FI82669B - Foerfarande foer framstaellning av vaeteperoxid. - Google Patents
Foerfarande foer framstaellning av vaeteperoxid. Download PDFInfo
- Publication number
- FI82669B FI82669B FI890428A FI890428A FI82669B FI 82669 B FI82669 B FI 82669B FI 890428 A FI890428 A FI 890428A FI 890428 A FI890428 A FI 890428A FI 82669 B FI82669 B FI 82669B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- hydrogen
- catalyst
- hydrogenation
- coated
- reaction mixture
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 34
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 27
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 claims description 25
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 21
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 17
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N anthraquinone Natural products CCC(=O)c1c(O)c2C(=O)C3C(C=CC=C3O)C(=O)c2cc1CC(=O)OC PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 150000004056 anthraquinones Chemical class 0.000 claims description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 10
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 3
- 238000013019 agitation Methods 0.000 claims description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims description 2
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 claims 2
- 238000009903 catalytic hydrogenation reaction Methods 0.000 claims 2
- 235000006679 Mentha X verticillata Nutrition 0.000 claims 1
- 235000002899 Mentha suaveolens Nutrition 0.000 claims 1
- 235000001636 Mentha x rotundifolia Nutrition 0.000 claims 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims 1
- 238000010009 beating Methods 0.000 claims 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims 1
- 230000005021 gait Effects 0.000 claims 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 claims 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000005923 long-lasting effect Effects 0.000 claims 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 claims 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims 1
- 239000012224 working solution Substances 0.000 description 30
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 239000011949 solid catalyst Substances 0.000 description 2
- SJEBAWHUJDUKQK-UHFFFAOYSA-N 2-ethylanthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC(CC)=CC=C3C(=O)C2=C1 SJEBAWHUJDUKQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PCFMUWBCZZUMRX-UHFFFAOYSA-N 9,10-Dihydroxyanthracene Chemical class C1=CC=C2C(O)=C(C=CC=C3)C3=C(O)C2=C1 PCFMUWBCZZUMRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 9,10-anthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007868 Raney catalyst Substances 0.000 description 1
- 229910000564 Raney nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002903 organophosphorus compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000003053 toxin Substances 0.000 description 1
- 231100000765 toxin Toxicity 0.000 description 1
- 108700012359 toxins Proteins 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
- B01J19/2415—Tubular reactors
- B01J19/2435—Loop-type reactors
-
- 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
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00051—Controlling the temperature
- B01J2219/00074—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
- B01J2219/00087—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements outside the reactor
- B01J2219/00094—Jackets
-
- 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
- B01J2219/00761—Details of the reactor
- B01J2219/00763—Baffles
- B01J2219/00765—Baffles attached to the reactor wall
-
- 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
- B01J2219/18—Details relating to the spatial orientation of the reactor
- B01J2219/182—Details relating to the spatial orientation of the reactor horizontal
-
- 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
- B01J2219/19—Details relating to the geometry of the reactor
- B01J2219/194—Details relating to the geometry of the reactor round
- B01J2219/1941—Details relating to the geometry of the reactor round circular or disk-shaped
- B01J2219/1943—Details relating to the geometry of the reactor round circular or disk-shaped cylindrical
-
- 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
- B01J2219/324—Composition or microstructure of the elements
- B01J2219/32466—Composition or microstructure of the elements comprising catalytically active material
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Description
1 82669
Menetelmä vetyperokeidin valmistamiseksi Tämä keksintö kohdistuu menetelmään vetyperoksidin valmistamiseksi antrakinonimenetelmällä ja tarkemmin sanottuna sen osaprosessiin, nimittäin hydraukseen. Aivan erityisesti tämä keksintö kohdistuu sellaiseen menetelmään, jossa kierrätetään reaktioseosta, johon syötetään vetyä tai vetypitoista kaasua ja työliuoeta eli antrakinonijohdannaista orgaanisessa liuot-timeesa, yhtenäisen tai useasta osasta muodostuvan putkimaisen staattisen sekoitusvyöhykkeen kautta antrakinonijohdannaisen hydraamisekei kiinteän katalyytin läsnäollessa ja poistamalla kiertävästä reaktioseoksesta hydrattua työliuosta ja kaasua. Lisäksi tämä keksintö kohdistuu yhdestä tai useammasta osasta koostuvaan putkimaiseen staattiseen sekoittimeen ja sen käyttöön edellä mainitussa menetelmässä.
Tunnetusti vetyperoksidia voidaan valmistaa ns. antrakinonimenetelmällä. Tässä menetelmässä antrakinonijohdannainen liuotetaan yhdestä tai useammasta komponentista koostuvaan liuottimeen. Näin valmistettua liuosta kutsutaan työliuokeek-si. Vetyperoksidin valmistuksessa työliuos johdetaan ensin hydrausvaiheeseen. Tässä vaiheessa antrakinonijohdannaiset hydrataan katalyytin läsnäollessa vastaaviksi antrahydrokino-nijohdannaisiksi. Tämän jälkeen hydrattu työliuos johdetaan hapetukseen, jossa siihen johdetaan happea tai happea sisältävää kaasua, jolloin liuokseen syntyy vetyperoksidia. Pää-reaktiot antrakinonimenetelmässä on esitetty alla: fl „ Γ 0^ * H2 k&tfclvvt-t. i .
Il * 9 I
0 OH
82669 2
OH O
4r-. „ _, . h20j
OH O
Vetyperoksidia sisältävä tyoliuos johdetaan uuttovaiheeeeen, jossa vetyperoksidi siirretään työliuoksesta uuttamalla vesiliuokseen. Uutettu tyoliuos kuivataan liiasta vedestä ja johdetaan jälleen kiertoprosessin alkuun, hydraukseen. Uuttamalla saatu vetyperoksidin vesiliuos puhdistetaan ja väkevöidään.
Edellä kuvattu hydraus on vaativa vaihe antrakinoniprosessis-sa. Hydrauskatalyytilta vaaditaan korkeaa aktiivisuutta ja selektiivisyyttä. Reaktion konversio ja selektiivisyys hyd-rausvaiheessa riippuvat vedyn osapaineesta, lämpötilasta, reagoivien komponenttien pitoisuuksista, katalyytistä ja virtausolosuhteista reaktorissa. Sivureaktiot saattavat vähentää vetyperoksidia tuotavien antrakinonijohdannaisten määrää. Hydrauksesaa on käytetty sekä suspensio- että kiintopatja-reaktoreita.
Suspensiokatalyytteinä on käytetty huokoista ns. palladium-mustaa, kantoaineeseen (esimerkiksi alumiinioksidiin, aktiiviseen hiileen) imeytettyä palladiumia ja Raney-nikkeliä. Huokoinen katalyytti suspendoidaan ja vety dispergoidaan työ-liuokseen esimerkiksi sekoitussäi1iö- tai putkireaktorissa. Putkireaktorissa sekoituksen saa aikaan työliuokeen suuri li-neaarinopeus. Tavallisesti lineaarinopeudet ovat yli 3 m/s ja alle 10 m/s avoimessa putkessa <US-patentti 4 428 923). Sekoitusta on parannettu myös käyttämällä reaktorιputkena vuorotellen ohenevaa ja laajenevaa putkea (US-patentti 3 423 176, Kabisch et ai.).
FI-patenttihakemuksesta 864 971 tunnetaan lisäksi johdannossa mainittua tyyppiä oleva menetelmä, jossa vetyä, työliuosta sekä kiinteää suspensiokatalyyttiä sisältävää reaktioseosta 3 82669 kierrätetään reaktoriputkietoeea, Joka on varustettu yhtenäisellä tai useasta osasta koostuvalla staattisella sekoittimel- la. Putkistossa vallitseva paine on pienempi kuin 15 baaria ja o lämpötila alle 100 C. Tässä menetelmässä työliuosta kierrätetään reaktoriputkistossa virtausnopeudella, joka on pienempi kuin 3 m/e.
Hydrauereaktion kannalta ovat katalyytin, työliuoksen ja vety-kaasun kontaktipinnat ja -ajat tärkeitä. Käyttämällä hydrauk-eeeea paikallaan olevaa, kiinteää katalyyttiä, voidaan kon-taktiaikaa katalyyttireaktiossa lyhentää, jolloin sivureaktioiden osuus vähenee. Merkittävänä etuna kiinteällä kata-lyyttipatjalla verrattuna suspensiokatalyyttiin on kalliin suodatusvaiheen poisjääminen. Suodatus saattaa olla ongelmallinen myös teknisesti, sillä katalyyttipartikkelit ovat pieniä.
Suspensiokatalyytti jää osittain hyödyntämättä hydrausreak-tiossa, koska se on suuren osan ajasta sellaisessa osassa prosessikiertoa, jossa ei ole vetyä, esimerkiksi kiertosäi-liöesä, tai se saattaa takertua prosessikiertoon. Samoin sus-pensiokatalyytti on herkempi sintraantumieelle ja mekaaniselle kulumiselle.
Kiintopatjareaktoreissa on käytetty kantoainepellettejä ja ns. hunajakennokatalyyttejä (Borgiin et ai., US-patentti 4 552 748). Kantoaineena on käytetty tavallisesti aktiivista alumiinioksidia, mutta myös muita huokoisia, suuren ominaispinta-alan omaavia kantoaineita voidaan käyttää, esimerkiksi SiC^ia tai aktiivihiiltä. Kantoaineeseen on imeytetty aktiiviseksi komponentiksi jalometallia, tavallisesti palladiumia. Kiinto-patjareaktoreissa käytetään ainoastaan jonkinlaista jälkisuo-datusta patjasta irtoavien partikkelien erottamiseen työ-liuoksesta ennen hapetusvaihetta.
Kiintopatjareaktoreissa käytetään tavallisesti seulalevyjen tai -verkkojen väliin asennettuja pellettejä (halkaisija ta- 4 82669 vallisesti 0,2-10 mm). Näin suurissa pelleteissä aineensiirto syvimpiin huokosiin ja niistä ulos on hidasta, jolloin pellettien sisäosissa oleva aktiivinen metalli jää hyödyntämättä reaktiossa. Samoin painehäviö nousee suureksi ja tapahtuu virtausten kanavoitumista näissä vapaasti pakatuissa katalyytti-patjoissa. Pelkistyskaasu pyrkii myös erottumaan omaksi faasikseen, jolloin hydrausnopeus hidastuu. Erityistä huomiota on kiinnitettävä siihen, että työliuokseen tai pelkistyskaa-sun joukkoon ei pääse katalyyttimyrkkyjä.
Ns. hunajakennokatalyytti koostuu kennomaisesta tukirakenteesta, jossa on yhdensuuntaisia kanavia. Huokoinen kantoaine on kiinnitetty tukirakenteen pinnalle ohueksi kerrokseksi ja siihen on edelleen imeytetty jalometallia. Tällaisella periaatteella toimivan reaktorin haittana on vedyn huono sekoittuminen työliuokseen ja mahdollisesti kaasukuplien erottuminen omaksi f aasikseen. Lämmönsiirto kennon sisäosista jää heikoksi, jolloin lämpötila siellä saattaa nousta liian korkeaksi, mikä lisää ei-toivottujen sivutuotteiden määrää.
Kiintopatjareaktoreissa yhtenä hydrausta rajoittavana vaiheena on vedyn siirtyminen kaasukuplasta työliuokseen. Vedyn siirtymisnopeus riippuu vetykuplien koosta työliuoksessa. Mitä pienempinä kuplina vety on liuoksessa sitä suurempi on kokonaispinta-ala työliuoksen ja kaasufaasin välisellä rajapinnalla. Vedyn sekoittumista työliuokseen on parannettu käyttämällä staattisia sekoittimia ennen kiintopatjahydrausreaktor ia (US-patentti 4 428 922). Tällä tavalla vety on reaktoriin tullessaan pieninä kuplina työliuoksessa, mutta reaktorissa kanavoitumisen seurauksena kaasun dispersio heikkenee.
Ennen hydrausta on käytetty myös esieekoitusreaktoria, jossa työliuos kyllästetään vedyn suhteen <US-patentti 2 837 411).
Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on näin ollen aikaansaada menetelmä ja laite vetyperoksidin valmistamiseksi antra- 5 82669 kinonimenetelmä1lä, jossa enneetään tunnettujen menetelmien ja laitteistojen haitat on eliminoitu. Keksinnön pääasialliset tunnusmerkit ilmenevät oheisista patenttivaatimuksista.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä vedyn tai vetypitoisen kaasun ja työliuoksen muodostama reaktioseos saatetaan siten kiertämään halkaisijaltaan vakiosuuruieessa tai vuorotellen ohenevassa ja laajenevassa, vaaka- tai pystysuoraan asennetussa reaktoriputkistossa, joka on varustettu yhtenäisellä tai useasta osasta koostuvalla katalyyttisellä aineella pinnoitetulla staattisella sekoittimella. Reaktoriputki voidaan yksinkertaisesti mitoittaa niin pitkäksi, että vety ehtii reagoida ennen putkimaisen reaktorin päättymistä. Näin ollen pelkistyskaasua ei tarvitse kierrättää reaktorissa.
Keksinnön mukainen staattinen sekoitin koostuu metalli-, ke-raami-, polymeerimateriaalista tai muusta vastaavasta tukirakenteesta, jonka pintaan on kiinnitetty huokoinen kantoaine. Kantoaine koostuu esimerkiksi alumiinioksidista, SiC^sta, silikaateista tai aktiivihiilestä. Kantoaineeseen on imeytetty hydrauksessa aktiivinen metalli, esimerkiksi palladium, platina, rodium, nikkeli tai näiden seos.
Keksinnön mukaisessa reaktorissa kaasun ja nesteen välinen aineensiirto ja lämmönsiirto reaktoriseoksesta putken seinämään saadaan riittävän suureksi staattisten sekoittimien avulla. Samoin saadaan aksiaalinen sekoittuminen minimaaliseksi ja lämpötila- ja konsentraatioprofiilit putken poikkipinnan suhteen tasaisiksi.
Reaktio tapahtuu ohuessa 5-300 mikrometrin paksuisessa kata-lyyttikerroksessa sekoittimen pinnalla. Koska kerrospaksuus on ohut, jää tuottoa vähentävien sivureaktioiden osuus vähäiseksi, sillä reagenssien ja reaktiotuotteiden viipymäajat huokosissa ovat lyhyitä. Samoin katalyyttieesti aktiivinen metalli tulee tehokkaasti käytetyksi ohuessa katalyyttiker- 6 82669 roksessa. Taata syystä keksinnön mukainen katalyyttirakenne on edullisempi kuin pelleteistä koostuva kiintopatja.
Sekoittumisen ansiosta lämmön- ja aineensiirto nesteen ja ka-talyyttipinnan välillä on nopeampaa kuin suorista, yhdensuuntaisista kanavista muodostuvassa kennostossa. Katalyytin avulla voidaan 1ineaarinopeudet reaktorissa laskea alle 3 m/s, koska staattiset sekoittimet dispergoivat vedyn työliuokseen jo alhaisilla lineaarinopeuksilla, esimerkiksi välillä 0,1-1,5 m/s. Näillä nopeuksilla pamehäviö ja katalyyttipinnoit-teen mekaaninen kuluminen ovat pieniä.
Keksinnön mukaisen staattisen sekoittimen katalyytin aktiivisuudet säilyvät pitkiäkin aikoja lähes muuttumattomina. Tämä johtuu osittain suhteellisen avoimesta virtauksesta, jolloin suuret epäpuhtaudet eivät pääse tarttumaan katalyytin pintaan vaan virtaus huuhtelee kanavien seinämiä puhtaaksi. Samoin lähes vedetön neste- ja hapeton kaasufaasi edistävät metallin säilymistä aktiivisena.
Reaktorin pituus riippuu käytetystä sekoitintyypistä. Kun staattisen sekoittimen kanavat pienenevät, lisääntyy sekoitti' men geometrinen pinta-ala, jolloin katalyyttikerrosta voidaan sitoa enemmän tilavuusyksikköä kohti, mutta samalla lisääntyy myös dynaaminen painehäviö sekoittimessa. Näin ollen sekoit-timen kanaville on löydettävissä optimikoko.
Keksinnöllä saadaan korkea vetyperoksidisaanto aktiivista metallia kohti laskettuna. Tämä johtuu ensinnäkin siitä, että kaikki katalyytti on siinä osassa reaktorisysteemiä, jossa hydrausreaktio tapahtuu. Lisäksi ohut katalyyttikerros on eduksi aktiivisen metallin hyödyntämiselle.
Tärkempänä etuna lähinnä vastaaviin keksintöihin verrattuna on aineen- ja lämmönsiirron kannalta edullinen vedyn ja työ-liuoksen sekoitustapa. Näin saavutetaan tasaiset olosuhteet, 7 82669 jotka ovat eduksi hydrauereaktion selektiivisyydel1 e ja nopeudelle. Ohuella katalyyttikerrokeella saadaan aktiivinen metalli tehokkaaseen käyttöön hydrauksessa ja lisäksi kontak-tiaika reagenssien ja katalyytin välillä jää lyhyeksi, mikä vähentää sivutuotteiden määrää.
Keksinnön mukainen hydrausprosessi voidaan toteuttaa teolli- suusmittakaavaasa siten, että pelkistys tapahtuu kokonaan edullisella painealueella. Paine pidetään reaktorissa välillä 1-15 baaria, edullisesti 2-5 baaria. Työliuoksen lämpötila o pidetään edullisella lämpötila-alueella 40-60 C esimerkiksi pienen mittakaavan hydrauksessa reaktorin vaippajäähdytyksel-la.
Keksintöä selostetaan alla lähemmin viitaten oheiseen piirustukseen, joka esittää keksinnön mukaista hydrausprosessia kaaviomaisesti.
Hydrausvaihe koostuu kiertosäiliöetä 1, johon johdetaan hyd-rattavaa työliuosta 14 pumpun 4 avulla. Työliuosta kierrätetään pumpun 3 avulla putkistossa 6 yhdellä tai useammalla, katalyyttisellä materiaalilla päällystetyllä staattisella se-koittimella 9 varustetun hydrausreaktorin 2 kautta takaisin kiertosäiliöön 1. Hydrausreaktori 2 on varustettu jäähdytys-vaipalla 6, mutta on selvää, että jäähdytys voidaan järjestää muullakin tavoin. Hydrattava työliuos 14 voidaan myös johtaa suoraan kierrätyeputkistoon Θ. Vetyä johdetaan putkesta 12 hydrauskiertoputkistoon vähän ennen hydrausreaktoria 2 ja poistokaasut poistetaan putkea 11 pitkin, joka on kiertosäi-liön 1 yläosassa. Hydrattua työliuosta poistetaan kiertosäi-liön 1 alaosaan liitetyn putken 13 kautta ja johdetaan pumpun 5 ja jälkieuodattimen 7 kautta hapetukseen. Hydrauskonver-sioon voidaan vaikuttaa säätämällä syötettävän vedyn 12 määrää, reaktorin 2 painetta ja nestevirtausta 8 sen läpi.
β 82669
Eaxia&irKKi
Suoritetussa pienimittakaavaisessa panoskokeessa käytettiin työliuosta, joka sisälsi 2-etyy1iantrakinonia 100 g/1. Liuottimena käytettiin aromaattisten hiilivetyjen ja erään orgaanisen fosforiyhdieteen seosta. Reaktoriputkistoon, jonka pituus oli noin 400 mm ja halkaisija 39 mm, oli asennettu 10 kappaletta 40 mm pituista katalyyttisellä materiaalilla päällystettyä staattista sekoitinta. Metallisen staattisen se-koittimen pintaan oli kiinnitetty noin 50 mikrometrin paksuinen, huokoinen gamma-alumiinioksidikantoaine. Alumiinioksidi-kerrokseen oli imeytetty palladiumia kaikkiaan noin 0,5 paino-prosent t ia.
Työliuoksen virtausmäärä oli noin 2000 1/h, joka vastasi o lineaarinopeutta 0,5 m/e. Lämpötila oli 50 C ja paine reaktorin alkupäässä 4,0 baaria.
Vetyä syötettiin reaktoriin 55 1/h <NTP>, josta vain osa kului reaktorissa. Vetyperoksidia tuotettiin reaktorissa keskimäärin 50 kg/(kg palladiumia) tunnissa.
Claims (9)
- 82669 9
- 1. Menetelmä vetyperoksidin valmistamiseksi antrakmoni-menetelmällä kierrättämällä reaktioseosta, johon syötetään vetyä tai vetypitoista kaasua (12) ja tyoliuosta (14) eli ant.rakinoni johdannaista orgaanisessa 1 iuottimessa , yhtenäisen tai useasta osasta muodostuvan pitkänomaisen staattisen se-koit.usvyöhykkeen (2) kautta antrak inoni johdannaisen hydraami-seksi kiinteän katalyytin läsnäollessa ja poistamalla kiertävästä reaktioseokeesta hydrattua tyoliuosta (13) ja kaasua (11) , tunnettu siitä, että reaktioseosta (Θ) sekoitetaan ja katalysoidaan samanaikaisesti kierrättämällä eitä katalyytillä päällystetyn staattisen sekoitusvyohykkeen (2, 9) kautta.
- 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että katalyytillä päällystetyssä staattisessa eekoi- tusvyohykkeassa (2, 9) ylläpidetään painetta, joka on 1 · 1 fi baaria, edullisesti 2-5 baaria, ja lämpötilaa, joka on alle o o .10 0 C, edullisesti 40-60 C.
- 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että reaktioseosta (8) kierrätetään katalyytillä päällystetyn staattisen sekoitusvyohykkeen (2, 9) läpi nopeudella 0,1-1,5 m/s.
- 4. Yhdestä tai useammasta osasta koostuva putkimainen staattinen sekoitin <9> sellaisen reaktioseoksen katalyytti seksi hydraamiseksi, jossa on vetyä tai vetypitoista kaasua (12) je tyoliuosta (14) eli antrakinomjohdannaista orgaani sessa 1 tuot11messa, tunnettu silta, että staattinen sekoitin (9) on päällystetty kiinteällä katalyytillä.
- 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen staattinen sekoitin, tunnettu siitä, että se on pinnoitettu huokoisella kantoai-neella, johon hydrausta katalysoiva metalli on imeytetty. 10 82669
- 6. Pat. ent t i vaa t imukeen 5 mukainen staattinen sekoitin, tunnettu siitä, että pinnoitteen paksuus on korkeintaan noin 300 ^um ja edullisesti ainakin 5 ^um.
- 7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen staattinen sekoitin, tunnettu siitä, että huokoinen kantoaine on aktiivista alumiinioksidia, piidioksidia, silikaattia ja/tai aktiivista hiiltä. Θ. Jonkin patenttivaatimuksista 4-7 mukainen staattinen sekoitin, tunnettu siitä, että sekoltt uneen <9) on imeytetty hydrausta katalysoivaa palladiumia, platinaa, rodiumia ja/tai nikke1 ia.
- 9. Sellaisen putkimaisen, yhdestä tai useammasta osasta koostuvan staattisen sekoittimen (9) käyttö orgaanisessa 1iuottimessa olevan antrakinonijohdannaisen katalyyttisessä hydrauksesea vedyllä tai vetypitoise 1la kaasulla, jonka staattisen sekoittimen pinta on päällystetty edullisesti korkeintaan noin 300 ^umn paksuisella huokoisella kantoaineella, johon on imeytetty hydrausta katalysoivaa metallia. 82669 11
Priority Applications (12)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI890428A FI82669C (fi) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | Foerfarande foer framstaellning av vaeteperoxid. |
| SE9000227A SE504578C2 (sv) | 1989-01-27 | 1990-01-23 | Rörformig statisk blandare samt användning av denna vid ett förfarande för framställning av väteperoxid genom antrakinonprocessen |
| AU48660/90A AU620963B2 (en) | 1989-01-27 | 1990-01-23 | A process for the preparation of hydrogen peroxide (i) |
| NZ232216A NZ232216A (en) | 1989-01-27 | 1990-01-24 | Process for the preparation of hydrogen peroxide by anthraquinone process |
| BR909000347A BR9000347A (pt) | 1989-01-27 | 1990-01-26 | Processo para a producao de peroxido de hidrogenio e misturador estatico tubular |
| JP2015146A JPH02275703A (ja) | 1989-01-27 | 1990-01-26 | 反応と混合を同時に行なう過酸化水素の製造方法 |
| ES909000488A ES2019046A6 (es) | 1989-01-27 | 1990-01-26 | Proceso para la preparacion de peroxido de hidrogeno. |
| DE4002335A DE4002335A1 (de) | 1989-01-27 | 1990-01-26 | Verfahren zur herstellung von wasserstoffperoxid |
| CA002008651A CA2008651A1 (en) | 1989-01-27 | 1990-01-26 | Process for the preparation of hydrogen peroxide (i) |
| GB9001802A GB2229173B (en) | 1989-01-27 | 1990-01-26 | A process for the preparation of hydrogen peroxide |
| IT83314A IT1240869B (it) | 1989-01-27 | 1990-01-26 | Processo per la produzione di perossido di idrogeno (i) |
| FR909000986A FR2642412B1 (fr) | 1989-01-27 | 1990-01-29 | Procede pour la preparation de peroxyde d'hydrogene 1 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI890428 | 1989-01-27 | ||
| FI890428A FI82669C (fi) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | Foerfarande foer framstaellning av vaeteperoxid. |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI890428A0 FI890428A0 (fi) | 1989-01-27 |
| FI890428A FI890428A (fi) | 1990-07-28 |
| FI82669B true FI82669B (fi) | 1990-12-31 |
| FI82669C FI82669C (fi) | 1991-04-10 |
Family
ID=8527797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI890428A FI82669C (fi) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | Foerfarande foer framstaellning av vaeteperoxid. |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02275703A (fi) |
| AU (1) | AU620963B2 (fi) |
| BR (1) | BR9000347A (fi) |
| CA (1) | CA2008651A1 (fi) |
| DE (1) | DE4002335A1 (fi) |
| ES (1) | ES2019046A6 (fi) |
| FI (1) | FI82669C (fi) |
| FR (1) | FR2642412B1 (fi) |
| GB (1) | GB2229173B (fi) |
| IT (1) | IT1240869B (fi) |
| NZ (1) | NZ232216A (fi) |
| SE (1) | SE504578C2 (fi) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4313393C2 (de) * | 1993-04-07 | 2003-06-26 | Siemens Ag | Statischer Mischer |
| FI95457C (fi) * | 1994-03-15 | 1996-02-12 | Kemira Chemicals Oy | Menetelmä vetyperoksidin valmistamiseksi ja siinä käytettävä reaktori |
| WO2001094006A2 (en) * | 2000-06-07 | 2001-12-13 | Abb Lummus Global, Inc. | Heat exchanger/reactor apparatus |
| US20220362752A1 (en) * | 2019-06-21 | 2022-11-17 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Processes for catalytically coating scaffolds |
| CN111410176A (zh) * | 2020-05-14 | 2020-07-14 | 福建永荣科技有限公司 | 一种生产过氧化氢的氢化塔管式反应器 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL139013B (nl) * | 1965-12-04 | 1973-06-15 | Degussa | Werkwijze voor het bereiden van waterstofperoxyde volgens het antrachinonkringloopprocede. |
| US3565581A (en) * | 1968-05-16 | 1971-02-23 | Fmc Corp | Production of hydrogen peroxide in the anthraquinone process using a novel catalytic fixed bed |
| US3615207A (en) * | 1969-06-16 | 1971-10-26 | Fmc Corp | Production of hydrogen peroxide by anthraquinone process |
| YU33554B (en) * | 1969-07-12 | 1977-08-31 | Degussa | Process for reactivating noble metal catalysts on a carrier for the synthesis of h2o2 by anthraquinone process |
| JPS4941040B1 (fi) * | 1970-08-18 | 1974-11-06 | ||
| DE2042523C3 (de) * | 1970-08-27 | 1979-09-13 | Deutsche Gold- Und Silber-Scheideanstalt Vormals Roessler, 6000 Frankfurt | Verfahren zum Regenerieren von Edelmetall-Katalysatoren für die Wasserstoffperoxidsynthese nach dem Anthrachinonverfahren |
| US3755552A (en) * | 1970-10-21 | 1973-08-28 | Fmc Corp | Process for producing hydrogen peroxide |
| US4428922A (en) * | 1982-05-14 | 1984-01-31 | Fmc Corporation | Process for manufacturing hydrogen peroxide |
| SE431532B (sv) * | 1982-09-08 | 1984-02-13 | Eka Ab | Forfarande vid framstellning av veteperoxid |
| FI77633B (fi) * | 1986-12-05 | 1988-12-30 | Kemira Oy | Foerfarande foer framstaellning av vaeteperoxid. |
-
1989
- 1989-01-27 FI FI890428A patent/FI82669C/fi not_active IP Right Cessation
-
1990
- 1990-01-23 SE SE9000227A patent/SE504578C2/sv unknown
- 1990-01-23 AU AU48660/90A patent/AU620963B2/en not_active Ceased
- 1990-01-24 NZ NZ232216A patent/NZ232216A/xx unknown
- 1990-01-26 GB GB9001802A patent/GB2229173B/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-01-26 JP JP2015146A patent/JPH02275703A/ja active Pending
- 1990-01-26 IT IT83314A patent/IT1240869B/it active IP Right Grant
- 1990-01-26 DE DE4002335A patent/DE4002335A1/de not_active Withdrawn
- 1990-01-26 BR BR909000347A patent/BR9000347A/pt not_active Application Discontinuation
- 1990-01-26 CA CA002008651A patent/CA2008651A1/en not_active Abandoned
- 1990-01-26 ES ES909000488A patent/ES2019046A6/es not_active Expired - Fee Related
- 1990-01-29 FR FR909000986A patent/FR2642412B1/fr not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT1240869B (it) | 1993-12-17 |
| GB2229173B (en) | 1993-03-03 |
| IT9083314A0 (it) | 1990-01-26 |
| SE9000227D0 (sv) | 1990-01-23 |
| SE9000227L (sv) | 1990-07-28 |
| SE504578C2 (sv) | 1997-03-10 |
| AU620963B2 (en) | 1992-02-27 |
| GB2229173A (en) | 1990-09-19 |
| FI890428A (fi) | 1990-07-28 |
| FR2642412B1 (fr) | 1992-11-13 |
| DE4002335A1 (de) | 1990-09-06 |
| CA2008651A1 (en) | 1990-07-27 |
| BR9000347A (pt) | 1990-12-04 |
| IT9083314A1 (it) | 1990-07-28 |
| AU4866090A (en) | 1990-08-02 |
| ES2019046A6 (es) | 1991-05-16 |
| NZ232216A (en) | 1991-10-25 |
| FR2642412A1 (fr) | 1990-08-03 |
| JPH02275703A (ja) | 1990-11-09 |
| FI890428A0 (fi) | 1989-01-27 |
| FI82669C (fi) | 1991-04-10 |
| GB9001802D0 (en) | 1990-03-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI82670B (fi) | Foerfarande foer framstaellning av vaeteperoxid. | |
| FI70398C (fi) | Foerfarande vid framstaellning av vaeteperoxid | |
| KR100339285B1 (ko) | 디니트로톨루엔을 톨루엔디아민으로 가수소화시키는데 유용한모놀리스 촉매 | |
| EP0672617B1 (en) | Process for producing hydrogen peroxide and a reactor to be used in the said process | |
| US5853693A (en) | Hydrogenation catalyst for production of hydrogen peroxide, and method for preparation of same | |
| FI82669B (fi) | Foerfarande foer framstaellning av vaeteperoxid. | |
| US6521767B1 (en) | Method for suspension hydrogenation of an anthraquinone compound in a special reactor in order to produce hydrogen peroxide | |
| US6150564A (en) | Selective liquid-phase hydrogenation of α,β-unsaturated carbonyl compounds | |
| CA2389428C (en) | Method for producing hydrogen peroxide | |
| FI88701C (fi) | Foerfarande foer producering av vaeteperoxid | |
| EP3181543B1 (en) | Process of preparing 4-methyl-3-decen-5-one | |
| NL8702882A (nl) | Werkwijze voor de bereiding van waterstofperoxide. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Patent lapsed |
Owner name: KEMIRA OY |