JPH105575A - 触媒反応の実施のための方法及び反応器 - Google Patents
触媒反応の実施のための方法及び反応器Info
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- JPH105575A JPH105575A JP9071047A JP7104797A JPH105575A JP H105575 A JPH105575 A JP H105575A JP 9071047 A JP9071047 A JP 9071047A JP 7104797 A JP7104797 A JP 7104797A JP H105575 A JPH105575 A JP H105575A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 少なくとも１種の触媒が懸濁されている液相
を有し、かつ付加的に、気相を有してよい反応器中での
触媒反応の実施法 【解決手段】 液相及び、場合により気相を少なくとも
部分的に、その水力直径が、０．５〜２０ｍｍ、有利に
１空１０ｍｍ、特に有利に１〜３ｍｍであるオリフィス
又はチャネルを有する、反応器内の装置を通して供給す
る。
を有し、かつ付加的に、気相を有してよい反応器中での
触媒反応の実施法 【解決手段】 液相及び、場合により気相を少なくとも
部分的に、その水力直径が、０．５〜２０ｍｍ、有利に
１空１０ｍｍ、特に有利に１〜３ｍｍであるオリフィス
又はチャネルを有する、反応器内の装置を通して供給す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、触媒が、液相中に
懸濁される触媒反応を実施するための方法及び反応器に
関する。既にこの相は、液体反応成分又は懸濁された固
体反応成分を含有してよい。更に、それから反応成分
が、液相中に溶解する気相が、存在することも多い。こ
のタイプの典型的な反応は、酸化及び水素化である。
懸濁される触媒反応を実施するための方法及び反応器に
関する。既にこの相は、液体反応成分又は懸濁された固
体反応成分を含有してよい。更に、それから反応成分
が、液相中に溶解する気相が、存在することも多い。こ
のタイプの典型的な反応は、酸化及び水素化である。
【０００２】
【従来の技術】殊に、気泡塔及び撹拌コンテナが、この
ような反応を実施するために好適である。懸濁反応のた
めの技術は、Ullmanns Encyclopaedie der technischen
Chemie, 第４版、１９７３、第３巻、４９４〜５１８
頁中に詳述されている。このような反応の基本的な問題
は、反応成分と、液相中に懸濁されている触媒粒子との
充分な接触を確実にすることである。
ような反応を実施するために好適である。懸濁反応のた
めの技術は、Ullmanns Encyclopaedie der technischen
Chemie, 第４版、１９７３、第３巻、４９４〜５１８
頁中に詳述されている。このような反応の基本的な問題
は、反応成分と、液相中に懸濁されている触媒粒子との
充分な接触を確実にすることである。
【０００３】懸濁反応器は、例えば、撹拌機、噴射又は
上昇気泡によりもたらされる機械的エネルギーの供給
を、固体粒子を懸濁させるために必要とする。しかし、
懸濁のために必要な規模を越える機械的エネルギー供給
の増加は、液体及び懸濁された固体粒子の間の物質移動
に、著しい改善をもたらさない。それというのも、達成
可能な相対速度は、沈殿速度をほんの僅かな程度でしか
上回らないためである。比較的大きい粒度（１〜１０ｍ
ｍ）を有する触媒粒子の使用が、この相対速度を増加さ
せるために、殊に、流動床法で提案されている。しか
し、この大きい粒子は、周囲の液体に対して所望の速度
を有するが、他方で、１単位堆積当たりのその狭い表面
積が、変換を制限する。この２つの作用は互いに、相殺
されることが多く、従って、変換増加の問題は解決され
ない。
上昇気泡によりもたらされる機械的エネルギーの供給
を、固体粒子を懸濁させるために必要とする。しかし、
懸濁のために必要な規模を越える機械的エネルギー供給
の増加は、液体及び懸濁された固体粒子の間の物質移動
に、著しい改善をもたらさない。それというのも、達成
可能な相対速度は、沈殿速度をほんの僅かな程度でしか
上回らないためである。比較的大きい粒度（１〜１０ｍ
ｍ）を有する触媒粒子の使用が、この相対速度を増加さ
せるために、殊に、流動床法で提案されている。しか
し、この大きい粒子は、周囲の液体に対して所望の速度
を有するが、他方で、１単位堆積当たりのその狭い表面
積が、変換を制限する。この２つの作用は互いに、相殺
されることが多く、従って、変換増加の問題は解決され
ない。
【０００４】より高い相対速度は、懸濁法を止めること
によってのみ、固定床反応器中で達成することができ
る。固定床の代わりに、金属シート又はファブリック
を、触媒物質で被覆し、その上に、液体又は気相を流す
ことも可能である。このような反応器は、ヨーロッパ特
許（ＥＰ）第０６８８６２号明細書、ヨーロッパ特許
（ＥＰ）第２０１６１４号明細書及びヨーロッパ特許
（ＥＰ）第４４８８８４号明細書中に記載されている。
しかし、この反応器の欠点は、被覆された成分を取り替
えなければ、触媒物質を、再生することができないこと
である。これは、費用がかかり、かつ不純反応成分によ
る触媒物質の汚染の危険性がある場合には、費用のかか
る予防措置、例えば、出発物質の超精製につながる。
によってのみ、固定床反応器中で達成することができ
る。固定床の代わりに、金属シート又はファブリック
を、触媒物質で被覆し、その上に、液体又は気相を流す
ことも可能である。このような反応器は、ヨーロッパ特
許（ＥＰ）第０６８８６２号明細書、ヨーロッパ特許
（ＥＰ）第２０１６１４号明細書及びヨーロッパ特許
（ＥＰ）第４４８８８４号明細書中に記載されている。
しかし、この反応器の欠点は、被覆された成分を取り替
えなければ、触媒物質を、再生することができないこと
である。これは、費用がかかり、かつ不純反応成分によ
る触媒物質の汚染の危険性がある場合には、費用のかか
る予防措置、例えば、出発物質の超精製につながる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高い
空時収率を有する、前記のタイプの触媒懸濁反応を実施
するための方法及び反応器を提供することである。
空時収率を有する、前記のタイプの触媒懸濁反応を実施
するための方法及び反応器を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的は、請求項中に
記載の方法によって達成されることを発見した。少なく
とも１種の触媒が懸濁されている液相を有し、かつ場合
により気相を有してよい反応器中で、触媒反応を実施す
るためのこの方法では、液相及び存在する場合には、気
相を、少なくとも部分的に、即ち、少なくともその容量
の一部又はその経路の一部で、その水力直径が、０．５
〜２０ｍｍ、有利に、１〜１０ｍｍ、特に有利に、１〜
３ｍｍであるオリフィス又はチャネルを有する、反応器
内の装置を通して供給する。反応成分は、液体、固体又
は気体で導入することができ、かつ液体中に溶けていて
よい。本発明では、反応成分が供給される際の凝集の状
態は、原則的に重要ではない。水力直径は、オリフィス
の断面積の４倍をその周囲で割った商として定義され
る。特定の場合での理想的なチャネルの広さの選択は、
殊に、通過する液体の粘度、懸濁粒子の粒度及び気相の
存在及びタイプに依存している。チャネルの広さは、液
体の粘度が高いほど、より広くしなければならない。１
０〜２００Ｎｓ／ｍ2の動的粘度を有する液体の場合に
は、１〜３ｍｍの水力直径が最適である。気相が存在す
る場合には、チャネル直径を、１０〜５０％増加させる
のが有利である。
記載の方法によって達成されることを発見した。少なく
とも１種の触媒が懸濁されている液相を有し、かつ場合
により気相を有してよい反応器中で、触媒反応を実施す
るためのこの方法では、液相及び存在する場合には、気
相を、少なくとも部分的に、即ち、少なくともその容量
の一部又はその経路の一部で、その水力直径が、０．５
〜２０ｍｍ、有利に、１〜１０ｍｍ、特に有利に、１〜
３ｍｍであるオリフィス又はチャネルを有する、反応器
内の装置を通して供給する。反応成分は、液体、固体又
は気体で導入することができ、かつ液体中に溶けていて
よい。本発明では、反応成分が供給される際の凝集の状
態は、原則的に重要ではない。水力直径は、オリフィス
の断面積の４倍をその周囲で割った商として定義され
る。特定の場合での理想的なチャネルの広さの選択は、
殊に、通過する液体の粘度、懸濁粒子の粒度及び気相の
存在及びタイプに依存している。チャネルの広さは、液
体の粘度が高いほど、より広くしなければならない。１
０〜２００Ｎｓ／ｍ2の動的粘度を有する液体の場合に
は、１〜３ｍｍの水力直径が最適である。気相が存在す
る場合には、チャネル直径を、１０〜５０％増加させる
のが有利である。
【０００７】新規の本方法では、触媒粒子は、狭いオリ
フィス及びチャネル内で周囲の液体に対して減速される
ので、液相に対してより大きい運動を示す。この減速
は、チャネル壁との衝突により、又は粗い壁面での粒子
の短時間の停滞により生じうる。新規の本方法では、平
均粒度０．０００１〜２ｍｍ、特に有利に０．００１〜
０．１ｍｍ、更に有利に０．００５〜０．０５ｍｍを有
する懸濁触媒粒子を、使用することができる。１単位容
量当たり、広い表面積を有するこれらの粒子は、狭いバ
ッフルの通過により、運動を、液体に対して示しうるの
で、良好な結果をもたらす。その結果、かなりより高い
空時収率を達成することができる。実験は、触媒粒子の
僅かな相対運動でも、又は触媒粒子の僅かな割合の減速
でも、反応が促進されることを示した。
フィス及びチャネル内で周囲の液体に対して減速される
ので、液相に対してより大きい運動を示す。この減速
は、チャネル壁との衝突により、又は粗い壁面での粒子
の短時間の停滞により生じうる。新規の本方法では、平
均粒度０．０００１〜２ｍｍ、特に有利に０．００１〜
０．１ｍｍ、更に有利に０．００５〜０．０５ｍｍを有
する懸濁触媒粒子を、使用することができる。１単位容
量当たり、広い表面積を有するこれらの粒子は、狭いバ
ッフルの通過により、運動を、液体に対して示しうるの
で、良好な結果をもたらす。その結果、かなりより高い
空時収率を達成することができる。実験は、触媒粒子の
僅かな相対運動でも、又は触媒粒子の僅かな割合の減速
でも、反応が促進されることを示した。
【０００８】供給相を実施するためのオリフィス又はチ
ャネルを有する装置は、床、ニットファブリック、有利
に、プラスチック（例えば、ポリウレタン又はメラミン
樹脂）又はセラミックの連続気泡構造体、原則的に、或
いは、その幾何学的形において、蒸留又は抽出技術から
の既に公知の充填物からなる。少ない圧力損失の利点を
有するこのような充填物は、例えば、デザインMontz A3
及びSulzer BX, DX, EXの金網充填物である。しかし、
本発明の目的のためには、これらの充填物は、原則的
に、蒸留又は抽出技術の分野での比較可能なバッフルよ
りも、かなり小さい、通常、２〜１０の因数で小さい水
力直径を有する。金網充填物が、特に有利である。これ
は、懸濁液の一部が、形成されたチャネルを流れず、網
を通過するという事実に依るものと思われる。網充填物
の代わりに、その他の織られた、編まれた又はフェルト
状の液体透過可能な材料を、本発明で使用することがで
きる。その他の好適な充填物には、有利に、穿孔又はそ
の他の広い面積のオリフィスを有さない平面薄板金を使
用し、これは、例えば、デザインMontz B1及びSulzerMe
llapakをベースとする。エキスパンデッドメタルの充填
物、例えば、タイプMontz BSHの充填物も、有利であ
る。この場合にも、穿孔のようなオリフィスを、適当に
小さく保つべきである。本発明中の充填物の適性に決定
的であるのは、その形状大きさではなく、流れのために
形成される充填物中のオリフィスのサイズ又はチャネル
広さである。
ャネルを有する装置は、床、ニットファブリック、有利
に、プラスチック（例えば、ポリウレタン又はメラミン
樹脂）又はセラミックの連続気泡構造体、原則的に、或
いは、その幾何学的形において、蒸留又は抽出技術から
の既に公知の充填物からなる。少ない圧力損失の利点を
有するこのような充填物は、例えば、デザインMontz A3
及びSulzer BX, DX, EXの金網充填物である。しかし、
本発明の目的のためには、これらの充填物は、原則的
に、蒸留又は抽出技術の分野での比較可能なバッフルよ
りも、かなり小さい、通常、２〜１０の因数で小さい水
力直径を有する。金網充填物が、特に有利である。これ
は、懸濁液の一部が、形成されたチャネルを流れず、網
を通過するという事実に依るものと思われる。網充填物
の代わりに、その他の織られた、編まれた又はフェルト
状の液体透過可能な材料を、本発明で使用することがで
きる。その他の好適な充填物には、有利に、穿孔又はそ
の他の広い面積のオリフィスを有さない平面薄板金を使
用し、これは、例えば、デザインMontz B1及びSulzerMe
llapakをベースとする。エキスパンデッドメタルの充填
物、例えば、タイプMontz BSHの充填物も、有利であ
る。この場合にも、穿孔のようなオリフィスを、適当に
小さく保つべきである。本発明中の充填物の適性に決定
的であるのは、その形状大きさではなく、流れのために
形成される充填物中のオリフィスのサイズ又はチャネル
広さである。
【０００９】有利な１方法は、液相及び場合により、気
相を、その壁材料が、懸濁される触媒粒子の平均粒度に
対して、０．１〜１０、有利に０．５〜５倍の表面粗さ
を有するオリフィス又はチャネルを通して供給する方法
である。オリフィス又はチャネル壁の粗さは、特に良好
な減速、従って、懸濁された触媒粒子の相対運動をもた
らす。これらは、短時間、壁面に保持され、やや遅れて
液体流中に、再び入る。特には、使用材料の有利な粗さ
は、懸濁される触媒粒子のサイズに依る。
相を、その壁材料が、懸濁される触媒粒子の平均粒度に
対して、０．１〜１０、有利に０．５〜５倍の表面粗さ
を有するオリフィス又はチャネルを通して供給する方法
である。オリフィス又はチャネル壁の粗さは、特に良好
な減速、従って、懸濁された触媒粒子の相対運動をもた
らす。これらは、短時間、壁面に保持され、やや遅れて
液体流中に、再び入る。特には、使用材料の有利な粗さ
は、懸濁される触媒粒子のサイズに依る。
【００１０】適当な１方法では、液体相又は液体／気体
相を、その表面が、０．００１〜０．０１ｍｍのＤＩＮ
４７６８／１による中心線平均値Ｒaを有する金属壁材
料を有するオリフィス又はチャネルを通して供給する。
このような金属表面は、酸素雰囲気下での例えば、鋼
鉄、例えば、カンタルの熱処理で製造することができ
る。巨視的粗さだけではなく、顕微鏡的粗さも、本発明
の目的に有効である。
相を、その表面が、０．００１〜０．０１ｍｍのＤＩＮ
４７６８／１による中心線平均値Ｒaを有する金属壁材
料を有するオリフィス又はチャネルを通して供給する。
このような金属表面は、酸素雰囲気下での例えば、鋼
鉄、例えば、カンタルの熱処理で製造することができ
る。巨視的粗さだけではなく、顕微鏡的粗さも、本発明
の目的に有効である。
【００１１】有利な１方法では、液相を、約５０〜３０
０、有利に１５０〜２００ｍ3／ｍ２ｈの空管速度（ｅ
ｍｐｔｙ ｔｕｂｅ ｖｅｌｏｃｉｔｙ）で、オリフィ
ス及びチャネルを有する装置を通して供給する。気相が
同時に存在する場合には、その空管速度は、５〜３０
０、殊に有利に１００〜２００ｍ3／ｍ2ｈであるのが有
利である。
０、有利に１５０〜２００ｍ3／ｍ２ｈの空管速度（ｅ
ｍｐｔｙ ｔｕｂｅ ｖｅｌｏｃｉｔｙ）で、オリフィ
ス及びチャネルを有する装置を通して供給する。気相が
同時に存在する場合には、その空管速度は、５〜３０
０、殊に有利に１００〜２００ｍ3／ｍ2ｈであるのが有
利である。
【００１２】本発明により、請求項に記載されているよ
うな触媒反応を実施するための反応器も提供される。
うな触媒反応を実施するための反応器も提供される。
【００１３】この反応器は、液相又は懸濁液を供給し、
かつ除去するための手段を有している。必要な場合に
は、この反応器は、更に、気相を供給かつ除去するため
の手段も有する。この反応器は、０．５〜２０ｍｍ、有
利に１〜１０ｍｍ、特に有利に１〜３ｍｍの水力直径を
有するオリフィス及びチャネルを有する少なくとも１つ
の装置を有し、その際、液体相及び場合によっては、気
相が、少なくとも部分的に、反応の間にオリフィス及び
チャネルを通じて供給されるように、この装置を、反応
器中に設置かつ配置する。従って、前記の、触媒粒子に
対する液相のより激しい運動が、この場合にも達成され
る。
かつ除去するための手段を有している。必要な場合に
は、この反応器は、更に、気相を供給かつ除去するため
の手段も有する。この反応器は、０．５〜２０ｍｍ、有
利に１〜１０ｍｍ、特に有利に１〜３ｍｍの水力直径を
有するオリフィス及びチャネルを有する少なくとも１つ
の装置を有し、その際、液体相及び場合によっては、気
相が、少なくとも部分的に、反応の間にオリフィス及び
チャネルを通じて供給されるように、この装置を、反応
器中に設置かつ配置する。従って、前記の、触媒粒子に
対する液相のより激しい運動が、この場合にも達成され
る。
【００１４】本発明は、種々の連続式又は断続式反応器
デザインで、例えば、噴射反応器、気泡塔、管型反応
器、管束反応器及び撹拌コンテナ中で実施することがで
きる。撹拌コンテナの場合には、新規のバッフルを、撹
拌軸に直接固定してもよく、そうすると、それは、少な
くとも部分的に、撹拌素子の機能を果たす。これらは、
フロースポイラーとしても役立つ。撹拌コンテナ中で使
用される場合を除き、前記のバッフルが、反応器全体を
充たしているのは、有利ではあるが、必要ではない。新
規の反応器は、それを通ずる流れが、気相の存在下に、
有利に、下から上への並流(cocurrent)である垂直に設
置された気泡塔が有利である。その他の有利な反応器
は、新規のバッフルが、個々の管中に納めれられた加熱
可能又は冷却可能な管束反応器である。気相の存在下で
は、反応器を通ずる流れは、下から上であるのが有利で
ある。適当な装置を有するらせん又は平面型熱交換機も
有利である。バッフルが、フロースポイラー及び／又は
撹拌素子中に組み込まれている撹拌コンテナも、同様
に、反応器として好適である。
デザインで、例えば、噴射反応器、気泡塔、管型反応
器、管束反応器及び撹拌コンテナ中で実施することがで
きる。撹拌コンテナの場合には、新規のバッフルを、撹
拌軸に直接固定してもよく、そうすると、それは、少な
くとも部分的に、撹拌素子の機能を果たす。これらは、
フロースポイラーとしても役立つ。撹拌コンテナ中で使
用される場合を除き、前記のバッフルが、反応器全体を
充たしているのは、有利ではあるが、必要ではない。新
規の反応器は、それを通ずる流れが、気相の存在下に、
有利に、下から上への並流(cocurrent)である垂直に設
置された気泡塔が有利である。その他の有利な反応器
は、新規のバッフルが、個々の管中に納めれられた加熱
可能又は冷却可能な管束反応器である。気相の存在下で
は、反応器を通ずる流れは、下から上であるのが有利で
ある。適当な装置を有するらせん又は平面型熱交換機も
有利である。バッフルが、フロースポイラー及び／又は
撹拌素子中に組み込まれている撹拌コンテナも、同様
に、反応器として好適である。
【００１５】懸濁された触媒材料を導入し、かつ慣用の
方法（沈降、遠心分離、脱水濾過、十字流濾過）で再び
分離除去することができる。
方法（沈降、遠心分離、脱水濾過、十字流濾過）で再び
分離除去することができる。
【００１６】有利に、オリフィス又はチャネルを有する
装置は、床、ニットファブリック、有利にプラスチック
又はセラミックから作られる連続気泡構造物又は蒸留又
は抽出技術からの充填物素子である。方法に関する前記
は、この場合、適当な形に応用することができる。
装置は、床、ニットファブリック、有利にプラスチック
又はセラミックから作られる連続気泡構造物又は蒸留又
は抽出技術からの充填物素子である。方法に関する前記
は、この場合、適当な形に応用することができる。
【００１７】もう１つの有利な反応器では、装置のオリ
フィス又はチャネルは、懸濁される触媒粒子の平均粒度
に対して０．１〜１０、有利に０．５〜５倍の表面粗さ
を有する壁材料を有する。殊に、その表面が、０．００
１〜０．０１ｍｍのＤＩＮ４７６８／１による中心線平
均値Ｒaを有する金属壁材料を使用することができる。
フィス又はチャネルは、懸濁される触媒粒子の平均粒度
に対して０．１〜１０、有利に０．５〜５倍の表面粗さ
を有する壁材料を有する。殊に、その表面が、０．００
１〜０．０１ｍｍのＤＩＮ４７６８／１による中心線平
均値Ｒaを有する金属壁材料を使用することができる。
【００１８】懸濁される固体を、慣用の分離法、例え
ば、脱水濾過又はカートリッジフィルターを通しての濾
過により分離除去する。連続的反応方法では、十字流濾
過が、特に好適であると判明している。
ば、脱水濾過又はカートリッジフィルターを通しての濾
過により分離除去する。連続的反応方法では、十字流濾
過が、特に好適であると判明している。
【００１９】本発明を、次の図を参照しつつ、詳述す
る。
る。
【００２０】図は、次のものを示している： 図１：本発明により変性された気泡塔反応器を使用する
断続的反応法のための実験用セットアップ 図２：本発明により変性された気泡塔反応器を使用する
連続的反応法のための実験用セットアップ 図３：本発明により変性された管束反応器を使用する連
続的反応法のための実験用セットアップ。
断続的反応法のための実験用セットアップ 図２：本発明により変性された気泡塔反応器を使用する
連続的反応法のための実験用セットアップ 図３：本発明により変性された管束反応器を使用する連
続的反応法のための実験用セットアップ。
【００２１】図１は、例として、断続式気泡塔反応器１
を使用するセットアップ例を示しており、その際、その
形状は、Sulzer BX 蒸留充填物に比較可能な網充填物２
が、本発明により配置されている。反応を実施するため
に、先ず、懸濁された触媒を含有する液体反応成分を、
充填管３を介して導入する。気体反応成分を接続管４を
介して供給し、かつこれを、混合ノズル５中で、循環懸
濁液と混合し、かつこの混合物を、反応器１の底部末端
に供給する。懸濁液を、反応器から、気体と一緒に、管
６を介して排出させ、かつ分離器７に供給する。そこか
ら、気体を、排気冷却機８及び圧力保持装置９を介し
て、排気管１０に送る。懸濁液を、分離器７から、管１
１を介してポンプ１２、熱交換器１３、混合ノズル５、
更に反応器１に導く。反応の終了後、懸濁液を、排出管
１４を介して排出する。
を使用するセットアップ例を示しており、その際、その
形状は、Sulzer BX 蒸留充填物に比較可能な網充填物２
が、本発明により配置されている。反応を実施するため
に、先ず、懸濁された触媒を含有する液体反応成分を、
充填管３を介して導入する。気体反応成分を接続管４を
介して供給し、かつこれを、混合ノズル５中で、循環懸
濁液と混合し、かつこの混合物を、反応器１の底部末端
に供給する。懸濁液を、反応器から、気体と一緒に、管
６を介して排出させ、かつ分離器７に供給する。そこか
ら、気体を、排気冷却機８及び圧力保持装置９を介し
て、排気管１０に送る。懸濁液を、分離器７から、管１
１を介してポンプ１２、熱交換器１３、混合ノズル５、
更に反応器１に導く。反応の終了後、懸濁液を、排出管
１４を介して排出する。
【００２２】図２は、管１５及び１６を介して、再利用
される気体を用いて、付加的に操作され、その気体が、
新規の気体１７と一緒に、混合ノズル５により混合され
て、循環懸濁液１８中に供給される、充填物２を有する
連続式反応器１を示している。反応器排出物を、管６を
介して、分離器７に供給し、その中で、気相を分離し、
かつ管１５を介して除去する。気体不純物のレベルの増
加を制限するために、この量のガスの排出流を、管１０
を介して除去し、かつ残った量のガスを、管１６を介し
て反応器で再使用する。液体反応成分のみを、管３を介
して導入する。懸濁された触媒は、十字流濾過器１９に
より保持され、かつ触媒不含液体２０のみが流出して、
除去されるという事実により、反応器系に留まる。
される気体を用いて、付加的に操作され、その気体が、
新規の気体１７と一緒に、混合ノズル５により混合され
て、循環懸濁液１８中に供給される、充填物２を有する
連続式反応器１を示している。反応器排出物を、管６を
介して、分離器７に供給し、その中で、気相を分離し、
かつ管１５を介して除去する。気体不純物のレベルの増
加を制限するために、この量のガスの排出流を、管１０
を介して除去し、かつ残った量のガスを、管１６を介し
て反応器で再使用する。液体反応成分のみを、管３を介
して導入する。懸濁された触媒は、十字流濾過器１９に
より保持され、かつ触媒不含液体２０のみが流出して、
除去されるという事実により、反応器系に留まる。
【００２３】図３は、反応の高熱を伴う高速反応の場合
に有利に使用可能で、かつその際、反応器１が、管束熱
交換機のデザインを有し、かつ金網充填物２が中に配置
されている管束２１を有する実施態を示している。図１
及び２中に存在する熱交換機８は、この実施態では無く
てもよい。反応器が、冷媒のみを供給される場合には、
反応の開始時にヒーターを機能させることを止めること
ができる。部５、６、７、１０、１４、１６、１７、１
９及び２０の機能は、図２中のそれらに相応する。
に有利に使用可能で、かつその際、反応器１が、管束熱
交換機のデザインを有し、かつ金網充填物２が中に配置
されている管束２１を有する実施態を示している。図１
及び２中に存在する熱交換機８は、この実施態では無く
てもよい。反応器が、冷媒のみを供給される場合には、
反応の開始時にヒーターを機能させることを止めること
ができる。部５、６、７、１０、１４、１６、１７、１
９及び２０の機能は、図２中のそれらに相応する。
【００２４】
【実施例】記載の本発明の利点を、下記で、ヒドロデヒ
ドロリナロールを水素化して、ヒドロリナロール及び更
に、テトラヒドロリナロールにする例で示す。三重結合
を水素化して、先ず二重結合に、かつ最終的に単結合に
する。
ドロリナロールを水素化して、ヒドロリナロール及び更
に、テトラヒドロリナロールにする例で示す。三重結合
を水素化して、先ず二重結合に、かつ最終的に単結合に
する。
【００２５】反応を、一方では、三枚羽根ガス撹拌機
（容量１ｌ、撹拌機直径５４ｍｍ、１０００ｒｐｍ）及
びフロースポイラーを有する慣用の撹拌コンテナ中で実
施した。
（容量１ｌ、撹拌機直径５４ｍｍ、１０００ｒｐｍ）及
びフロースポイラーを有する慣用の撹拌コンテナ中で実
施した。
【００２６】他方で、網充填物を備えられている気泡塔
（高さ４００ｍｍ、直径４０ｍｍ）を、本発明により、
水素化のために使用した。この実験用セットアップは、
図１に相応する。充填物の形状は、タイプSulzer BXの
市販の網充填物に相応したが、この網は、０．１１２ｍ
ｍのワイヤ厚さを有し、従って、より細かく、かつその
隙間は、より狭かった。曲がり広さ(bend width)は、１
ｍｍであり、かつ曲がりの傾斜の角度は、垂直に対して
６０゜であった。１単位容量当たりの充填物の表面積
は、２２００ｍ2／ｍ3であり、その際、これらのデータ
は、平面シートに相似した網の幾何学的表面積をベース
とした。懸濁された触媒を有する液体及びガスを、充填
物を有する反応器中に、下から、１７５ｍ3／ｍ2ｈの空
管速度で導入した。
（高さ４００ｍｍ、直径４０ｍｍ）を、本発明により、
水素化のために使用した。この実験用セットアップは、
図１に相応する。充填物の形状は、タイプSulzer BXの
市販の網充填物に相応したが、この網は、０．１１２ｍ
ｍのワイヤ厚さを有し、従って、より細かく、かつその
隙間は、より狭かった。曲がり広さ(bend width)は、１
ｍｍであり、かつ曲がりの傾斜の角度は、垂直に対して
６０゜であった。１単位容量当たりの充填物の表面積
は、２２００ｍ2／ｍ3であり、その際、これらのデータ
は、平面シートに相似した網の幾何学的表面積をベース
とした。懸濁された触媒を有する液体及びガスを、充填
物を有する反応器中に、下から、１７５ｍ3／ｍ2ｈの空
管速度で導入した。
【００２７】どちらの場合も、反応を、断続的に１．１
バール下で実施した。使用触媒は、約０．０１ｍｍの平
均粒度を有する、ＣａＣＯ3担体上の、ＺｎＯドーピン
グされたパラジウム触媒であった。使用ヒドロデヒドロ
リナロールの量は、比較例では、撹拌コンテナ中で６５
０ｇであり、かつ新規の反応器を使用する実験では８４
０ｇであった。水素化を、８０℃で実施した。
バール下で実施した。使用触媒は、約０．０１ｍｍの平
均粒度を有する、ＣａＣＯ3担体上の、ＺｎＯドーピン
グされたパラジウム触媒であった。使用ヒドロデヒドロ
リナロールの量は、比較例では、撹拌コンテナ中で６５
０ｇであり、かつ新規の反応器を使用する実験では８４
０ｇであった。水素化を、８０℃で実施した。
【００２８】例１ 触媒０．１５重量％を有する充填された気泡塔。三重結
合の水素化は、１．７５時間後に終了し、かつ二重結合
の水素化は、４時間後に終了した。
合の水素化は、１．７５時間後に終了し、かつ二重結合
の水素化は、４時間後に終了した。
【００２９】例２ 触媒０．３１重量％を有する充填された気泡塔。水素化
時間は、殆ど、例１での水素化時間と同様であった。
時間は、殆ど、例１での水素化時間と同様であった。
【００３０】比較例１ 触媒０．１５重量％を有する撹拌コンテナ。三重結合の
水素化は、５時間後に終了し、かつ二重結合の水素化
は、１１時間後に終了した。
水素化は、５時間後に終了し、かつ二重結合の水素化
は、１１時間後に終了した。
【００３１】比較例２ 触媒０．３１重量％を有する撹拌コンテナ。相応する水
素化時間は、３．５及び７時間であった。
素化時間は、３．５及び７時間であった。
【００３２】比較例３ 触媒０．７７重量％を有する撹拌コンテナ。水素化時間
は、３及び５．５時間に減った。
は、３及び５．５時間に減った。
【００３３】比較例は、慣用の反応器では、空時収率
は、導入された触媒量と共に増加することを示してい
る。これは、変換率は、物質移動により調節されること
を意味している。他方で、新規の方法を使用する場合に
は、添加触媒量を増やしても、反応時間は、変化しない
ままである。このことは、変換率は、もはや物質移動に
より調節されないことを示している。最大可能な変換率
は、新規の実験では、気相から液体への物質移動によっ
て決定される。これは既に、比較的低い触媒濃度で、達
成される。
は、導入された触媒量と共に増加することを示してい
る。これは、変換率は、物質移動により調節されること
を意味している。他方で、新規の方法を使用する場合に
は、添加触媒量を増やしても、反応時間は、変化しない
ままである。このことは、変換率は、もはや物質移動に
より調節されないことを示している。最大可能な変換率
は、新規の実験では、気相から液体への物質移動によっ
て決定される。これは既に、比較的低い触媒濃度で、達
成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により変性された気泡塔反応器を使用す
る断続的反応法のための１実験用装置を示す図
る断続的反応法のための１実験用装置を示す図
【図２】本発明により変性された気泡塔反応器を使用す
る連続的反応法のための１実験用装置を示す図
る連続的反応法のための１実験用装置を示す図
【図３】本発明により変性された管束反応器を使用する
連続的反応法のための１実験用装置を示す図
連続的反応法のための１実験用装置を示す図
１ 反応器、 ２ 充填物、 ５ 混合ノズル、 ７
分離器、 １９ 十字流濾過器、 ２１ 管束
分離器、 １９ 十字流濾過器、 ２１ 管束
フロントページの続き (72)発明者 マンフレート シュトレーツェル ドイツ連邦共和国 イルヴェスハイム ミ ューレンヴェーク 57
Claims (2)
- 【請求項１】 少なくとも１種の触媒が懸濁されている
液相を有し、かつ付加的に、気相を有してよい反応器中
で、触媒反応を実施する方法において、液相及び、場合
により気相を少なくとも部分的に、その水力直径が、
０．５〜２０ｍｍであるオリフィス又はチャネルを有す
る、反応器内の装置を通して供給することを特徴とす
る、少なくとも１種の触媒が懸濁されている液相を有
し、かつ付加的に、気相を有してよい反応器中で、触媒
反応を実施する方法。 - 【請求項２】 液相が、少なくとも１種の懸濁された触
媒を含有し、かつ気相が、付加的に存在してよい、触媒
反応を実施するための反応器において、その反応器が、
０．５〜２０ｍｍの水力直径を有するオリフィス又はチ
ャネルを有する少なくとも１つの装置を含み、かつ液相
及び場合による気相が、少なくとも部分的に、反応の間
にオリフィス又はチャネルを通じて供給されるように、
その装置が、反応器に設置及び配置されている、触媒反
応を実施するための反応器。
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|---|---|---|---|
| DE19611976.6 | 1996-03-26 | ||
| DE19611976A DE19611976A1 (de) | 1996-03-26 | 1996-03-26 | Verfahren und Reaktor zur Durchführung von Stoffumwandlungen mit in Flüssigkeiten suspendierten Katalysatoren |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH105575A true JPH105575A (ja) | 1998-01-13 |
| JP4172831B2 JP4172831B2 (ja) | 2008-10-29 |
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ID=7789495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07104797A Expired - Fee Related JP4172831B2 (ja) | 1996-03-26 | 1997-03-25 | 触媒反応の実施のための方法及び反応器 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP4172831B2 (ja) |
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| DE (2) | DE19611976A1 (ja) |
| ES (1) | ES2202507T5 (ja) |
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| JP2012528710A (ja) * | 2009-06-05 | 2012-11-15 | ソルヴェイ（ソシエテ アノニム） | 多相混合物から液体を分離するための方法および装置 |
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| US6369277B1 (en) | 1998-04-02 | 2002-04-09 | Basf Aktiengesellschaft | Selective liquid-phase hydrogenation of α,β-unsaturated carbonyl compounds |
| DE19814879A1 (de) * | 1998-04-02 | 1999-10-07 | Basf Ag | Verfahren zur selektiven Flüssigphasenhydrierung von alpha,beta-ungesättigten Carbonylverbindungen |
| DE19936276A1 (de) * | 1999-08-02 | 2001-02-08 | Basf Ag | Vorrichtung und Verfahren zur isothermen Durchführung von heterogen katalysierten Dreiphasenreaktionen |
| DE19949672A1 (de) * | 1999-10-14 | 2001-04-19 | Basf Ag | Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Zimtaldehydderivaten |
| DE10159816A1 (de) * | 2001-12-06 | 2003-06-18 | Basf Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Durchführung von heterogen katalysierten Reaktionen |
| ATE378107T1 (de) * | 2001-12-07 | 2007-11-15 | Basf Ag | Verfahren zur herstellung von ruthenium/eisen/kohlenstoffträger-katalysatoren |
| DE10160143A1 (de) * | 2001-12-07 | 2003-06-18 | Basf Ag | Verfahren zur selektiven Hydrierung von olefinisch ungesättigten Carbonylverbindungen |
| DE10160141A1 (de) | 2001-12-07 | 2003-06-18 | Basf Ag | Verfahren zur selektiven Flüssiphasenhydrierung von alpha,beta-ungesättigren Carbonylverbindungen zu ungesättigten Alkoholen in Gegenwart eines Pt/ZnO-Katalysators |
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| DE10231944A1 (de) * | 2002-07-15 | 2004-01-29 | Basf Ag | Verfahren zur kontinuierlichen Hydrierung von Citral zu Citronellal |
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| GB0512120D0 (en) * | 2005-06-15 | 2005-07-20 | Johnson Matthey Plc | Multi-phase reactions |
| US20080044324A1 (en) * | 2006-08-16 | 2008-02-21 | Agency For Science, Technology And Research | Recirculating reactor |
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| WO2011067386A2 (de) | 2009-12-04 | 2011-06-09 | Basf Se | Verfahren zur herstellung von aliphatischen aldehyden |
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