設備是複雜的並且要求許多和大型的設備安裝，用於維護設備及主要和輔助工藝步驟的操作的許多能勝任的工作人員，以及處理所得到的通常為40%高濃度、及50%至70%的進一步濃度的過氧化氫的特殊保護。因此，要求許多管理關注和頻繁的維護。除此類大規模至巨型規模生產方法的複雜性之外，應注意到大部分生產的過氧化氫需要被運輸，例如通過火車或卡車，以由消費者在他們自己的工業應用中使用。鑑於相關的安全和安保問題，由火車和卡車進行的此類運輸需要特殊的預防措施。 [0020]另一方面，過氧化氫的各種各樣的消費者的工業應用不要求高度濃縮的過氧化氫溶液用於它們的應用，並且因此，如以上已解釋的，出於經濟運輸而被濃縮通常至約50%的過氧化氫濃度的過氧化氫溶液僅在消費者場所以例如1%至15%的更低濃度來使用以用於它的具體本地應用，例如特別用於紙漿和紙工業或紡織品工業中，或用於採礦工業或用於環境應用。
[0021]而且，根據該Riedel-Pfleiderer概念的當前的大規模過氧化氫AO法典型地是高度資本和能量密集的方法，並且與其相關的成本被傳遞給了低用量的最終用戶。這些最終用戶將受益於如下方法:用於更經濟地生產過氧化氫，而在接近最終用戶的場所的更小的本地設備環境中沒有與當前的生產方案相關的伴隨的資本成本和處理上的問題。
[0022]美國專利5，662,878(在1997年9月2日頒予並且轉讓給芝加哥大學(Universityof Chicago))已經討論了需要將允許在一個「主(host)」工業場所的小設備環境中的有效的過氧化氫生產的方法。簡言之，美國專利5，662，878描述了一種用於生產過氧化氫的方法，該方法包括供應一種含蒽醌的溶液、使該溶液經受氫氣以將該蒽醌氫化、將空氣與該含氫化的蒽醌的溶液混合以將該溶液氧化、使該氧化的溶液與一個親水性膜接觸以產生一種滲透物、並且將過氧化氫從該滲透物中回收。所提出用於生產過氧化氫的方法要求保護以下特徵:利用膜技術將過氧化氫從該過程反應液體中分離。US5，662，878所傳授的內容集中於利用該膜技術來生產幾乎不含有機物的過氧化氫以及將昂貴的有機溶劑保留在反應液中以再利用的能力。
[0023]根據美國專利5，662，878，這些Riedel-Pfleiderer AO法被認為不適合於大約規模生產(about scale production)的小規模生產和中等規模生產。這是因為用於氧化的填充塔、和用於過氧化氫萃取的塔是非常大的並且不容易為了模塊性和操作靈活性而按比例放大或縮小。而且，典型的萃取器是多階段、體積非常大的並且被認為是難以按比例縮小並且傾向於高度不穩定的，並且因此要求高度的操作控制。
[0024]儘管可以假定該AO法可以小規模至中等規模來進行以便僅僅滿足本地需求，但在現有技術中，仍認為此類方法要求使用許多件設備、許多管理關注、以及頻繁的維護，並且它們難以按比例縮小並且難以使得此類方法有收益。然而，儘管根據US5，662，878所提出的方法使用膜技術，但過氧化氫的工業生產仍依賴於大規模生產設施和相關的過程優化。因此，到目前為止沒有小規模生產設施(500-5，000公噸/年)或中等規模生產設施(5，000-20, 000公噸/年)在運行。如與充分發展的大規模工業生產和運送過氧化氫的可用物流相比，儘管需要危險的蒸餾濃縮和出於運送目的過氧化氫的最終濃縮和為了在消費者場所使用的最終所需的稀釋，似乎工業忽略了小規模至中等規模的過氧化氫生產設施的工業潛能或者假定了施用生產過氧化氫的此類小規模至中等規模方法的技術和/或經濟障礙。
[0025]因此，直到今天，現有技術中存在對以下內容非常高的需要:生產過氧化氫而無與當前的大規模至巨型規模方案相關的伴隨的資本成本和處理上的問題，並且開發將允許在小尺寸至中等尺寸設備環境中，尤其在消費者工業場所、在低用量最終用戶的場所或其他合適的「主」工業場所上的有效的過氧化氫生產的新方法。此外，這些新的小至中等的過氧化氫方法(「迷你AO法」)應該儘可能模塊化，具有快速啟動、關閉和轉向的能力，同時還適應生產速率中的可變性並且盡 可能簡單和穩健，以允許在具有對本地的(例如，消費者場所處)技術和/或物理幹預的最少需要的連續操作中穩定運行的對最終用戶友好的設備。
[0026]因此，特別鑑於過氧化氫的經濟重要性，仍存在對於小規模至中等規模的過氧化氫生產設備的明確期望，這些小規模至中等規模的過氧化氫生產設備可以通過施用根據Riedel-Pfleiderer方法的充分發展的AO法技術來生產過氧化氫水溶液以用於本地使用、但也是過氧化氫的更成本有效的製造方法。
[0027]本發明的目的是提供一種工業技術上、操作上和經濟性上可行的小規模至中等規豐旲的過氧化氧生廣方法和具有聞達20ktpa的最大生廣能力、且優選具有聞達15ktpa的甚至更低的最大生產能力的設備，並且更優選具有在2-15ktpa的範圍內的能力的迷你設備。所述小規模至中等規模的過氧化氫生產方法和設備將在以下分別被稱為「迷你AO法」和「迷你AO設備」。
[0028]因此，本發明的再另一個目的是提供一種用於生產過氧化氫的方法，該方法當在一個小規模至中等規模的過氧化氫生產設備，優選使用過氧化氫的消費者的現場(「主」場所)中進行時是技術上、操作上和經濟上可行的。本發明的另一個目的是提供一種方法，該方法是自動化至此種程度，使得它可以這樣被操作使得要求極少的關注和支持，特別是關於工作溶液的復原和/或氫化催化劑的再生而言。本發明的這個方面將在以下被稱為低頻率復原和/或再生。
[0029]因此，一個另外的目的是提供一種基於常規的AO法技術的用於生產過氧化氫的穩健的、簡單的和模塊化的工業小規模至中等規模的方法，該方法對安裝在消費者場所、尤其一個遠程的(消費者)場所上是可行的，並且適合於一個對最終用戶友好的設備，該對最終用戶友好的設備在具有對(例如，消費者場所上)技術和/或物理幹預、特別是關於工作溶液的復原和/或氫化催化劑的再生而言的最少需要的連續操作中，穩定運行更長的周期，例如至少約一個月、優選幾個月、並且優選最低經過至少3個月的周期。
[0030]發明的詳細說明:
[0031]迷你AO法和迷你AO設備涉及低頻率復原:出人意料地，現在已經發現當除了縮小加工能力和生產能力之外，用於生產過氧化氫的小規模至中等規模的AO法還可以被簡化並且在具有氫化單元、氧化單元和萃取單元的模塊化反應器，例如在一個幾乎完全封閉的系統中進行，並且無需復原(再生)單元而運行，使得工作溶液和/或催化劑僅以低頻率間歇性地或以低頻率周期性地被替換以再生或再活化，例如僅在幾個月運行的周期後，並且過氧化氫萃取優選用這樣量的水來進行，以便產生一種適合於在指定的工業應用中直接利用的含有預定濃度過氧化氫的過氧化氫水溶液時，可以實現用於生產過氧化氫的小規模至中等規模的AO法的目的。出人意料地，該簡化的用於生產過氧化氫的小規模至中等規模的AO法還適合於例如任選地作為一種由一個更大規模的或「母(mother) 」過氧化氫生產設備場所和它的有資格的工作人員支持的分散的或衛星式過氧化氫生產，在使用過氧化氫的消費者或最終用戶場所處運行。
[0032]因此，在一個第一方面中，本發明涉及一種通過AO法製造過氧化氫的方法，該方法包括以下兩個交替的必要步驟:
[0033](a)將工作溶液在催化劑的存在下在氫化單元(氫化器)中氫化，其中所述工作溶液含有溶解在至少一種有機溶劑中的至少一種烷基蒽醌以獲得至少一種相對應的烷基蒽氫醌化合物；以及
[0034](b)在氧化單元中氧化所述至少一種烷基蒽氫醌化合物以獲得過氧化氫；並且進一步包括以下步驟
[0035](C)在萃取單元中萃取在該氧化步驟中形成的過氧化氫，
[0036]該方法的特徵在於這些氫化、氧化和萃取步驟在反應器系統中進行，該反應器系統被設計為具有氫化單元、氧化單元和萃取單元的緊湊的模塊化系統，並且其中所述反應器系統被配置為作為具有最高達20千噸/年的過氧化氫生產能力的小規模至中等規模的AO法，無需復原(再生)單元而運行，其中該工作溶液和/或該催化劑僅間歇性地或周期性地被替換和/或處理以再生或再活化。具體地，該反應器系統被配置為無需用於該工作溶液的連續復原的(永久性)復原(再生)單元而運行。該工作溶液和/或該催化劑的僅僅間歇的或周期的替換和/或處理以再生或再活化僅需要以低頻率來進行，例如僅在某一持續時間，例如幾周或幾個月的周期之後，該反應器系統是幾乎完全封閉的，例如，意味著預見僅最少需要的進口和/或出口用於進行該AO環路法的氫化、氧化和水性過氧化氫產品的萃取。
[0037]因此，在一個第二方面中，本發明涉及一種通過AO法製造過氧化氫的方法，該方法包括以下兩個交替的必要步驟:
[0038](a)將工作溶液在催化劑的存在下在氫化單元(氫化器)中氫化，其中所述工作溶液含有溶解在至少一種有機溶劑中的至少一種烷基蒽醌，以獲得至少一種相對應的烷基蒽氫醌化合物；以及
[0039](b)在氧化單元中氧化所述至少一種烷基蒽氫醌化合物以獲得過氧化氫；並且進一步包括以下步驟
[0040](C)在萃取單元中萃取在該氧化步驟中形成的過氧化氫，
[0041]並且其中這些氫化、氧化和萃取步驟在反應器系統中進行，該反應器系統被設計為具有氫化單元、氧化單元和萃取單元的緊湊的模塊化系統，並且其中所述反應器系統被配置為作為小規模至中等規模的AO法，無需復原(再生)單元，特別地無需用於該工作溶液的連續復原的(永久性)復原單元而運行，並且其中該工作溶液和/或該催化劑在這些AO法步驟(a)、(b)和(C)的環路中以僅約月周期的低頻率、優選僅在至少3個月的周期之後僅間歇性地或周期性地被替換和/或處理以再生或再活化。[0042]根據本發明，提供了用於生產過氧化氫的一種工業技術上、操作上和經濟性上可行的小規模至中等規模的過氧化氫生產方法(「迷你AO法」)和一種相對應的「迷你AO設備」。該「迷你AO法」可以高達20ktpa的最大生產能力來運行。優選地，這種迷你AO法具有最高達15ktpa (千噸/年)的甚至更低的最大生產能力，更優選最高達10千噸/年的過氧化氫生產能力，並且特別地最高達5千噸/年的過氧化氫生產能力。通常，根據本發明的迷你AO法以在2-15ktpa(千公噸/年)範圍內的能力來運行。根據本發明的迷你AO方法可以為了在所述能力範圍內的多種任何其他範圍按一種靈活方式來設計，例如以提供最好地匹配本地需要(該方法在那裡運行)的能力。因此，作為一個實例並且不限於，可能的能力範圍是從 2-5ktpa、2-6ktpa、2-7ktpa、2-8ktpa、2_9ktpa、2-10ktpa、2-llktpa、2-l2ktpa、
2-13ktpa、2-14ktpa、2-15ktpa、3-6ktpa、3-7ktpa、3-8ktpa、3-9ktpa、3-10ktpa、3_llktpa、
3-12ktpa、3-13ktpa、3-14ktpa、3-15ktpa、4-6ktpa、4-7ktpa、4-8ktpa、4-9ktpa、4_10ktpa、
4-llktpa、4-12ktpa、4-13kt pa、4-14ktpa、4-15ktpa、5-6ktpa、5-7ktpa、5-8ktpa、5_9ktpa、
5-10ktpa、5-llktpa、5-12ktpa、5-13ktpa、5-14ktpa、5-15ktpa、6-7ktpa、6_8ktpa、
6-9ktpa、6-10ktpa、6-llktpa、6-12ktpa、6-13ktpa、6-14ktpa、6-15ktpa、7_8ktpa、7_9ktpa、7-lOktpa、7-1lktpa、7-12ktpa、7-13ktpa、7-14ktpa、7-15ktpa、8_9ktpa、8_10ktpa、8_llktpa、8-12ktpa、8-13ktpa、8-14ktpa、8-15ktpa、9-10ktpa、9_llktpa、9_12ktpa、9-13ktpa、9-14ktpa、9_15ktpa、10-1lktpa、10_12ktpa、10_13ktpa、10_14ktpa、10_15ktpa、Il_12ktpa、Il_13ktpa、Il_14ktpa、Il_15ktpa、12_13ktpa、12_14ktpa、12_15ktpa、13_14ktpa、13_15ktpa、14_15ktpa。
[0043]在一個優選的根據本發明的用於通過AO法製造過氧化氫的方法中，該方法具有最高達10，000公噸/年(IOktpa)的過氧化氫生產能力，並且最優選在2，000至10，000公噸/年(2至IOktpa)的範圍內的生產能力，或更優選在2，000至5，000公噸/年(2至5ktpa)的範圍內。典型地，用於製造過氧化氫的設備的尺寸取決於該生產能力。例如，在2ktpa與IOktpa之間的優選設計範圍內，具有3ktpa能力的設備將比IOktpa的設備小得多。因此，在本發明的一個更優選的實施例中，例如出於經濟原因，該迷你AO法的設計涉及通過該AO法製造過氧化氫或涉及具有更窄的能力範圍(如例如,2-3ktpa、3-5ktpa、
5-7.5ktpa或7.5-10ktpa)的迷你AO設備。類似地,而且對於更高的能力，這些更窄的能力範圍是優選的，如例如10-12.5ktpa、12.5_15ktpa。
[0044]根據本發明的一個第一實施例，提供了一種製造過氧化氫的迷你AO方法，該迷你AO方法是自動化至此種程度，使得它可以這樣被操作使得要求極少的關注和支持，特別是關於工作溶液的復原和/或氫化催化劑的再生而言。根據本發明的這個實施例，該用於製造過氧化氫的迷你AO方法是這樣進行的，使得該工作溶液和/或該催化劑僅以低頻率間歇性地被替換或處理以再生或再活化。本發明的這個方面將在以下被稱為低頻率復原和/或再生。因此，與用於過氧化氫的工業製造的常規方法(在這些方法過程中包括該工作溶液的連續永久性復原)相比，根據本發明的方法被簡化，其中在該方法過程中，該工作溶液需要僅以低頻率間歇性地被復原和/或該催化劑僅以低頻率間歇性地被再生，例如在當達到預定義量的過氧化氫生產時、當該生產效率降低至最小所需生產效率的預定義閥值以下時、和/或當副產物的量超過某一預定義的量時的一個時間點上。因此，在本發明的這個變體中，該工作溶液一般被一種新鮮工作溶液或被一種更新的工作溶液替換，例如當之前所述事件發生時僅間歇性地將一種工作溶液從該反應器系統中抽出並且將其處理以復原然後用所述更新的工作溶液再充填該反應器。
[0045]根據本發明的另一個實施例，該用於製造過氧化氫的迷你AO法是這樣進行的，使得該工作溶液和/或該催化劑僅間歇性地或周期性地被替換或處理以再生或再活化，例如通常根據本發明的AO法可以運行幾個月的周期而不替換該工作溶液以再生(復原)或再活化該催化劑。該工作溶液和該催化劑的周期性替換是各自獨立於彼此的，但還可以合理地同時或在不同時間或在相同的或不同的操作周期之後被替換。因此，該復原是在具有單元(a)、(b)和(C)的反應器系統的至少3個月的連續運行周期之後僅間歇性地進行的，例如該工作溶液一般被一種新鮮的工作溶液或被一種更新的工作溶液替換，例如將一種工作溶液僅在這些AO法步驟(a)、(b)和(C)的環路中的至少3個月運行周期之後從該反應器系統中抽出並且在再充填該反應器之前用所述更新的工作溶液進行處理。取決於工作溶液和/或催化劑的種類，以及該迷你AO設備的具體設計和能力，該迷你AO法可以是這樣穩健的使得它可以運行甚至經過單獨地至少4、5、6、7、8、9、10、11或12個月的周期而無需替換該工作溶液以再生(復原)或再活化該催化劑。因此，在本發明的優選的實施例中，該工作溶液的復原或替換是在具有單元(a)、(b)和(c)的反應器系統經過至少6個月、更優選經過至少9個月、並且在本發明的最優選的實施例中經過至少12個月的連續運行周期之後僅間歇性地進行的。通常，實際上該連續的工作周期可以是單獨地從3-4個月、3-5個月、3-6個月、3-7個月、3-8個月、3-9個月、3-10個月、3-11個月、3-12個月、4-5個月、4-6個月、4-7個月、4-8個月、4-9 個月、4-10個月、4-11個月、4-12個月、5-6個月、5-7個月、5-8個月、5-9個月、5-10個月、5-11個月、5-12個月、6-7個月、6-8個月、6-9個月、6-10個月、6-11個月、 6-12個月、7-8個月、7-9個月、7-10個月、7-11個月、7-12個月、8-9個月、8-10個月、8-11個月、8-12個月、9-10個月、9-11個月、9-12個月、10-11個月、10-12個月或11-12個月。
[0046]本發明的迷你AO法的一個具體優點是通過這種AO法製造過氧化氫可以作為一個中心母設備的分散的衛星式設備來進行以生產過氧化氫，其中這個衛星式設備可以位於任何，甚至遠程的工業或最終用戶場所，具有唯一的先決條件是在這個設施或衛星式場所處，氫氣和其他常見的實用物對於該迷你AO法是容易地可獲得的。因此，該迷你AO法可以作為離開、甚至遠離中心大規模母設備的一種衛星式方法按分散的方式來運行。因此，在該衛星式設備處，在該AO法過程中不要求設施或裝置連續地並且同時地再生(復原)該工作溶液和/或再活化該氫化催化劑。此時，例如在該迷你AO法的上述連續運行周期之後，將該工作溶液和/或該催化劑從該衛星式設備中抽出並且分別將該工作溶液用一種新鮮的或復原的工作溶液替換，或將該催化劑用一種新鮮的或再活化的催化劑替換。出於再生(復原)或再活化的目的，然後分別將從該衛星式設備中抽出的工作溶液和/或催化劑運輸到該中心母設備。
[0047]該工作溶液的間歇性和/或周期性復原和/或該氫化催化劑的再生可以按不同方式來進行。例如，一般地將該工作溶液和/或該催化劑一起同時從該迷你AO反應器系統中去除或將它們在不同時間分別去除，在適當時根據與該工作溶液或該氫化催化劑相關的工藝參數和工藝效率。
[0048]然後，將該工作溶液在分開的裝置中進行再生以復原包含在該工作溶液中的工作化合物。該工作溶液的復原可以例如在不同場所的另一個過氧化氫生產設備的裝置中，例如，在一個類似的或優選一個更大規模的過氧化氫生產設備的對應的再生裝置中進行。可替代地，該工作溶液可以在分開的可移動再生裝置中進行再生以將包含在該工作溶液中的工作化合物復原，例如在一個按需求或在適當時在多個不同位置中使用的可移動再生單元中，在這些位置進行根據該AO法的小至中等的過氧化氫製造方法。另一個選擇是在根據該AO法本身的小至中等過氧化氫製造方法的主要裝置中在特定的條件下間歇性地或周期性地進行該工作溶液的再生。
[0049]類似地，如以上對於該工作溶液的復原所述，該氫化催化劑可以在不同場所的另一個類似規模或優選更大規模的過氧化氫生產設備的裝置中進行再生。或者，該氫化催化劑可以在分開的可移動再生裝置中進行再生，例如在一個按需求或在適當時在多個不同位置中使用的可移動催化劑再生單元中，在這些位置進行根據該AO法的小至中等的過氧化氫製造方法。另一個選擇是在根據該AO法本身的小至中等過氧化氫製造方法的主要裝置中在特定的條件下間歇性地或周期性地進行該氫化催化劑的再生。
[0050]因此，本發明具有的優點是在該衛星式設備中進行一種實質上簡化的方法，然而該衛星式方法WS的複雜的復原/再生是在該中心母設備中不時地間歇性地進行的，其中所有設施和裝置、以及能勝任的和訓練有素的工作人員是可得的，並且因此該復原/再生可以按一種安全和與在多個迷你設備的每一個中進行該工作溶液的單獨的連續復原/再生相比更經濟的方式來進行。
[0051]在進行本發明中，將含一種蒽醌工作化合物的工作溶液溶解在一種合適的有機溶劑中。可以用於本發明的方法中的工作化合物是常規地用於通過AO法製造過氧化氫的那些蒽醌類、特別是烷基蒽醌類、及它們的混合物。
[0052]合適的蒽醌類是2-烷基蒽醌類並且包括例如2-乙基蒽醌、2-異丙基蒽醌、2-正丁基蒽醌、2-仲丁基蒽醌、2-叔丁基蒽醌、2-戊基蒽醌、2-仲戊基蒽醌、2-叔戊基蒽醌或它們的混合物。儘管該過氧化氫AO法用2-烷基-5，6，7，8-四氫蒽醌以及它們的混合物一般也是可能的，但在根據本發明的方法中將這些四氫蒽醌的濃度最小化。可以用於本發明的方法中的有機溶劑是常規地用於通過AO法製造過氧化氫的那些溶劑及其混合物。特別地，使用同樣適合於不同溶解特性的醌類的兩種或更多種溶劑的溶劑混合物。因此，在通過AO法製造過氧化氫中通常使用非極性芳香族溶劑(醌溶劑)和極性溶劑(氫醌溶劑)的混合物。合適的芳香族溶劑的實例包括烷基取代的芳香烴，特別是CS和C12烷基苯類或其混合物。合適的極性溶劑的實例包括高級醇類(例如二異丁基甲醇或2-辛醇)、烷基化的和芳基化的脲、磷酸酯類(例如磷酸三辛酯)、2_吡咯烷酮、乙酸2-甲基環己酯或其混合物。合適的溶劑混合物的實例包括ClO烷基芳香烴與二異丁基甲醇或與乙酸2-甲基環己酯的混合物。該工作溶液通常含有按重量計從2%至40%的蒽醌或其混合物。
[0053]作為一個實例但不限於此，在通過根據本發明的AO法製造過氧化氫的方法中使用的一種優選的工作溶液可以是一種AQ/SX/S-150組合物，其中AQ是指一種2-烷基蒽醌或它們的一種混合物。一種合適的2-烷基蒽醌可以是一種2-戊基蒽醌或它們的一種混合物，例如一種叔戊基取代的蒽醌和仲戊基取代的蒽醌的混合物，SX是指為一種可商購的工業溶劑的sextate或乙酸2_甲基環己酯(CAS號5726-19-2);並且S-150是指一種可商購的來自Solvesso?系列的類型150的芳香烴溶劑。S-150 (Solvesso?-150, CAS號64742-94-5)作為一種具有高的芳香烴的芳香族溶劑是已知的，這些高的芳香烴提供了高溶劑化能力和受控的蒸發特徵，這些特徵使得它們用於許多工業應用中以及特別地作為工藝流體是優異的。這些Solvesso?芳香烴類在具有不同的揮發性的三個沸騰範圍內(例如具有165°C -1810C ,182°C _207°C或232°C _295°C的蒸餾區間)是可獲得的。它們也可以作為還原的萘或作為超低的萘等級來獲得。Solvesso? 150(S-150)特徵如下:182°C_207°C的蒸餾區間、64°C的閃點、按重量計大於99%的芳香烴含量、15°C的苯胺點、在15°C下0.900的密度、以及5.3的蒸發速度(乙酸正丁酯(nButAc) = 100)。有利地，該優選的工作溶液適合於在從小規模至中等規模最終至大規模和巨型規模的過氧化氫生產方法範圍內的寬範圍的生產規模，這使得與小至巨型設備有兼容性。它還允許在經過幾個月的更長期的循環之後僅周期性地改變該工作溶液的新穎概念，例如甚至高達僅一年一次替換該迷你AO法中的工作溶液。因此，在本發明的方法中，沒有連續的同時的復原，並且因此在該迷你AO設備中不需要復原單元。因此，本發明首次提供了一種根據AO法製造過氧化氫的不含復原單元的方法。目前，在世界上不存在此類無復原的系統，並且通常一個連續的現場的和使用中的復原單元在與當前現有技術的過氧化氫生產設施相同的位置上。因此，該新穎的迷你AO法允許該工作溶液的僅間歇性的再生，該再生是在大規模「母」設備的一個中心復原單元中進行的，其中工藝化學、流出物處理、資質(competencies)和設施是易於獲得的。 [0054]工作溶液的酸度控制:儘管根據本發明的迷你AO法無需任何同時的再生(復原)單元而進行，任選地該方法可以包括該工作溶液的酸度控制。因此，該迷你AO設備可以包括適合於測量該工作溶液的酸度的設施或裝置以及適合於將該酸度調整和/或維持在預定的範圍內的設施或裝置，以進行連續的迷你AO法而無需該工作溶液的任何同時再生(復原)。因此，代替一個復原單元，任選地該迷你AO法可以預見被安裝有一個小單元，例如氧化鋁床，用於該工作溶液的酸度控制。該酸度控制可以，作為一個實例但不限於，通過例如無機氧化物或例如碳酸鹽來進行。
[0055]該氫化步驟可以用適合於通過Riedel-Pfleiderer AO法製造過氧化氫的方法及其變體的一種典型的氫化催化劑按一種常規方式來進行。已知用於蒽醌循環方法的典型的氫化催化劑可以用作該氫化階段中的催化劑，例如像含有來自系列Pd、Pt、Ir、Rh和Ru的一種或多種貴金屬的貴金屬催化劑。已知用於蒽醌循環方法的催化劑可以處於固定床催化劑的形式或處於懸浮催化劑的形式，懸浮催化劑能夠以一種未負載的催化劑的形式，例如鈀黑或拉尼鎳，以及以一種負載的懸浮催化劑的形式兩者來使用。然而可以使用其他催化金屬，出於本發明的目的，發現氫化催化劑應該優選包括鈀(Pd)作為該催化金屬，優選與銀(Ag)結合，並且此類催化劑應該用於該氫化步驟中。鈀和鈀/銀催化劑對於普通技術人員是已知的，並且在現有技術中描述了對於該AO法優化的Pd以及Pd/Ag催化劑。作為一種典型的Pd/Ag氫化催化劑組合物的一個實例，參照W098/15350 (蘇威英特羅斯(SolvayInterox))，該專利描述了一種具有按重量計0.5% -2.5% Pd和按重量計0.5% -2.5% Ag的Pd/Ag催化劑組合物，並且用於一種通過蒽醌法製造過氧化氫的方法中。
[0056]該氫化器可以用一種Pd/Ag組合作為該催化金屬的固定床催化劑來運行。在本發明的一個替代變體中，該氫化器還可以用一種漿料催化劑來運行。該固定床催化劑通常由固體氫化催化劑顆粒的填料組成。一般令人希望的是這些顆粒的平均直徑應該在從約
0.2mm至10_的範圍內。在根據本發明的方法的一個優選的實施例中，該固定床中的催化劑顆粒具有從Imm至5mm的平均粒徑。優選地,與一種眾料催化劑相比，該Pd/Ag組合的催化劑展現了超過更高成本的高初始選擇性和長期穩定性。通過使用更小的粒徑(例如，l-2mm)可以改進生產率和/或可以減少成本(載體/製造)。
[0057]不存在涉及這些催化劑顆粒的形狀的特殊要求，並且因此這些顆粒可以是圓形的、顆粒或甚至不確定形狀的小粒。通常這些催化劑顆粒由一種多孔載體(如氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯、矽膠或活性炭或有機聚合物或這些氧化物的混合物或有機聚合物的混合物)、以及一種催化金屬(在現有技術中通常如銠、鈀、鉬或錸，該催化金屬被沉積在或吸附到該載體的表面上)組成。該催化金屬的量有利地低於該催化劑的總重量的10%。如本發明中以上所述，鈀是優選的催化金屬。
[0058]在根據本發明的方法的實施例中，該催化金屬被沉積在或吸附在一種典型的氫化催化劑載體上，如二氧化矽載體、氧化鋁載體或二氧化矽-氧化鋁載體。對於用於迷你AO法中的催化金屬使用一種氧化鋁載體或一種實質上基於氧化鋁的載體是優選的，因為當與使用單獨由二氧化矽製成的載體相比時，觀察到了增加的過氧化氫單位生產率。尤其對於根據本發明的迷你AO法來說，如果在一個滴流床氫化反應器中使用該工作溶液的發泡流動型態，尤其是這種情況。但據信當其他迷你AO法中的氧化鋁載體使用一個滴流床反應器，像例如一個分散-鼓泡式反應器時，可以觀察到過氧化氫單位生產率上的類似增加。
[0059]該蒽醌循環方法中的氫化步驟可以連續地進行並且可以使用常規的氫化反應器，如例如攪拌槽式反應器、管流式反應器、固定床反應器、環式反應器、或氣升式泵反應器。任選地，這些反應器可以配備有分配裝置，如例如靜態混合器或注射噴嘴，以將氫氣分配在該工作溶液中。氫化典型地在從20°C至100°C、特別優選地45°C至75°C的範圍內的溫度下進行。壓力優選在從0.1MPa至IMPa (絕對)、特別優選0.2MPa至0.5MPa (絕對)的範圍內。該氫化典型地以這種方式進行，使得在實踐中引入到該氫化反應器中的氫氣在該氫化階段中被完全消耗。氫氣的 量優選這樣進行選擇，使得反應物的總量的30%與80%之間被從醌形式轉化為氫醌形式。儘管在現有技術中的AO法的一些中，一種烷基蒽醌和烷基四氫蒽醌的混合物用作反應物，但本發明不使用此類混合物，而僅僅使用烷基蒽醌類，並且氫氣的量優選這樣進行選擇使得在該氫化階段中，烷基蒽醌類僅被轉化為氫醌形式並且沒有烷基四氫蒽醌形成。
[0060]根據本發明的方法中的氫化氣體可以是氫氣或者該氫氣可以在一種惰性氣體中被稀釋。術語惰性氣體旨在表示一種不與包括烷基蒽醌的工作溶液反應，也不與該氫化催化劑或產生的烷基氫蒽醌反應的氣體。這些惰性氣體的實例特別是稀有氣體、二氧化碳、氟化的氣體如HFA以及氮氣。氮氣已經給出了良好的結果。該含氫氣的氣體混合物中的惰性氣體的比例可以在從約0.5%至99%的範圍內、優選在從約10%至40%的範圍內變化。
[0061]鑑於再循環某種氣體的可能性，惰性氣體的存在是有利的。為了保證包括在該方法中的用於向氫化反應器供應氫化氣體的泵送系統的良好和正常工作，再循環某種氣體可以是所希望的。此外，使用惰性氣體來稀釋氫氣對於該工作溶液的各種不同的流動型態可以是有利的。因此，據信惰性氣體可以有利地用於在具有發泡工作溶液的滴流床氫化反應器中以及還在其他流動模式下，例如如以上已經所提及的那些:「滴流」、「脈衝」、「噴淋」、「鼓泡」和「分散鼓泡」來稀釋氫氣。該氫化反應器中佔主導的溫度將被調節以優化與該工作溶液的氫化相關的選擇性和生產率。該溫度將通常是在從約20°C (環境溫度)至100°C的範圍內。在根據本發明的方法的一個優選的實施例中，該氫化步驟在從約45°C至75°C的範圍內的溫度下進行。如果一種發泡工作溶液用於本發明的方法的氫化步驟中，通過用一種惰性氣體(稀有氣體、氮氣、二氧化碳、氟化的氣體)稀釋氫，該工作溶液的泡沫和氫氣的穩定性可以得到明顯改進，因以使得更容易控制該氫化，即工作溶液的進料和所需量的氫氣、以及氣體壓力。因此，當該發泡工作溶液通過該催化劑床層並且伴隨地發生氫氣消耗時，泡沫破裂的風險在該氫化反應器中被最小化。此外，在一種惰性氣體的存在下，觀察到了催化活性的增強的穩定性。
[0062]在溶解在該工作溶液中的工作化合物的氫化之後，該兩階段迷你AO法的下一個工藝步驟是氧化步驟。在該氧化步驟中，為了生產過氧化氫並將該工作化合物恢復到它的原始形式，使用氧氣、空氣、氧化的空氣、或一種合適的含氧化合物來氧化這些氫化的工作化合物，即烷基氫蒽醌類。然後將該氧化步驟中生成的過氧化氫從該工作溶液中去除，典型地通過用水進行萃取，並且將含有處於它們的原始形式的烷基蒽醌類的剩餘工作溶液再循環到該氫化步驟以再次開始該過程。 [0063]該氧化可以按如對於AO法已知的常規方式發生。對於蒽醌循環法已知的典型的氧化反應器可以用於該氧化。經常使用鼓泡式反應器，通過其可以將該含氧氣體和該工作溶液順流或逆流傳遞。這些鼓泡式反應器可以不含內部器件或者優選包含處於填料或篩板形式的內部器件。氫化可以在從30°C至70V、特別地在45°C至60°C的範圍內的溫度下進行。氧化一般用過量的氧氣來進行，使得優選高於90%、特別地高於95%的處於氫醌形式的包含在該工作溶液中的烷基蒽氫醌轉化為醌形式。
[0064]例如，該氧化可以在一個迷你通道反應器中進行，但也可以應用其他形式的反應器，例如如CSTR(連續攪拌槽式反應器)。該迷你通道反應器提供了非常緊湊、以及顯示良好性能(例如就選擇性和生產率而言)的優點。任選地，該迷你通道反應器或其他反應器類型可以在放置到生產中之前和/或在生產過程中已經經受了防腐蝕的保護措施。鑑於該氧化之後的萃取步驟，水添加在該迷你AO法中可以是明顯有益的。
[0065]在根據本發明的通過AO法製造過氧化氫的方法中，將過氧化氫用水從該氧化的工作溶液中萃取出來。該萃取步驟可以按如對於通過Riedel-Pfleiderer AO法製造過氧化氫的方法及其變體已知的常規方式來進行。在該方法的萃取階段中，將含有處於溶解形式的過氧化氫的氧化後的工作溶液用水溶液進行萃取，以產生一種過氧化氫水溶液和一種實際上不再含任何過氧化氫的萃取的氧化後的工作溶液。任選還含有用於穩定過氧化氫、用於調節PH和/或用於防腐蝕的添加劑的去離子水優選用作萃取劑來萃取過氧化氫。萃取典型地在一個本身已知的萃取器中進行，例如，在一個所使用的連續萃取塔或優選篩板塔中逆流地進行。在本發明的一個優選的實施例中，該萃取步驟是用這種量的水進行的，以便產生一種適合於在指定的工業應用中直接利用的含有預定濃度過氧化氫的過氧化氫水溶液。
[0066]根據本發明，該萃取可以繼該氧化之後發生在一個單獨的萃取單元中，或者任選地如果該氧化步驟在添加到該氧化單元的水的存在下進行，該萃取可以在該氧化步驟過程中開始或已經進行。後者被稱為「氧化萃取」，並且可以例如如EP0726227(凱米拉公司(Kemira))或W02010/109011 (蘇威公司(Solvay))中所述進行。因此，本發明還涉及一種通過AO法製造過氧化氫的方法，其中該萃取步驟在通過在添加到該氧化單元中的水的存在下進行該氧化步驟的氧化步驟過程中已經至少部分地進行。[0067]例如，EP0726227(凱米拉公司)描述了通過蒽醌法製備過氧化氫，包括將氫化的有機工作溶液氧化並且將過氧化氫萃取到水性溶劑中，在通過相分離進行回收之前在同一容器中。因此，通過蒽醌法製備過氧化氫，其中將該氫化的工作溶液、一種含氧氣體和一種水性萃取溶劑進料到同一反應區中以形成一種三相的混合物，並且氧化反應發生在該工作溶液中以形成過氧化氫轉，該過氧化氫移到該水溶液中。然後進行相分離以回收該水性過氧化氫。還提出權利要求的是與一種常規的過氧化氫方法並行使用該方法。當氧化和萃取在同一容器中同時進行時，由此可以減少新設備的資本成本或者可以增加來自現有的設備的產量。
[0068]作為一個另外的實例，W02010/109011 (蘇威公司)描述了一種形成過氧化氫的方法，該方法包括將一種包含醌的工作溶液氫化，將該氫醌化合物氧化以獲得過氧化氫，並且將過氧化氫任選地在氧化過程中分離。該工作溶液包含小於30wt.%的有機溶劑，並且通過這種方法生產過氧化氫在即紡織品、紙漿和紙漂白、環境和其他應用中是有用的。該方法生產過氧化氫而無需使用大量添加的有機溶劑，並且是成本有效的，這種或這些有機溶劑產生不希望的排放物並且由於爆炸的風險是眾所周知地危險的。
[0069]在用於萃取過氧化氫的標準技術中，使用一種常規的篩盤，並且還可適用於根據本發明的迷你AO法中(減少的高度)。可替代地，該過氧化氫可以通過使用一個迷你通道萃取器(鋸齒形翅片結構)來進行萃取，或還可以或另外地涉及膜技術。任選地，再次採取防腐蝕保護措施，例如通過使用不鏽鋼材料來設計該萃取器。然而，出於本發明的目的，將該萃取保持儘可能簡單和緊湊。在根據本發明的迷你AO法下，將過氧化氫以低濃度從該工作溶液中萃取出來，例如在根據本發明的迷你AO法中，10 %至15 %的過氧化氫濃度是目標，並且粗輸送的10%至15%的過氧化氫可以直接用於工業最終用戶應用中，像紙漿和紙漂白、紡織品漂白、或紙再循環。本發明的迷你AO法既不包括也不旨在包括萃取的過氧化氫溶液的任何進一步的濃度，並且因此例如不要求或施用蒸餾，因為對於大多數應用，過氧化氫將以低於15%的濃度來施用。為了最小化操作，稀釋至有效濃度通過添加適當量的更高濃度溶液(例如根據本發明的粗輸送的通常10%至15%的過氧化氫)一般發生在該應用本身內。如以上所解釋的，過氧化氫以各種濃度來使用，取決於該應用，例如在各種各樣的應用中，過氧化氫以約1% -15%的濃度來使用。此類過氧化氫濃度的一些具體實例是，取決於工業應用種類:紙漿漂白2% -10%、廢水氧化1% _5%、消費產品表面清潔1% -8%。
[0070]在根據本發明的通過AO法製造過氧化氫的方法中，將該過氧化氫用如下量的水從該氧化的工作溶液中萃取:以便產生一種適合於在指定的工業應用中直接利用的含有預定濃度過氧化氫的過氧化氫水溶液。因此，根據本發明的方法，提供了一種具有可供工業應用中使用的濃度的粗過氧化氫溶液。所得到的粗過氧化氫溶液容易適合於它在主場所的用途，例如在紙漿和紙工業、或紡織品工業主場所中或在具有採礦和環境應用的場所中作為漂白劑。因此，可以將從根據本發明的萃取步驟產生的水溶液中的過氧化氫濃度具體調節至該主(衛星式)場所的最終用戶需要，並且該濃度可以在最高達15%的範圍內、優選在2%-15%的範圍內、更優選在5%-15%的範圍內、並且最優選在10%-15%的範圍內。來自根據本發明的迷你AO法的粗過氧化氫溶液的其他合適的範圍可以是從-6%、2 % -7 %,2 % -8 %,2 % -9 %,2 % -10 %,2 % -11 %,2 % -12 %,2 % -13 %,2 % -14%,2 % -15 %,3 % -6 %,3 % -7 %,3 % -8 %,3 % -9 %,3 % -10 %,3 % -11 %,3 % -123 % -13 %,3 % -14 %,3 % -15 %,4% -6%,4%-7%,4%-8%,4%-9%,4% -10%、4% -11 %、4% -12 %、4% -13%,4% -14%,4% -15%,5% -6 % ,5 % -7 % ,5 % -8 %,5% -9%,5% -10%,5% -11 5% -12%,5% -13%,5% -14%,5% -15%,6% -7%,6% -8%,6% -9%,6% -10%,6% -11 6% -12%,6% -13%,6% -14%,6% -15%,7% -8%,7% -9%,7% -10%,7% -11%,7% -12%,7% -13%,7% -14%,7% -15%,8% -9%,8% -10%,8% -11 %,8% -12%,8% -13%,8% -14%,8% -15%,9% -10%,9-% 11%,9%-12%,9% -13%,9% -14%,9% -15% ,10% -11 % ,10%-12% ,10% -13%,10% -14% ,10% -15% ,11% -12% ,11% -13% ,11% -14% ,11% -15% ,12% -13%,12% -14%U2% -15%U3% -14%,13% -15%、或 14% -15%。
[0071]在如上所述根據本發明的迷你AO法的「必要」步驟之後，該方法還可以包括多個典型的「輔助」步驟(例如，WS酸度控制、在遠程/衛星式場所處可獲得的氫氣設施)。然而，根據在最終用戶場所處的一個簡化的分散或遠程衛星式方法的概念，輔助工藝步驟的數量被保持得盡 可能少，並且通常受限於對以下的最少需要:在該衛星式設備中儘可能簡單地但還如以上所指出的在周期內穩健和穩定地連續地操作該迷你AO法，在所述周期內在該衛星式設備處無需物理的或太多的技術幹預。
[0072]典型地，用於生產過氧化氫的常規AO法的合成環路和過氧化物加工階段取決於輔助過程的數量。因此，根據本發明的迷你AO法還可以包括輔助過程，但這些輔助過程的數目和複雜性被保持為最小。在本發明的背景下的輔助過程將涉及該氫化步驟要求的氫氣的可獲得性。因此，一個氫氣設備或作為另一種方法的副產物的氫氣應該在該迷你AO法的現場是可獲得的。可以存在具有提供關於該過程性能和進行過氧化氫的質量控制測試的信息的目的的某種實驗室。這種信息被操作人員使用以控制添加有在線儀器裝備並且由該在線儀器裝備支持的環路，該在線儀器用於測量在該方法的每個階段的合成環路操作。
[0073]另一種輔助方法是該工作溶液的再生，但這不是在該迷你AO法的場所處的輔助方法的一部分。周期性要求該工作溶液的再生，因為這些氫化和氧化步驟不僅產生了產生過氧化物的蒽氫醌類還產生了一些副產物。這些副產物包括可以通過再生被轉化回為有用的醌類的蒽醌種類。在一個常規的AO法設備中的再生過程中，將工作溶液的一個側流通過一個復原和脫氫單元進料。該再生將環氧化的蒽醌類和四氫蒽醌類轉化為它們的相對應的蒽醌類，這是在該工作溶液或全部工作溶液流的僅一部分被再循環到該氫化器中之前常規的大規模AO法中要求的。復原是指將某些副產物蒽醌種類，如環氧化的蒽醌類和四氫蒽醌類轉化回為有用的蒽醌類。然而，根據本發明的迷你AO概念，該復原不按該常規方式，而僅如以上所述間歇性地或周期性地進行，例如在如在此所述運行該工作溶液經過幾個月的周期之後。在此類周期之後，將該工作溶液從該迷你AO法中抽出並且在一個不同場所(例如類似規模或優選更大規模的過氧化氫生產設備)進行再生，或在一個運輸到現場的可移動復原單元中進行處理，或可替代地不從該迷你AO反應器系統中抽出，將該工作溶液在該迷你AO反應器系統本身中在特殊條件下原位處理，並且由此所用的工作溶液被新鮮的和/或再生的工作溶液替換。如果距離和運輸物流在經濟上允許，那麼然後從該迷你AO法中抽出的工作溶液的實際的復原(再生)在用於製造過氧化氫的常規大規模設備的一個復原單元中進行。
[0074]當與常規的大規模過氧化氫生產方法相比時，根據本發明所述的方法具有以下優點:它可以在它自己的工業過程中充分解決最終用戶關於過氧化氫溶液的使用的具體需要，例如過氧化氫溶液在給定的生產次數內所需的量、濃度和品質，且同時根據本發明的方法要求更少的工藝步驟(通過集中於在最終用戶場所的必不可少的主要步驟)、更少件的裝置、更少的管理關注、以及更少的維護。因此，在本發明的情況下，獲得了一種有效的過氧化氫生產方法，該方法甚至當以小規模至中等規模進行時是經濟上可行的。因此，本發明構成了優於生產過氧化氫的已知方法的相當大的改進，以及特別地容易地適合於最終用戶的工業應用的過氧化氫水溶液。
[0075]為了進行根據本發明的迷你AO法，以下參數(但不限於此)被認為是重要的:
[0076](a)在萃取過程中的氫氣、氧氣和脫礦質水的流速；
[0077](b)用於該氫化器和用於該氧化器的工作溶液流速，以及用於氫化器和氧化器的工作溶液再循環流速；
[0078](C)實用物像蒸汽和冷卻水的流速:
[0079]其中所述流速的範圍可以根據用於生產過氧化氫的迷你AO設備能力而變化。
[0080](d)壓力:氫化器除氣機(即，0.5巴表壓至約5巴表壓)，氧化器除氣機(即，0.5巴表壓至約5巴表壓)。
[0081](e)溫度:氫化器出口(40°C至65°C )，氧化器出口(40°C至55°C )。
[0082](f)界面液位:萃取塔、聚結器、以及它們的對應的功能和/或性能特徵。
[0083](g)壓差:氫化過濾(即，O巴表壓至約I巴表壓)，氫化塔(即，O巴表壓至約2巴表壓)，氧化塔(即，O巴表壓至約0.5巴表壓)。
[0084]當進行並且監測根據本發明的迷你AO法時，集中於該氫化步驟和/或該氧化步驟，它們是根據本發明製造過氧化氫中的兩個關鍵的工藝步驟，特別關於工作溶液生產率而言，而該萃取步驟在這個方面是較不關鍵的。例如，但不限於此，該工作溶液生產率是一個重要的參數，並且它將決定例如該工作溶液的流速和其他參數，這取決於該迷你AO法或設備的生產尺寸(能力)，具有最高達20，000公噸/年的最大能力，例如在2，000至20，000公噸過氧化氫/年之間、優選在2，000至15，000公噸過氧化氫/年之間、並且更優選在2，000至10，000公噸過氧化氫/年之間、並且特別地在2，000至5，000公噸過氧化氫/年之間。總體上，生產率被定義為用給定量的工作溶液(WS)生產的過氧化氫的量並且表示為克(g)過氧化氫(H202)/千克(kg)工作溶液。例如，現有技術的自動氧化方法以約7-15gH202/kg WS的生產率進行。因此，該迷你AO法中的工作溶液還作為過氧化氫(H202)按重量(g)計的量/該工作溶液按重量(kg)計的量來測量。作為一個實例，但不限於此，該迷你AO法可以比大規模或巨型規模設備中的現有技術的生產率低的生產率來進行，例如此種生產率可以是5g H202/kg WS。在另一個實例中，在具有lktpa的生產規模的迷你AO法或設備中，該生產率必須在約140kg H202/小時的生產中產生。
[0085]出人意料地，現在已經發現當使用根據AO法製造過氧化氫的一個反應器系統，該反應器系統沒有用於該工作溶液的連續的和/或周期性的循環復原的再生單元時，可以實現本發明的目的:一種簡化的並且對最終用戶友好的小規模至中等規模的方法。因此，本發明還涉及一種用於進行通過AO法製造過氧化氫的方法的反應器系統，其中所述反應器系統包括溶解在至少一種有機溶劑中的至少一種烷基蒽醌的工作溶液，所述至少一種烷基蒽醌能夠被氫化為至少一種相對應的烷基蒽氫醌化合物，並且所述至少一種烷基蒽氫醌化合物能夠被氧化以獲得過氧化氫並且回復到該至少烷基蒽醌中，其特徵在於，該反應器系統被設計為具有含氫化催化劑的氫化單元、氧化單元和萃取單元的緊湊的(幾乎完全封閉的)模塊化系統，並且進一步特徵在於所述反應器系統(迷你AO設備)沒有用於該工作溶液的連續的和/或周期性的循環復原的永久性再生或復原單元，並且其中該反應器系統被配置為作為具有最高達20千噸/年的過氧化氫生產能力，優選具有最高達15千噸/年的過氧化氫生產能力，並且更優選地具有最高達10千噸/年、以及特別地最高達5千噸/年的過氧化氫生產能力的小規模至中等規模的AO法反應器系統，無需此類永久性再生或復原單元而運行。
[0086]根據本發明的這個迷你AO設備，例如一個反應器系統，很好地適合於進行以如上所述小至中等生產規模製造過氧化氫的根據本發明的方法。如所述，該迷你AO設備或反應器系統包括至少一個氫化單元(氫化器)、一個氧化單元(氧化器)、以及一個萃取單元(萃取器)，並且可以進一步包括如所需要的和適當裝配的一件或多件裝置並且出於根據AO法製造過氧化氫的目的將其聯通，這些裝置選自:泵送系統、閥、管道、容器、壓縮機、加熱和冷卻系統、出口、用於供能的器件、用於測量與根據AO法生產過氧化氫相關的壓力、溫度、流速、密度、粘度、催化劑活性、酸度、純度、濃度、過氧化氫生產率或其他工藝參數的器件，但其中所述迷你AO設備或反應器系統的特徵在於它沒有用於該工作溶液的循環和連續復原的再生單元。
[0087]所述迷你AO設備優選是儘可能緊湊的。應注意到根據本發明的迷你AO設備不包括分別地用於該工作溶液的復原(再生)的單元或用於該再活化催化的再活化的單元，因為根據本發明，該工作溶液的復原和/或該氫化催化劑的再生不是連續的小規模至中等規模製造過氧化氫的一部分。因此，例如，根據本發明的迷你AO概念，該復原不按該常規方式，而僅如以上所述間歇性地或周期性地進行，例如在如在此所述運行該工作溶液經過幾個月的周期之後，在一個不同場所例如類似的規模或優選更大規模的過氧化氫生產設備中。可替代地，將該工作溶液在一個運輸到現場的可移動復原單元中進行處理，或在一個另外的替代方案中，將它在該迷你AO反應器系統本身中在特殊條件下原位處理而無需從該迷你AO反應器系統中抽出。
[0088]用於進行根據本發明的方法的迷你AO設備具有以下優點:它是緊湊的，因為在常規AO法中進行的兩個工藝步驟已經被消除或現在在更簡單的設備中進行，或者像該工作溶液的復原等的工藝步驟現在僅間歇性地或周期性地並且與這些主要的過氧化氫生產步驟分開地按一種經濟上和技術上更可行的方式，通常在一個可移動復原單元中或在一個遠程的大規模至巨型規模的母設備中進行，由此容易向可以位於例如消費者或最終用戶場所的眾多分散的迷你AO設備提供優化的設施和由熟練的技術人員進行的操作。因此，在本發明的一個實施例中，所述遠程的大規模至巨型規模的母設備應該提供用於該衛星式迷你AO設備的工作溶液的間歇性或周期性再生的一個中心復原單元和方法和/或氫化催化劑的間歇性或周期性再活化的設施。
[0089]本發明具有關於該迷你AO法和該迷你AO設備兩個方面的大量的獨特特徵和優點。因此，本發明有利地滿足對於在任何場所(其中氫氣是例如從其他生產過程可獲得的)處的在2，000至10，000公噸過氧化氫/年(具有2ktpa至IOktpa生產能力的迷你設備)範圍內的小規模至中等規模生產的要求，例如迷你規模生產。因此，本發明可以靠近或在過氧化氫消費者的一個場所上進行，具有唯一的先決條件是氫氣在該場所處是可獲得的，並且該氫氣在現場理想地作為一種副產品並且以低成本是可獲得的。關於該工作溶液的復原和/或該氫化催化劑的再活化，該迷你AO法可以在一個「衛星式」迷你AO-設備中進行，該「衛星式」迷你AO-設備不同於並且遠離一個常規的大規模至巨型規模的過氧化氫生產場所。但該迷你AO衛星式設備將與作為支持所述衛星式設備的一個母設備運行的此種大規模至巨型規模的過氧化氫生產場所相關。該衛星式迷你AO設備具有緊湊的設計，例如它是優選模塊化的並且該反應器和配置被組織為幾乎完全封閉的系統以向該「衛星式」設備提供一種簡單和穩健的迷你AO法。該衛星式迷你AO設備是由，至少部分地，來自一個遠程的(大規模至巨型規模)「母」設備專用的並且與該「母」設備密切合作的少量訓練有素的工作人員來操作。由此，保證了可靠的過程化學和它的控制、以及相關的工藝參數的監測，以便獲得一種穩定和穩健的方法，而沒有實質性的副產物形成。而且，本發明的一個重要的優點是在該衛星式設備中沒有復原單元，例如，該工作溶液的復原或再生是周期性要求的並且可以在該「母」設備處 進行，其中這些化學和過程資質是集中式的或在一個來自該「母」設備的由訓練有素的工作人員操作的可移動復原單元中。因此，要求更少的實驗室人員並且該迷你AO法、該工作溶液的復原和該催化劑的再活化可以更經濟地進行。因此，本發明提供一種在某一個周期時間內在該衛星式設備處的具有最小幹預的用戶友好的衛星式設備，因為本發明的方法和設備被設計為生產在該衛星式或最終用戶場所直接使用的過氧化氫。本發明的一個特別的優點是該迷你AO法可以用催化劑和工作溶液組合來進行經過儘可能長的高達至少12個月運行而無需物理和/或化學幹預。例如，例如在平均3、6、9或12個月運行周期過程中，不應該要求性能最佳的工作溶液的復原。該工作溶液和催化劑性能和管理系統優選基於如在本發明的說明書的引言部分中所述蘇威技術，允許該迷你AO法無需形成不希望的四-副產物並且無需安裝的復原單元而進行。因此，該催化劑和/或該工作溶液將僅周期性地被替換。另一個優點是該迷你AO法和生產率被一個母設備支持以由來自該中心設備的熟練人員最佳地維持生產率，並且在所述中心母設備中或通過來自該「母」設備的由訓練有素的工作人員操作的可移動復原單元中也保證最佳的催化劑再活化和工作溶液再生。
[0090]另一個優點是該迷你AO法可以作為一個幾乎封閉的系統來運行。因此，在該衛星式設備處不要求流出物系統或處理，因為來自該AO法的主要流出物是由該工作溶液的復原或再生引起的或來自其中。這對於在消費者場所的操作是有利的，因為當運行該迷你AO法時的低環境和技術影響。然而，一般要求一個母設備，例如一個更大規模的設備，用於支持該衛星式設備，特別地在其中一個可移動的復原單元不足夠的情況下，所述母設備提供一個用於該迷你AO設備的工作溶液的對環境友好和周期性的再生的中心復原單元。然而，這被以下事實超過:該工作溶液可以按一種更有效的和環境影響更小的方式在該母設備中進行再生。
[0091]此外，不要求過氧化氫的蒸餾並且該粗的低濃度過氧化氫即可用於消費者的應用中，例如紙漿和紙漂白中、採礦工業或紙再循收中。這是消耗過氧化氫的最終用戶(消費者)的現場生產過氧化氫的一個優點，因為該迷你AO法可以避免通常在大規模設備中進行的出於運輸原因將過氧化氫轉化為一種更適合的濃縮形式的蒸餾。例如，常規大規模方法中的過氧化氫濃度通常是40%，被蒸餾至從50% -70%的濃度並且以此濃度被運輸。相反的，根據本發明的迷你AO法的目標是10 % -15 %的過氧化氫濃度。
[0092]從化學過程的觀點來看，根據本發明的迷你AO法包括與常規的大規模生產方法相同的主要階段。
[0093]然而，由於鑑於具有實質性減少的本地幹預的對消費者場所友好的操作而進行該方法的按比例縮小和簡化，該方法不同於現有技術之處在於:本地安裝的用於該工作溶液的再生的復原單元和用於該氫化催化劑的再活化的裝置是缺失的並且對於高達甚至12個月的更長生產周期是不要求的。
[0094]該方法直接生產了它的消費者的應用所需的濃度的過氧化氫，例如用於紙漿和紙工業中的漂白或採礦工業中。通常，在這些工業應用中所需的過氧化氫濃度是在水中最高達15%的過氧化氫溶液。例如，這些應用的濃度典型地在10% -15%的過氧化氫溶液的範圍內。該濃度可以通過簡單地調節用於將過氧化氫從該氧化的工作溶液中萃取的水的量來容易地適配為其他低濃度的溶液。
[0095]儘管已經參 考所說明的實施例的詳情描述了本發明，這些細節不旨在限制本發明的範圍，如在所附的權利要求中所定義的。
【權利要求】
1.一種通過AO法製造過氧化氫的方法，該方法包括以下兩個交替的必要步驟: (a)將工作溶液在催化劑的存在下在氫化單元中氫化，其中所述工作溶液含有溶解在至少一種有機溶劑中的至少一種烷基蒽醌，以獲得至少一種相應的烷基蒽氫醌化合物；以及 (b)在氧化單元中氧化所述至少一種烷基蒽氫醌化合物以獲得過氧化氫；並且進一步包括以下步驟 (c)在萃取單元中萃取在所述氧化步驟中形成的過氧化氫， 其特徵在於所述氫化、氧化和萃取步驟在反應器系統中進行，該反應器系統被設計為具有氫化單元、氧化單元和萃取單元的緊湊模塊化系統，並且其中所述反應器系統被配置為作為具有最高達20千噸/年的過氧化氫生產能力的小規模至中等規模AO法的、在沒有復原單元、特別地沒有用於該工作溶液的連續復原的復原單元的情況下運行，其中所述工作溶液和/或所述催化劑僅間歇性地或周期性地被替換和/或處理以再生或再活化。
2.根據權利要求1所述的通過AO法製造過氧化氫的方法， 其特徵在於所述氫化、氧化和萃取步驟在幾乎完全封閉的反應器系統中進行，該反應器系統被設計為具有氫化單元、氧化單元和萃取單元的緊湊模塊化系統，並且其中所述工作溶液和/或所述催化劑在這些AO法步驟(a)、(b)和(c)的環路中以僅約每月周期的低頻率，優選僅在至少3個月的周期之後，僅間歇性地或周期性地被替換和/或處理以再生或再活化。
3.根據權利要求1或權利要求2所述的通過AO法製造過氧化氫的方法，其特徵在於，所述反應器系統被配置為以最高達15千噸/年、優選地最高達10千噸/年、更優選地最高達5千噸/年的過氧化氫生產能力來運行。
4.根據權利要求1至權利要求3中任一項所述的通過AO法製造過氧化氫的方法，其特徵在於所述反應器系統被配置為以在2ktpa至15ktpa範圍內、優選地在2ktpa至IOktpa範圍內、更優選地在2ktpa至5ktpa範圍內的過氧化氫生產能力來運行。
5.根據權利要求1至權利要求4中任一項所述的通過AO法製造過氧化氫的方法，其特徵在於，該反應器系統被配置為作為具有在選自2-3ktpa、3-5ktpa、5-7.5ktpa、7.5-lOktpa、10-12.5ktpa、或 12.5_15ktpa 的任何範圍內，優選在選自 2_3ktpa、3_5ktpa、5-7.5ktpa或7.5-10ktpa的任何範圍內的過氧化氫生產能力的小規模至中等規模的AO法來運行。
6.根據權利要求1至權利要求5中任一項所述的通過AO法製造過氧化氫的方法，其特徵在於所述工作溶液被新鮮的工作溶液和/或更新的工作溶液替換，後者是從所述反應器系統中抽出並且將其處理以便復原，然後用處理後的工作溶液再充填該反應器。
7.根據權利要求6所述的通過AO法製造過氧化氫的方法，其特徵在於從所述反應器系統中抽出的更新的溶液被處理以用於在用於所述AO法工作溶液再生的可移動單元中進行復原。
8.根據權利要求1至5中任一項所述的通過AO法製造過氧化氫的方法，其特徵在於所述工作溶液不從所述反應器系統中抽出並且在特殊條件下被處理以用於在所述反應器系統自身中進行復原。
9.根據權利要求1至權利要求5中任一項所述的通過AO法製造過氧化氫的方法，其特徵在於所述萃取步驟在所述氧化步驟過程中通過在添加到所述氧化單元中的水的存在下進行該氧化步驟時已經至少部分地進行。
10.根據權利要求1至權利要求5和/或權利要求9中任一項所述的通過AO法製造過氧化氫的方法，其特徵在於所述萃取步驟是用如下量的水進行的:以便產生適合於在指定的工業應用中直接利用的、含有預定濃度過氧化氫的過氧化氫水溶液。
11.根據權利要求10所述的通過AO法製造過氧化氫的方法，其特徵在於所述萃取步驟是用如下量的水進行的:以便產生具有的過氧化氫濃度為在最高達15%的範圍內、優選在2% -15%的範圍內、更優選在5% -15%範圍內、並且最優選在10% -15%範圍內的過氧化氫水溶液。
12.根據權利要求2所述的通過AO法製造過氧化氫的方法，其特徵在於所述工作溶液和/或所述催化劑在至少6個月、優選至少9個月、並且更優選至少12個月的周期之後僅間歇性地或周期性地被替換和/或處理以再生或再活化。
13.一種用於進行通過AO法製造過氧化氫的方法的反應器系統，其中所述反應器系統包含溶解在至少一種有機溶劑中的至少一種烷基蒽醌的工作溶液，所述至少一種烷基蒽醌能夠被氫化為至少一種相應的烷基蒽氫醌化合物，並且所述至少一種烷基蒽氫醌化合物能夠被氧化以獲得過氧化氫並且回復到該至少烷基蒽醌，其特徵在於所述反應器系統被設計為具有含氫化催化劑的氫化單元、氧化單元和萃取單元的緊湊模塊化系統，並且進一步特徵在於所述反應器系統沒有用於所述工作溶液的連續的和/或周期性循環復原的永久性再生或復原單元，並且其中所述反應器系統被配置為作為具有最高達20千噸/年、優選具有最高達15千噸/年、並且更優選地具有最高達10千噸/年、並且特別地最高達5千噸/年的過氧化氫生產能力的小規模至中等規模的AO法反應器系統的、在沒有永久性再生或復原單元的情況下運行。
【文檔編號】C01B15/023GK103974899SQ201280056747
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2012年10月2日 優先權日:2011年10月11日
【發明者】A·范登布斯徹, P·M·德黑塞, S·布盧姆菲爾德, F·詹森絲 申請人:索爾維公司