CZ200117A3 - Process for preparing aliphatic dibasic acid and dinitrogen oxide - Google Patents

Process for preparing aliphatic dibasic acid and dinitrogen oxide Download PDF

Info

Publication number
CZ200117A3
CZ200117A3 CZ200117A CZ200117A CZ200117A3 CZ 200117 A3 CZ200117 A3 CZ 200117A3 CZ 200117 A CZ200117 A CZ 200117A CZ 200117 A CZ200117 A CZ 200117A CZ 200117 A3 CZ200117 A3 CZ 200117A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
nitrous oxide
stream
ammonia
reactor
product stream
Prior art date
Application number
CZ200117A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Mikhail A Rodkin
Andrew M Patterson
Anthony K Uriarte
Judith P Oppenheim
Jerry R Ebner
Chris R Buechler
Vladimir Vasilievic Mokrinskii
Elena Markovna Slavinskaya
Alexander Stepanovich Noskov
Ilya Aleksandrovic Zolotarskii
Original Assignee
Solutia Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Solutia Inc filed Critical Solutia Inc
Priority to CZ200117A priority Critical patent/CZ200117A3/en
Publication of CZ200117A3 publication Critical patent/CZ200117A3/en

Links

Abstract

Alifatická dvojsytná kyselina a oxid dusný jsou připraveny následujícím způsobem: alifatická dvojsytná kyselinaje připravena oxidací hydroxylované aromatické sloučeniny oxidem dusným za vzniku alifatické dvojsytné kyseliny a oxid dusný je připraven redukcí směsi proudu plynu obsahujícího Nox a amoniaku, kteráje využita při tvorbě alifatické dvojsytné kyseliny.Aliphatic dibasic acid and nitrous oxide are prepared as follows: aliphatic dibasic acid prepared by oxidation of a hydroxylated aromatic compound nitrous oxide to form an aliphatic dibasic acid and an oxide nitrous is prepared by reducing the mixture of gas stream containing Nox and ammonia used in aliphatic formation dibasic acids.

Description

Způsob přípravy alifatické dvojsytné kyseliny a oxidu dusnéhoProcess for preparing aliphatic dibasic acid and nitrous oxide

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká způsobu přípravy oxidu dusného. Vynález se týká použití oxidu dusného vyrobeného pro hydroxylaci aromatických sloučenin. Vynález se také týká purifikace proudů plynů obsahujících oxid dusný a následného použití ve výše uvedených hydroxylačních postupech.The invention relates to a process for the preparation of nitrous oxide. The invention relates to the use of nitrous oxide produced for the hydroxylation of aromatic compounds. The invention also relates to the purification of nitrous oxide-containing gas streams and subsequent use in the above-mentioned hydroxylation processes.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Čistý oxid dusný (N2O) se používá jako narkotický plyn v lékařství a jako oxidační činidlo pro různé hořlaviny a jako čistící prostředek při výrobě polovodičů. V nedávné době bylo objeveno nové použití oxidu dusné zředěného molekulárním dusíkem (jako nejdostupnějším inertním plynem). Používá jako mírné oxidační činidlo pro výrobu různých hydroxylovaných uhlovodíků. Avšak technologie této výroby klade přísné požadavky na obsah jiných silných oxidačních činidel, jako je kyslík, oxid dusnatý (NO) a oxid dusičitý (NO2), které mohou být přítomné v oxidu dusném jako příměsi.Pure nitrous oxide (N2O) is used as a narcotic gas in medicine and as an oxidizing agent for various combustibles and as a cleaning agent in semiconductor manufacturing. Recently, a new use of nitrous oxide diluted with molecular nitrogen (as the most accessible inert gas) has been discovered. It is used as a mild oxidizing agent for the production of various hydroxylated hydrocarbons. However, the technology of this production imposes stringent requirements on the content of other strong oxidizing agents, such as oxygen, nitric oxide (NO) and nitrogen dioxide (NO2), which may be present in the nitrous oxide admixture.

Dobře známým postupem přípravy oxidu dusného je rozkladem taveniny dusičnanu amonného (NH4NO3) při 220 až 250 °C (viz autorské osvědčení SSSR číslo 1097556). Avšak tento postup se nesnadno kontroluje pro vysokou pravděpodobnost spontánního rozkladu. Není tedy možné snadno konstruovat jednotky s vysokou kapacitou a tak vyrábět oxid dusný ve velkém měřítku. Mimoto je dusičnan amonný dosti drahý, což zvyšuje náklady na výrobu oxidu dusného. Mimoto je zapotřebí zvláštní zdroj oxidu dusného zředěného dusíkem.A well known process for preparing nitrous oxide is by decomposing the melt of ammonium nitrate (NH 4 NO 3) at 220 to 250 ° C (see USSR 1097556). However, this procedure is difficult to control due to the high probability of spontaneous decomposition. Thus, it is not possible to easily construct high capacity units and thus produce large scale nitrous oxide. In addition, ammonium nitrate is quite expensive, which increases the cost of producing nitrous oxide. In addition, a special nitrogen diluted nitrous oxide source is needed.

Existují také metody přípravy oxidu dusného založené na selektivní oxidaci amoniaku (NH3) molekulárním kyslíkem (O2) nad různými katalyzátory - oxidy kovů při 200 až 500 °C za tlaků dosahujících až 2,026 MPa. Poněvadž tyto metody používají levnější suroviny, je cena produktu nižší. Mimoto jde o metodu bezpečnější a umožňuje výrobu s velkou kapacitou.There are also methods for the preparation of nitrous oxide based on the selective oxidation of ammonia (NH3) with molecular oxygen (O2) over various metal oxide catalysts at 200 to 500 ° C at pressures up to 2.026 MPa. Since these methods use cheaper raw materials, the price of the product is lower. In addition, it is a safer method and allows large capacity production.

Například podle metody přípravy oxidu dusného selektivní oxidaci amoniaku (japonská patentová přihláška číslo 46-33210) reakčni směs plynů obsahující čpavek a molekulární kyslík prochází ložem katalyzátoru a reakční produkt, směs plynů obsahující oxid dusný, oxidy dusíku, vodní páru, molekulární kyslík a molekulární dusík se dělí do dvou proudů. Jeden z proudů se vrací do přítoku reakční směsi a druhý proud se podrobí dělícím procesům, aby se dostal čistý oxid dusný. Koncentrace amoniaku při procesu nepřekračuje 10 až 15 obj. %, aby se zamezilo výbušnému rozmezí soustav amoniak-kyslík. Získaný produkt reakce, směs plynů, obsahuje »· * · · · · · · · 99 9For example, according to the method for preparing nitrous oxide by selective oxidation of ammonia (Japanese Patent Application No. 46-33210), a reaction mixture of gases containing ammonia and molecular oxygen passes through the catalyst bed and reaction product, a mixture of gases containing nitrous oxide, nitrogen oxides, water vapor, molecular oxygen and molecular nitrogen is divided into two streams. One of the streams is returned to the feed of the reaction mixture and the other stream is subjected to separation processes to obtain pure nitrous oxide. The ammonia concentration in the process does not exceed 10 to 15 vol% in order to avoid an explosive range of ammonia-oxygen systems. The reaction product obtained, a mixture of gases, contains 99 9

9 9 9 9 · 9 9 9 9 99 9 9 9

9 9 9 9 9 9 9 99 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9 9 · 9 · • » · · 9 » · · * ···· 9 9 9 9 9 9 9 9 · · * značná množství příměsí, jako jsou oxid dusnatý, oxidy dusíku (například NOX) a kyslík, které jsou silnější oxidační činidla než oxid dusný a tedy nejsou žádoucí při výrobě hydroxylovaných uhlovodíků.9 9 9 9 9 9 9 · 9 * 9 9 9 9 9 9 · · * considerable amounts of impurities such as nitric oxide, nitrogen oxides (eg NO X ) and oxygen, which are stronger oxidizing agents than nitrous oxide and therefore not desirable in the production of hydroxylated hydrocarbons.

V jiné metodě (japonská patentová přihláška číslo 6-122505) proud reakční směsi plynů obsahující amoniak, molekulární kyslík a vodní páru prochází ložem katalyzátoru, což dá reakční produkt, směs plynů obsahující oxid dusný, molekulární kyslík, prošlý amoniak, oxidy dusíku (ΝΟχ) a vodní páru. Prošlý amoniak a voda kondenzují na chladiči a vrací se do přiváděné reakční směsi. V reakční směsi je tedy více než 50 obj.% vodních par, které recyklují po kondenzaci z reakčního produktu. Takové zředění reakční směsi vodními parami umožňuje vyšší selektivitu vůči oxidu dusnému a jeho vyšší koncentrace v konečném produktu. Přídavek vody také činí proces bezpečnější zvýšením dolní hranice explozivního rozpětí amoniaku.In another method (Japanese Patent Application No. 6-122505), a stream of ammonia, molecular oxygen, and water vapor reaction gas mixture passes through a catalyst bed to give a reaction product, a gas mixture containing nitrous oxide, molecular oxygen, passed ammonia, nitrogen oxides (ΝΟχ) and water vapor. Expired ammonia and water condense on a condenser and return to the feed reaction mixture. Thus, more than 50 vol% of water vapor is recycled from the reaction product after condensation. Such dilution of the reaction mixture with water vapor allows for higher selectivity to nitrous oxide and its higher concentration in the end product. The addition of water also makes the process safer by raising the lower limit of the explosive ammonia range.

Hlavní nevýhodou tohoto způsobu je to, že se spotřebuje mnoho energie na kondenzaci chlazením a odpařování roztoku amoniaku, což zvyšuje výrobní náklady oxidu dusného. Také je zřejmé, že v reakční směsi musí být přítomno více než 50 obj.% vody pro účely explosivní bezpečnosti, což vyžaduje ještě více energie pro kondenzaci a odpařování. Aby se snížil obsah příměsí oxidu dusného v konečném produktu podle této metody, objemový poměr kyslík/amoniak v reakční směsi na přívodu do vysoce selektivního lože katalyzátoru CuO—MnOg se udržuje mezi 0,5 až 1,5. Při použití jiných vysoce selektivních katalyzátorů, tento způsob nedává žádané výsledky.The main disadvantage of this process is that a lot of energy is consumed for condensation by cooling and evaporating the ammonia solution, which increases the production cost of nitrous oxide. It is also clear that more than 50 vol% of water must be present in the reaction mixture for explosive safety purposes, which requires even more energy for condensation and evaporation. In order to reduce the content of nitrous oxide impurities in the final product of the method, the oxygen / ammonia volume ratio in the reaction mixture at the inlet to the highly selective CuO-MnOg catalyst bed is maintained between 0.5 to 1.5. When using other highly selective catalysts, this process does not give the desired results.

US patenty 5055623; 5001280 a 5110995, jejichž předmět je zde tímto zahrnut, popisují hydroxylaci aromatických sloučenin na aromatické alkoholy (například fenol) s použitím oxidu dusného. Avšak cena oxidu dusného pro takovou hydroxylaci je cenově limitující ve srovnání s existující technologii pro výrobu fenolu (například kumenový proces, jak je uveden v KirkOthmer Encyclopedia of Chemical Technology, 3. vydání, svazek 17, John Wiley & Sons, 1982, strany 374-377).US Patents 5055623; Nos. 5001280 and 5110995, the subject matter of which is hereby incorporated herein, describe the hydroxylation of aromatic compounds to aromatic alcohols (e.g. phenol) using nitrous oxide. However, the price of nitrous oxide for such hydroxylation is cost-limiting compared to existing phenol production technology (for example, the cumene process as disclosed in the KirkOthmer Encyclopedia of Chemical Technology, 3rd Edition, Volume 17, John Wiley & Sons, 1982, pages 374-). 377).

Při přípravě dvojsytných kyselin vznikají proudy odpadních látek, které obsahují oxid dusný, NOX, CO2 CO, N2, organické sloučeniny s nízkým bodem varu a jiné plyny. Dosud se oxid dusný z odpadních proudů dvojsytných kyselin nezískával pro příliš vysoké náklady na dělení a čištění oxidu dusného z odpadních proudů pro jiné aplikace než vysoce čistý oxid dusný pro lékařské účely. V současné době se odpadní proudy buď odvětrávají, ničí nebo recyklují, aby vznikla kyselina dusičná. Podle toho se dosud nezamýšlelo použití oxidu dusného z odpadních proudů dvojsytných kyselin, včetně hydroxylace aromatických sloučenin.In the preparation of dibasic acids, waste streams are generated which contain nitrous oxide, NO X , CO 2, CO 2, N 2, low boiling organic compounds and other gases. To date, nitrous oxide from the waste streams of dibasic acids has not been obtained because of the excessive cost of separating and purifying nitrous oxide from the waste streams for applications other than high purity nitrous oxide for medical purposes. Currently, waste streams are either vented, destroyed or recycled to form nitric acid. Accordingly, the use of nitrous oxide from the waste streams of dibasic acids, including the hydroxylation of aromatic compounds, has not yet been envisaged.

«» · ♦ * · ··♦· ·· · »♦♦♦ * ♦ · ♦ ♦ ♦ · <«»*·· · * 9 * * » 9 9 9 9 9 9 * * 9»» · <<<<<<<<<<<<<<<<<9 9 9 9 9 9 9

99 9 9 9 9 9 9 9 * · ··♦99 9 9 9 9 9 9 9 * · ·· ♦

Je tedy potřeba zajištění způsobu výroby oxidu dusného ve velkém měřítku, ekonomicky, bezpečně a s vysokými výtěžky a hodnotami konverze.Thus, there is a need to provide a large-scale process for producing nitrous oxide, economically, safely, and with high yields and conversion values.

Mimoto, také je potřeba zajištění ekonomického způsobu pro komerční výrobu fenolických sloučenin při současné výrobě jiných žádaných chemických meziproduktů.In addition, there is also a need for an economical process for commercially producing phenolic compounds while producing other desired chemical intermediates.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Vynálezem je způsob výroby oxidu dusného za současného značného omezení obsahu oxidů dusíku (NOX) a kyslíku v konečném proudu produktu oxidu dusného při značně nízké spotřebě energie využívající oxidaci amoniaku.The present invention is a process for producing nitrous oxide while substantially reducing the content of nitrogen oxides (NO x ) and oxygen in the final nitrous oxide product stream at a very low energy consumption utilizing ammonia oxidation.

Vynález se také týká způsobu obnovy a čištění oxidu dusného přítomného v různých proudech plynů obsahujících NOX konverzí NOX na oxid dusný oxidací amoniaku.The invention also relates to a process for the recovery and purification of nitrous oxide present in various NO x containing gas streams by converting NO X to nitrous oxide by oxidation of ammonia.

Vynález se týká způsobu výroby alifatických dvojsytných kyselin hydroxylací aromatické sloučeniny v reaktoru s použitím oxidu dusného za vzniku fenolické sloučeniny, která se redukuje za vzniku cykloalifatické ketonové a/nebo alkoholové sloučeniny, jenž se oxiduje za vzniku alifatické sloučeniny dvojsytné kyseliny a proudu plynného oxidu dusného, který se zpracuje na proud čištěného plynného oxidu dusného, přičemž čištěný proud plynného oxidu dusného se recykluje zpět do reaktoru.The invention relates to a process for producing aliphatic dibasic acids by hydroxylating an aromatic compound in a nitrous oxide reactor to form a phenolic compound that is reduced to form a cycloaliphatic ketone and / or alcohol compound which is oxidized to form an aliphatic dibasic compound and a nitrous oxide gas stream. which is processed into a stream of purified nitrous oxide gas, wherein the purified stream of nitrous oxide gas is recycled back to the reactor.

Dále se vynález také týká způsobu výroby oxidu dusného z proudů plynů obsahujících Nox, přičemž se do reaktoru dodává reakční směs obsahující amoniak a proud plynů obsahující NOX a dochází k oxidaci amoniaku a redukci NOX za vzniku proudu produktu oxidu dusného.The invention also relates to a process for producing nitrous oxide from a gas stream containing NO x into the reactor while supplying a reaction mixture comprising ammonia and a gas stream comprising NO x and ammonia leads to oxidation and reduction of NO X to form a product stream of nitrous oxide.

Vynález se týká způsobu výroby alifatické dvojsytné kyseliny (například adipové, glutarové, jantarové, šťavelové, a podobně) zahrnující hydroxylací aromatické sloučeniny s použitím oxidu dusného za vzniku fenolické sloučeniny, redukci této fenolické sloučeniny, přičemž vznikne cykloalifatická ketonová a/nebo alkoholová sloučenina, oxidaci cykloalifatické ketonové a/nebo alkoholové sloučeniny, za vzniku alifatické dvojsytné kyseliny a proudu plynného oxidu dusného, zpracování proudu plynného oxidu dusného, aby se získal proud čištěného plynného oxidu dusného, a recyklaci čištěného plynného proudu oxidu dusného do hydroxylačního kroku.The invention relates to a process for producing an aliphatic dibasic acid (e.g., adipic, glutaric, succinic, oxalic, and the like) comprising hydroxylating an aromatic compound using nitrous oxide to form a phenolic compound, reducing the phenolic compound to form a cycloaliphatic ketone and / or alcohol compound, oxidizing cycloaliphatic ketone and / or alcohol compounds, to form an aliphatic dibasic acid and a nitrous oxide gas stream, treating the nitrous oxide gas stream to obtain a purified nitrous oxide gas stream, and recycling the purified nitrous oxide gas stream to a hydroxylation step.

Hydroxylace aromatických sloučenin se provádí přímo oxidací aromatického jádra s použitím oxidu dusného nad zeolitovým katalyzátorem, jak se popisuje v US patentech 5,110,995, 5,672, 777 a 5,756,861, jejichž předmět je sem zahrnut tímto odkazem ve svém celku.Hydroxylation of the aromatic compounds is accomplished directly by oxidation of the aromatic nucleus using nitrous oxide over the zeolite catalyst as described in U.S. Patents 5,110,995, 5,672, 777 and 5,756,861, the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety.

Například směs benzenu a oxidu dusného se uvede ve styk s katalyzátorem v reaktoru za podmínek vybraných pro oxidaci benzenu na fenol. Molámí poměr benzenu k oxidu dusnému ve směsi může být menší než 0,5. Poměr oxidu dusného k benzenu může být dostatečně nízký, aby ·· #····« ·· · » · · · * · · ·«►·· ······ 9 9 ·For example, a mixture of benzene and nitrous oxide is contacted with a catalyst in a reactor under conditions selected to oxidize benzene to phenol. The molar ratio of benzene to nitrous oxide in the mixture may be less than 0.5. The ratio of nitrous oxide to benzene may be low enough to allow 9 9 ·

9 9 9 9 9 ·*·· · • * 9 · · 9 · · « · ···· 99 99 99 99 999 zajistil alespoň 90 objemových % získatelné selektivity reakce benzenu s fenolem. Získatelnou selektivitou” se mini maximální selektivita benzenu na fenol, kterou lze získat za daných reakčních podmínek a katalyzátoru snížením molárního poměru oxidu dusného k benzenu. Když se použijí výhodné katalyzátory za normálních reakčních teplot, získatelná selektivita se typicky blíží nebo dosahuje při molárním poměru oxidu dusného k benzenu asi 0,1. V proudu od reaktoru se nezreagovaný benzen může oddělit od produktu konvenčními separačními technikami a recyklovat se do reaktoru.99 99 99 99 999 provided at least 90% by volume of obtainable selectivity of the reaction of benzene with phenol. Obtainable selectivity ”means the minimum maximum selectivity of benzene to phenol obtainable under given reaction conditions and catalyst by reducing the molar ratio of nitrous oxide to benzene. When preferred catalysts are used at normal reaction temperatures, the selectivity obtainable is typically close to or at a molar ratio of nitrous oxide to benzene of about 0.1. In the reactor stream, unreacted benzene can be separated from the product by conventional separation techniques and recycled to the reactor.

Směs oxidu dusného, benzenu a jakéhokoliv inertního plynu použitého v reaktoru (reakční směs benzen - oxid dusný) může obsahovat alespoň 0,3 molárních % oxidu dusného. Nižší množství má tendenci snižovat produktivitu. Výběrem poměrů směsi v reaktoru lze omezit stoupání adiabatické teploty z exothermní reakce na 150 °C či méně. Když se to provede, reakci lze provádět adiabaticky s eliminací použití nákladných prostředků pro tepelnou výměnu bez zbytečného zvýšení tvorby nežádoucích vedlejších produktů. Zvýšení obsahu inertního plynu nebo benzenu pro kontrolu teploty také činí směs méně zápalnou.The mixture of nitrous oxide, benzene and any inert gas used in the reactor (benzene-nitrous oxide reaction mixture) may contain at least 0.3 mol% nitrous oxide. Lower quantities tend to reduce productivity. By selecting the reactor ratios, the adiabatic temperature rise from the exothermic reaction can be reduced to 150 ° C or less. When this is done, the reaction can be carried out adiabatically, eliminating the use of costly heat exchange means without unnecessarily increasing the formation of unwanted by-products. Increasing the inert gas or benzene content for temperature control also makes the mixture less flammable.

Proces se bude obecně provádět v rozmezí teplot 250 až 600 °C. Vyšší teploty mohou vést k nežádoucímu vzniku velkého množství vedlejších produktů, zatímco nižší teploty příliš zpomalují rychlost reakce s většinou katalyzátorů. Avšak může se použít jakákoliv teplota zabezpečující přijatelnou rychlost reakce. Může se použít jakýkoliv katalyzátor účinný pro parciální oxidaci benzenu nebo substituovaného benzenu na fenol nebo substituovaný fenol.The process will generally be carried out in a temperature range of 250 to 600 ° C. Higher temperatures can lead to undesirable formation of large amounts of by-products, while lower temperatures too slow the reaction rate with most catalysts. However, any temperature providing an acceptable rate of reaction can be used. Any catalyst effective for partial oxidation of benzene or substituted benzene to phenol or substituted phenol can be used.

Například se mohou použít oxid vanadičný na silice nebo různé zeolity. Výhodné katalyzátory zahrnují okyselené ZSM-5 a ZSM-11 obsahující katalytické množství železa. Dále lze produktivitu způsobu zvýšit použitím zeolitu, který byl hydrotermicky upraven vystavením vodní páře na vzduchu při asi 500 až 900 °C asi po 2 hodiny. Taková úprava se popisuje v US patentové přihlášce číslo 08/419,361 podané 10. dubna 1995 a sní souvisejících. Popis této přihlášky je zde zahrnut tímto odkazem.For example, vanadium pentoxide or various zeolites may be used. Preferred catalysts include acidified ZSM-5 and ZSM-11 containing a catalytic amount of iron. Further, the productivity of the process can be increased by using zeolite which has been hydrothermally treated by exposure to water vapor in air at about 500 to 900 ° C for about 2 hours. Such an arrangement is described in U.S. Patent Application No. 08 / 419,361 filed April 10, 1995 and related. A description of this application is incorporated herein by reference.

Proces se bude obecně provádět, aby se maximalizovala selektivita pro fenol (moly fenolu vyrobené na mol zreagovaného benzenu), aby se maximalizovala selektivita oxidu dusného pro fenol (moly fenolu vyrobené na mol zreagovaného oxidu dusného), aby se maximalizovala produktivita (hmota fenolu vyrobená za jednotkovou dobu dělená hmotou katalyzátoru) a maximalizovala se rychlost ztráty aktivity katalyzátoru. (Výtěžek oxidu dusného nebo benzenu na fenol bude obvykle poněkud nižší než selektivita v důsledku ztrát materiálu v soustavě.) • 9 ·« 99·9 ··The process will generally be performed to maximize selectivity for phenol (moles of phenol produced per mole of reacted benzene), to maximize selectivity of nitrous oxide for phenol (moles of phenol produced per mole of reacted nitrous oxide) to maximize productivity (phenol mass produced from unit time divided by catalyst mass) and the rate of catalyst activity loss was maximized. (The yield of nitrous oxide or benzene to phenol will usually be somewhat lower than selectivity due to system losses.) • 9 · «99 · 9 ··

99

9 * 9 » « » 9 9 9 19 * 9 9 9

9 9 9 9 1 « 9 9 9 19 9 9 9 1

9999 99 · ·9999 98 · ·

Primární reakce konverze benzenu na fenol je doprovázena různými vedlejšími reakcemi včetně reakce měnící benzen na uhlík, reakce měnící benzen na oxid uhličitý a oxid uhelnatý a reakce měnící benzen na různě oxidované aromáty, například dihydroxybenzeny.The primary benzene to phenol conversion reaction is accompanied by various side reactions including benzene to carbon conversion reaction, benzene to carbon dioxide and carbon monoxide conversion reaction, and benzene conversion reaction to various oxidized aromatics such as dihydroxybenzenes.

Rozumí se, že výše diskutované varianty jiné než poměry přiváděných složek nejsou nezávislé. Například zvýšení teploty přiváděných složek zvyšuje teplotu výstupu z reaktoru, protože zvyšuje reakční rychlost a konverzi oxidu dusného. Také se snižuje průměrná koncentrace oxidu dusného v reaktoru v důsledku vyšší konverze. Výtěžek oxidu dusného na fenol bude závislý na tom, zda užitek z nižší koncentrace oxidu dusného je větší nebo menší než ztráta z vyšší teploty. Podobně bude produktivita závislá na tom, zda jakékoliv snížení selektivity je vyváženo zvýšením konverze oxidu dusného.It is understood that the variants discussed above other than the proportions of the feed components are not independent. For example, increasing the temperature of the feed components increases the reactor exit temperature by increasing the reaction rate and nitrous oxide conversion. Also, the average nitrous oxide concentration in the reactor decreases due to higher conversion. The yield of nitrous oxide to phenol will depend on whether the benefit from a lower concentration of nitrous oxide is greater or less than the loss from a higher temperature. Similarly, productivity will depend on whether any reduction in selectivity is counterbalanced by an increase in nitrous oxide conversion.

Fenol získaný v předcházející reakci se hydrogenuje, aby vznikla směs cyklohexanolu a cyklohexanonu (obvykle uváděná jako KA olej). Reakce tohoto typu jsou dobře známé, jak je ukázané v GB patentech čísla 1,063,357, 1,257,607, 1,316,820, 1,471,854 a US patentech čísla 3,932,514, 3,998,884, 4,053,524, 4,092,360, 4,162,267, 4,164,515, 4,200,553, 4,203,923, 4,283,560 a 4,272,326, jejichž předmět je zde zahrnut tímto odkazem ve svém celku.The phenol obtained in the preceding reaction is hydrogenated to form a mixture of cyclohexanol and cyclohexanone (usually referred to as KA oil). Reactions of this type are well known, as shown in GB Patent Nos. 1,063,357, 1,257,607, 1,316,820, 1,471,854 and US Patent Nos. 3,932,514, 3,998,884, 4,053,524, 4,092,360, 4,162,267, 4,164,515, 4,200,553, 4,203,923, 4,283,560 and 4,272,326 incorporated herein. by this reference in its entirety.

V jednom provedení se KA olej vyrábí selektivní hydrogenací fenolu v parní fázi v přítomnosti katalyzátoru obsahujícího paladium, charakterizovanou tím, že se reakce provádí při teplotě mezi 100 a 200 °C a v přítomnosti katalyzátoru obsahujícího 0,3 až 5 hmotn.% paladia na ι-oxidu hlinitém, katalyzátor také obsahuje mezi 2 a 60 hmotn.%, založeno na celkové hmotnosti katalyzátoru, hydroxidu kovu alkalické zeminy.In one embodiment, the KA oil is produced by selective hydrogenation of phenol in the vapor phase in the presence of a palladium-containing catalyst, characterized in that the reaction is carried out at a temperature between 100 and 200 ° C and in the presence of a catalyst containing 0.3 to 5 wt. The catalyst also contains between 2 and 60 wt% based on the total weight of the catalyst, the alkaline earth metal hydroxide.

Katalyzátory obsahující hydroxid vápenatý jako hydroxid kovu alkalické zeminy se ukázaly jako zvláště účinné.Catalysts containing calcium hydroxide as an alkaline earth metal hydroxide have proven to be particularly effective.

Katalyzátory, ke kterým se vynález vztahuje, se s výhodou vyrábí zformováním dohromady t-oxidu hlinitého a hydroxidu kovu alkalické zeminy, pak impregnací vytvarovaných pelet nebo tělísek katalyzátoru vodným roztokem chloridu paladnatého nebo roztokem dusičnanu paladnatého a následující jeho redukcí vodíkem.The catalysts to which the invention relates are preferably produced by forming together the t-alumina and the alkaline earth metal hydroxide, then impregnating the shaped pellets or catalyst bodies with an aqueous palladium chloride solution or a palladium nitrate solution and then reducing it with hydrogen.

Proces lze provádět kontinuálně při reakční teplotě mezi 120 a 170 °C, bud’ při atmosférickém tlaku nebo při zvýšeném tlaku, takovým způsobem, že páry fenolu a vodík procházejí v molámím poměru od 1:5 do 1:25 katalyzátorem umístěným v reakčních trubkách. Při tomto způsobu se udržuje průtok fenolu mezi 0,15 a 0,30 kg fenolu na litr katalyzátoru. Reakční produkt obsahuje 92 až 96 % cyklohexanonu, 2 až 4 % cyklohexanolu a několik procent nekonvertováného fenolu.The process can be carried out continuously at a reaction temperature of between 120 and 170 ° C, either at atmospheric pressure or at elevated pressure, in such a way that the phenol and hydrogen vapors pass in a molar ratio from 1: 5 to 1:25 through the catalyst located in the reaction tubes. In this process, the phenol flow is maintained between 0.15 and 0.30 kg of phenol per liter of catalyst. The reaction product contains 92 to 96% cyclohexanone, 2 to 4% cyclohexanol and several percent unconverted phenol.

« * 9» 99 ♦ 9 · 9 99 * » 9 9 9 ♦ « 9 9 9 9 • 99 99 9 9»9«* 9» 99 ♦ 9 · 9 99 * ♦ 9 9 9 ♦ «9 9 9 9 • 99 99 9 9» 9

9 999 · 999 9 9 • 99 999» 99 99,999 · 999,999 9,999,999,999

9999 99 99 ·» 9· ♦**9999 99 99 · »9 · **

Výše získaný KA olej reaguje s kyselinou dusičnou za vzniku kyseliny adipové. Reakce tohoto typu jsou známé, například jak je ukázané v US patentech čísla 4,423,018, 3,758,564, 3,7329,712 a 3,1146,592, jejichž předmět je zde zahrnut tímto odkazem ve svém celku. Takové reakce dávají vedle žádané kyseliny adipové i oxid dusný, který se recykluje do oxidační reakce benzenu. Oxid dusný získaný v reakci je často znečištěn více než 10 hmotn.% NOX. Zjistilo se, že vysoké úrovně NOX jsou škodlivé pro reakční proces. Proto by recykl oxidu dusného, který se dodává do reakce benzenu na fenol, neměl obsahovat více než 2 %, s výhodou ne více než 1 % a výhodněji ne více než 0,1 obj.% NOX. Žádanou čistotu proudu recyklu lze dosáhnout kontrolou oxidace KA, aby se minimalizovala tvorba NO^ a zředěním proudu recyklu velmi čistým oxidem dusným. Taková technika však může být ekonomicky nevýhodná nebo nepraktická. Je tedy výhodné upravovat proud plynného oxidu dusného z procesu výroby kyseliny adipové, aby se snížil obsah NOX.The KA oil obtained above reacts with nitric acid to form adipic acid. Reactions of this type are known, for example, as shown in US Patent Nos. 4,423,018, 3,758,564, 3,7329,712 and 3,1146,592, the subject matter of which is incorporated herein by reference in its entirety. Such reactions give, in addition to the desired adipic acid, nitrous oxide, which is recycled to the benzene oxidation reaction. The nitrous oxide obtained in the reaction is often contaminated with more than 10 wt% NO x . High levels of NO X have been found to be detrimental to the reaction process. Therefore, the nitrous oxide recycle supplied to the reaction of benzene to phenol should contain no more than 2%, preferably no more than 1% and more preferably no more than 0.1 vol% NO X. The desired purity of the recycle stream can be achieved by controlling the oxidation of the KA to minimize NO 2 formation and by diluting the recycle stream with very pure nitrous oxide. However, such a technique can be economically disadvantageous or impractical. It is therefore preferred to adjust the flow of gaseous nitrous oxide from adipic acid production process, to reduce the content of NO X.

Odstranění NOX lze provést jakýmkoliv známým postupem. Takové postupy jsou popsané například v US patentech čísla 3,689,212, 4,507,271, 5,030,436 a japonských patentových publikacích 5-139710, 7-122505 a 6-122507, celý popis těchto patentů jsou zde zahrnuty tímto odkazem.NO X removal can be accomplished by any known method. Such procedures are described, for example, in U.S. Patent Nos. 3,689,212, 4,507,271, 5,030,436 and Japanese Patent Publications 5-139710, 7-122505 and 6-122507, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference.

Avšak způsob podle vynálezu popsaný níže je zvláště výhodný. Nejenže způsob podle vynálezu je výtečným a ekonomickým způsobem pro obecné odstranění ΝΟχ, také produkuje další oxid dusný potřebný pro následnou hydroxylaci benzenu na fenol.However, the method of the invention described below is particularly preferred. Not only is the process of the invention an excellent and economical way to generally remove odstraněníχ, it also produces the additional nitrous oxide required for the subsequent hydroxylation of benzene to phenol.

Vynález například poskytuje přímou výrobu oxidu dusného s omezeným obsahem oxidů dusíku a kyslíku při nízké spotřebě energie.For example, the invention provides for the direct production of nitrous oxide with a limited content of nitrogen oxides and oxygen at low energy consumption.

Jedno provedení podle vynálezu se týká způsobu výroby oxidu dusného úpravou proudu plynů obsahujících NOX zahrnující přívod reakční směsi obsahující amoniak a proud plynů obsahující NOX do reaktoru a oxidaci amoniaku a redukci NOX za vzniku proudu produktu oxidu dusného.One embodiment of the invention relates to a process for producing nitrous oxide by treating a stream of NO x containing gases comprising supplying a reaction mixture containing ammonia and a stream of NO x containing gases to a reactor and oxidizing ammonia and reducing NO x to produce a stream of nitrous oxide product.

V jednom provedení způsobu podle vynálezu lze odstranění NOX z proudu plynů obsahujících NOX provádět odděleně od výroby oxidu dusného nebo se může provádět současně s výrobou oxidu dusného ve stejném reaktoru/procesu, jak se zde popisuje. Mimoto se výroba oxidu dusného může provádět odděleně od výroby oxidu dusného jako samostatný proces.In one embodiment of the present invention can remove NOx from the gas stream containing NOx implemented separately from the production of nitric oxide or can be performed simultaneously with the production of nitrous oxide in the same reactor / process, as described herein. In addition, nitrous oxide production can be carried out separately from nitrous oxide production as a separate process.

Podle dalšího provedení podle vynálezu proud reakční směsi plynů obsahující molekulární kyslík, molekulární dusík, amoniak a vodní páru se zavádí do lože katalyzátoru pro oxidaci amoniaku kyslíkem. Selektivita katalyzátoru vzhledem k oxidu dusnému není menší než 80 %. Plynný reakční produkt vznikající v loži obsahuje hlavně oxid dusný, dusík a vodní páru. PřiAccording to another embodiment of the invention, a stream of the reaction gas mixture comprising molecular oxygen, molecular nitrogen, ammonia and water vapor is introduced into the catalyst bed for oxidizing the ammonia with oxygen. The selectivity of the catalyst with respect to nitrous oxide is not less than 80%. The gaseous reaction product formed in the bed contains mainly nitrous oxide, nitrogen and water vapor. At

Φ· ·· ·» ···· ·· · ···« · · · φ φ · φ φφφφφ· · · · «· φφφ φ · ♦ φ · φ φ ·· φ · φ · · · · • ••φ φφ ♦· ·· · * φφφ7 teplotě vyšší než je kondenzační teplota vody (například při 5 °C až 450 °C, s výhodnou při 70 °C až 330 °C výhodněji při 90 °C až 150 °C), část plynného reakčního produktu (například 25 až 89 %) se pak oddělí a vrací se do proudu reakční směsi. Případně se oddělená část plynného reakčního produktu míchá se vzduchem, amoniakem a molekulárním dusíkem, takže obsah molekulárního kyslíku zůstává mezi 1,0 až 20,0 obj. %, s výhodou mezi 1,5 až 15,0 obj.% a výhodněji mezi 2,0 až 12,5 obj.%. Poměr objemových koncentrací amoniaku ke kyslíku je 0,2 až 5,0, s výhodou 0,5 až 2,0 a výhodněji 0,8 až 1,5. Oxid dusný, který může obsahovat dusík, se připraví oddělením od zbývající části proudu plynného produktu.· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · A temperature higher than the condensation temperature of water (e.g. at 5 ° C to 450 ° C, preferably at 70 ° C to 330 ° C more preferably at 90 ° C to 150 ° C), part the gaseous reaction product (e.g. 25 to 89%) is then separated and returned to the reaction mixture stream. Optionally, a separate portion of the gaseous reaction product is mixed with air, ammonia and molecular nitrogen so that the molecular oxygen content remains between 1.0 to 20.0 vol%, preferably between 1.5 to 15.0 vol% and more preferably between 2 0 to 12.5% by volume. The ratio of ammonia to oxygen volume concentrations is 0.2 to 5.0, preferably 0.5 to 2.0 and more preferably 0.8 to 1.5. Nitrous oxide, which may contain nitrogen, is prepared by separation from the remainder of the product gas stream.

V dalším provedení podle vynálezu se způsob provádí následovně. Nejprve se připraví proud plynné reakční směsi ve dvou krocích. V prvém kroku se vzduch zbavený prachu smíchá s výše uvedenou oddělenou a recyklovanou částí proudu plynného produktu. V druhém kroku se přidá amoniak. Lze také k tomuto účelu použít vodný amoniak (i když se amoniak může přidat ve kterémkoliv z těchto kroků). V jednom kroku se může přidat dusík, aby se dostal zředěnější plynný produkt N2O. Zředěný produkt může také obsahovat inertní příměsi, jako je CO2 nebo argon. Rychlosti průtoku pro vzduch, část produktu, amoniak a dusík se regulují tak, že obsah kyslíku v proudu reakční směsi zůstává mezi 1,0 až 20,0 obj.%, s výhodou 1,5 až 15,0 obj. % a výhodněji 2,0 až 12,5 obj. %, zatímco poměr objemových koncentrací amoniaku a molekulárního kyslíku je 0,2 až 5,0, s výhodou 0,5 až 2,0 a výhodněji 0,8 až 1,5.In another embodiment of the invention, the method is carried out as follows. First, a stream of gaseous reaction mixture is prepared in two steps. In a first step, the dust-free air is mixed with the above-mentioned separate and recycled portion of the gaseous product stream. In the second step, ammonia is added. Aqueous ammonia can also be used for this purpose (although ammonia can be added in any of these steps). Nitrogen may be added in one step to give a more dilute N 2 O gas product. The dilute product may also contain inert impurities such as CO 2 or argon. The flow rates for air, part of the product, ammonia and nitrogen are controlled such that the oxygen content of the reaction mixture stream remains between 1.0 to 20.0 vol%, preferably 1.5 to 15.0 vol%, and more preferably 2 0 to 12.5 vol.%, While the ratio of volume concentrations of ammonia to molecular oxygen is 0.2 to 5.0, preferably 0.5 to 2.0, and more preferably 0.8 to 1.5.

Plynný proud reakční směsi se zavádí do lože oxidačního katalyzátoru. Složení katalyzátoru pro oxidaci amoniaku na oxid dusný je MnO2/Bi2O3/Al2O3 nebo MnO2/Bi2O3/Fe2O3 nebo MnO2 nebo MnO2/Bi2O3 nebo MnO2/CuO. Katalyzátory dávají následující reakci pro oxidaci amoniaku na oxid dusnýThe gaseous stream of the reaction mixture is introduced into the oxidation catalyst bed. The composition of the catalyst for the oxidation of ammonia to nitrous oxide is MnO 2 / Bi 2 O 3 / Al 2 O 3 or MnO 2 / Bi 2 O 3 / Fe 2 O 3 or MnO 2 or MnO 2 / Bi 2 O 3 or MnO 2 / CuO . The catalysts give the following reaction for the oxidation of ammonia to nitrous oxide

2NH3 + 2O2 = N2O + 3H2O (I)2NH 3 + 2O 2 = N 2 O + 3 H 2 O (I)

Současně s reakcí (I) v loži katalyzátoru probíhají nežádoucí reakce 2NH3 + 5/2O2 = 2NO + 3H2O (II)At the same time as reaction (I) in the catalyst bed, undesired reactions occur 2NH 3 + 5 / 2O 2 = 2NO + 3H 2 O (II)

2NH3 + 3/2O2 = N2 + 3H2O (III)2NH 3 + 3 / 2O 2 = N 2 + 3H 2 O (III)

Reakce (II) dává oxidy dusíku NOX, zatímco reakce (III) snižuje selektivitu vůči konečnému produktu (N2O). Všechny výše uvedené katalyzátory zajišťují ne menší než 80% selektivitu vůči oxidu dusnému, což je základní parametr pro řešení daného problému. Přitom pouze 0,3 až 3,0 % amoniaku se oxiduje reakcí (II). Na katalyzátoru dochází k částečné redukci NOX reakcíReaction (II) gives nitrogen oxides NO X , while reaction (III) reduces selectivity to the end product (N 2 O). All of the above catalysts provide no less than 80% selectivity to nitrous oxide, an essential parameter for solving the problem. Only 0.3 to 3.0% of ammonia is oxidized by reaction (II). The catalyst is partially reduced by NO x reactions

4NO + 4NH3 + O2 = 4N2 + 6H2O (IV) φφφ ♦ φφφ φ φ · φ φ ·· φ φ « φ φ · φφφ φ φ φ φ φ · φφφφ φ φ φ · φφφ» φφ φ • φφφ φφ φφ ·· φφ φφ»4NO + 4NH 3 + O 2 = 4N 2 + 6H 2 O (IV) φ φ φ φ φ φ · · · · · φ φ φ · · φ φ φ φ φ · φ φ φ φ φ φ φφφ φφ φφ ·· φφ φφ »

Oxidace amoniaku na oxid dusný na katalyzátorech se provádí při 200 až 400 °C. Během reakcí (I) až (III) se uvolňuje velké množství tepla. Tedy se může teplo odstraňovat, aby se kontrolovala teplota reaktoru. Například, když se použije trubkový reaktor (s katalyzátorem naloženým do trubek), nebo adiabatický reaktor svíce loži (kde je katalyzátor do trubek organizován), teplo se může odstraňovat mezi loži, nebo když se použije katalyzátor s fluidizovaným ložem s tepelným výměníkem instalovaným v loži.The oxidation of ammonia to nitrous oxide on the catalysts is carried out at 200 to 400 ° C. A large amount of heat is released during reactions (I) to (III). Thus, heat can be removed to control the temperature of the reactor. For example, when using a tubular reactor (with a catalyst loaded into the tubes) or an adiabatic multiple bed reactor (where the catalyst is organized into the tubes), heat may be removed between the beds, or when using a fluidized bed catalyst with a heat exchanger installed in the bed. .

Při průchodu ložem katalyzátoru, proud reakční směsi se konvertuje na proud plynného produktu, který obsahuje hlavně molekulární dusík, vodní páru, oxid dusný (N2O), oxidy dusíku NOX, jakož i zbylý nezreagovaný molekulární kyslík a amoniak. Část (1 až 98 obj. %, s výhodou až 95 obj. % a výhodněji 25 až 89 obj. %) proudu plynného produktu se pak separuje při teplotě 5 až 450 °C, s výhodou při 70 °C až 330 °C a výhodněji při 90 °C až 150 °C, a vrací se do proudu reakční směsi.When passing through the catalyst bed, the reaction mixture stream is converted to a gaseous product stream containing mainly molecular nitrogen, water vapor, nitrous oxide (N 2 O), nitrogen oxides NO X , as well as the remaining unreacted molecular oxygen and ammonia. A portion (1 to 98 vol%, preferably up to 95 vol%, and more preferably 25 to 89 vol%) of the gaseous product stream is then separated at a temperature of 5 to 450 ° C, preferably at 70 to 330 ° C and more preferably at 90 ° C to 150 ° C, and returned to the reaction mixture stream.

I když se proud plynného produktu může kondenzovat před recyklací, recyklovaná část se s výhodou recykluje při teplotě nad teplotou kondenzace vody. To odstraňuje potřebu dalšího zařízení použitého ke kondenzaci a odpaření recyklovaného proudu před jeho uvedením do reaktoru. V takovém případě se proud produktu může kondenzovat po recyklaci jeho části do reaktoru. Když se proud plynného produktu kondenzuje před recyklaci jeho části do reaktoru, mohou se použít jakékoliv konvenční postupy k odpaření recyklovaného proudu, jako je teplo získané z proudu produktu před jeho kondenzací, konvenční tepelný výměník nebo jiné prostředky přenosu tepla. Recyklovaná část může obsahovat N2O, H2O, NH3, O2, NOX a N2 a podobně.Although the product gas stream can be condensed prior to recycling, the recycled portion is preferably recycled at a temperature above the water condensation temperature. This eliminates the need for additional equipment used to condense and evaporate the recycle stream before it is fed into the reactor. In this case, the product stream may condense after recycling a portion of it to the reactor. When the gaseous product stream is condensed prior to recycling a portion of it to the reactor, any conventional process can be used to evaporate the recycle stream, such as heat recovered from the product stream before condensation, a conventional heat exchanger or other heat transfer means. The recycle moiety may comprise N 2 O, H 2 O, NH 3 , O 2 , NO X and N 2 and the like.

Separovaná část proudu plynného produktu se může kontinuálně recyklovat do reakční směsi ve dvou krocích. V prvém kroku se separovaná část proudu plynného produktu míchá s kontinuálně přiváděným vzduchem. V druhém kroku se k získané plynné směsi přidá amoniak (i když se amoniak může přidat v kterémkoliv kroku). V kterémkoliv kroku lze přidat dusík a může také obsahovat inertní příměsi. Proud plynné reakční směsi se může připravit tak, aby obsah molekulárního kyslíku v ní zůstával mezi 1,0 až 20,0 obj. %, s výhodou 1,5 až 15,0 obj. % a výhodněji 2,0 až 12,5 obj.%, zatímco poměr objemových koncentrací amoniaku a molekulárního kyslíku je v rozmezí 1,0 až 1,5.The separated portion of the gaseous product stream can be continuously recycled to the reaction mixture in two steps. In a first step, the separated part of the gaseous product stream is mixed with continuously supplied air. In a second step, ammonia is added to the gas mixture obtained (although ammonia can be added in any step). Nitrogen may be added at any step and may also contain inert additives. The stream of gaseous reaction mixture may be prepared such that the molecular oxygen content of the reaction mixture remains between 1.0 and 20.0 vol%, preferably 1.5 to 15.0 vol%, and more preferably 2.0 to 12.5 vol%. %, while the ratio of volume concentrations of ammonia to molecular oxygen is in the range of 1.0 to 1.5.

Část proudu plynného produktu (5 až 90 obj.%, s výhodou až 80 obj. % a výhodněji 11 až 75 objemových % celkového toku) se odtahuje, aby se získal konečný produkt, jmenovitě oxid dusný, který se může ředit molekulárním dusíkem jako inertním plynem. Avšak aby se zlepšilo složení konečného produktu, část proudu plynného produktu prochází ložem katalyzátoru pro ·· *9*9Part of the gaseous product stream (5 to 90 vol%, preferably up to 80 vol% and more preferably 11 to 75 vol% of the total flow) is withdrawn to obtain the end product, namely nitrous oxide, which can be diluted with molecular nitrogen as inert gas. However, in order to improve the composition of the final product, part of the gaseous product stream passes through the catalyst bed for 9 * 9

9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 · · 9999 · 9 ·9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 · · 999 · 9 ·

9999 99 99 *9 9* ·♦· selektivní redukci ΝΟΧ amoniakem při 150 °C až 500 °C, s výhodou při 175 °C až 450 °C a výhodněji při 200 °C až 400 °C. Pro tento účel se použijí redukční katalyzátory včetně V2O3/AI2O3, V2O3/TÍO2 nebo Cr2O3. Vedle reakce (IV) probíhá následující reakce také dávající oxid dusný9999 99 99 * 9 9 * ♦ · · ΝΟ Χ selective reduction with ammonia at 150 ° C to 500 ° C, preferably 175 ° C to 450 ° C and more preferably 200 ° C to 400 ° C. Reduction catalysts including V2O3 / Al2O3, V2O3 / TiO2 or Cr2O3 are used for this purpose. In addition to reaction (IV), the following reaction also produces nitrous oxide

4NO + 4NH3 = 4NO2 + 6H2O (V)4NO + 4NH 3 = 4NO 2 + 6H 2 O (V)

Reakce (IV) a (V) snižují obsah oxidů dusíku (ΝΟχ), zbytkového kyslíku a amoniaku v konečném produktu.Reactions (IV) and (V) reduce the content of nitrogen oxides (ΝΟχ), residual oxygen and ammonia in the end product.

Pokud je nutné ještě dále snížit obsah zbytkového kyslíku v konečném produktu, zavedou se dp zbylé části proudu plynného produktu hořlavé plyny (CO, H2, uhlovodíky). Tyto hořlaviny reagují s molekulárním kyslíkem jen za vzniku oxidu uhličitého (CO2) a nebo vody. Probíhají následující reakceIf it is necessary to further reduce the residual oxygen content of the final product, combustible gases (CO, H 2 , hydrocarbons) are introduced into the remaining parts of the product gas stream. These combustibles react with molecular oxygen only to form carbon dioxide (CO 2 ) or water. The following reactions are in progress

CO + I/2O2 = CO2 (VI)CO + I / 2O2 = CO 2 (VI)

H2 + I/2O2 = H2O (VII)H 2 + I / 2O 2 = H 2 O (VII)

CxHy + nO2 = xCO2 + y/2H2O (VIII)C x H y + nO 2 = x CO 2 + y / 2H 2 O (VIII)

Aby došlo k těmto reakcím, proud plynného produktu prochází při teplotě od 50 °C do 500 °C, s výhodou při 175 °C až 450 °C a výhodněji při 200 °C až 400 °C ložem silného oxidačního katalyzátoru založeného na oxidech kovů (MnO2/Al2O3, CuO/Cr2O3/Al2O3) nebo ušlechtilých kovů Pt/Al2O3, Pd/Al2O3). Při výstupu z katalyzátoru není poměr N2O/O2 menší než 10, s výhodou ne menší než 20 a výhodněji ne menší než 100.To effect these reactions, the gaseous product stream passes at a temperature of from 50 ° C to 500 ° C, preferably at 175 ° C to 450 ° C, and more preferably at 200 ° C to 400 ° C, through a bed of strong oxidation catalyst based on metal oxides ( MnO2 / Al 2 O 3, CuO / Cr 2 O 3 / Al 2 O 3), or noble metals Pt / Al 2 O 3, Pd / Al 2 O 3). When leaving the catalyst, the N2O / O2 ratio is not less than 10, preferably not less than 20, and more preferably not less than 100.

Amoniak a vodu se mohou odstraňovat z proudu plynného produktu známým způsobem, jako je kondenzace a podobně, a konečný produkt se získá jako suchý plyn obsahující oxid dusný zředěný molekulárním dusíkem obsahující malá množství příměsí. V případě, že je nutné snížit koncentraci oxidu dusného v konečném produktu na jistou hodnotu, může se zavést do proudu plynné reakční směsi nebo do proudu plynného produktu inertní plyn, například molekulární dusík nebo oxid uhličitý.Ammonia and water can be removed from the gaseous product stream in a known manner such as condensation and the like, and the final product is obtained as a dry gas containing nitrous oxide diluted with molecular nitrogen containing small amounts of impurities. If it is necessary to reduce the concentration of nitrous oxide in the final product to a certain value, an inert gas such as molecular nitrogen or carbon dioxide may be introduced into the gaseous reaction mixture or product gas stream.

Jiné provedení podle vynálezu se týká způsobu výroby oxidu dusného zahrnující přívod reakční směsi obsahující amoniak a oxidační činidlo do reaktoru, oxidaci amoniaku, aby vznikl oxid dusný a NOX, redukci NOX na oxid dusný za vzniku proudu produktu oxidu dusného.Another embodiment of the invention relates to a process for producing nitrous oxide comprising a supply of a reaction mixture comprising ammonia and an oxidizing agent into the reactor, the oxidation of ammonia to form nitric oxide and NO x, NO x reduction to nitrous oxide to form a product stream of nitrous oxide.

Výše uvedený oxidační krok a redukční krok lze provádět v jednom reaktoru nebo v oddělených reaktorech (což, jak je zde definováno, zahrnuje oddělené zóny nebo komory v jednom reaktoru). Mimoto lze provádět oxidační krok a redukční krok současně nebo následně s použitím jednoho katalyzátoru nebo různých katalyzátorů. Například lze použít oxidační katalyzátory zde uvedené, nebo kombinace oxidačních katalyzátorů v jednom reaktoru a redukční •4 4444The above oxidation step and the reduction step can be carried out in a single reactor or in separate reactors (which, as defined herein, comprises separate zones or chambers in a single reactor). In addition, the oxidation step and the reduction step can be carried out simultaneously or sequentially using one or more different catalysts. For example, the oxidation catalysts disclosed herein may be used, or a combination of oxidation catalysts in a single reactor and a reduction reactor

O ·· • 4 9 4 4O ·· 4 9 4 4

4 4 44 4 4

4 4 4«4 4 4 «

4 4 44 4 4

4444 444444 44

44

44

4 44 4

4 44 4

4 katalyzátory (zde uvedené) v jiném reaktoru (za zde stanovených podmínek). Takže, když se použijí dva (nebo více) reaktory, produkty z každého reaktoru se mohou recyklovat do přívodu každého reaktoru, nebo reakční produkt z posledního reaktoru se může recyklovat do prvého reaktoru.4 catalysts (referred to herein) in another reactor (under the conditions set forth herein). Thus, when two (or more) reactors are used, the products from each reactor may be recycled to the feed of each reactor, or the reaction product from the last reactor may be recycled to the first reactor.

Použité oxidační činidlo může obsahovat kyslík, NOX, vzduch, ozon, HN03, nebo jakékoliv oxidační činidlo schopné oxidovat amoniak. Výhodným oxidačním činidlem je kyslík.The oxidizing agent used may comprise oxygen, NO x , air, ozone, HNO 3 , or any oxidizing agent capable of oxidizing ammonia. The preferred oxidizing agent is oxygen.

Množství NOX přítomné v reakčním produktu z prvého reaktoru je větší než množství NOX přítomné v reakčním produktu z posledního reaktoru. Množství NOX přítomné v reakčním produktu z posledního reaktoru je menší než 5 obj.%, s výhodou menší než 3 obj.% a výhodněji menší než 1 obj.% proudu reakčního produktu.The amount of NO X present in the reaction product from the first reactor is greater than the amount of NO X present in the reaction product from the last reactor. The amount of NO x present in the reaction product from the last reactor is less than 5 vol%, preferably less than 3 vol%, and more preferably less than 1 vol% of the reaction product stream.

Příklady provedeni vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Způsob podle vynálezu je dále definován s odkazem na následující ilustrativní příkladyThe process of the invention is further defined with reference to the following illustrative examples

Příklad 1Example 1

Způsob výroby oxidu dusného se provádí následovně.The process for producing nitrous oxide is carried out as follows.

Vzduch předem zbavený prachu se přidává rychlostí 7,32 litr/minuta do oddělené části proudu plynného produktu dodávané rychlostí 21,0 litr/minuta. Do promíchaného proudu se přidá amoniak rychlostí 1,24 g/minuta. Takto získaný plynný proud reakční směsi se kontinuálně uvádí do chemického reaktoru vyrobeného jako kovová trubice s vnitřním průměrem 15 mm s pevným ložem mangan-bismutového katalyzátoru (MnO2/Bi2O3/Al2O3) s hmotností 650 g uvnitř trubky. Trubice s katalyzátorem se umístí do fluidizovaného pískového lože zajišťujícího intenzivní odvádění tepla. Teplota lože katalyzátoru se udržuje při 300 °C. Proud reakční směsi, který vychází z lože katalyzátoru, obsahuje molekulární dusík, vodu, oxidy dusíku (NO a NO2) a též oxid dusný. Při teplotě 90 °C zajišťující, že nedochází ke kondenzaci, se část proudu plynného produktu separuje a recykluje se do lože katalyzátoru. Zbylá část proudu plynného produktu se z recyklační smyčky odtahuje, aby se získal konečný produkt s použitím známých metod.Dust-free air is added at a rate of 7.32 liters / minute to a separate portion of the product gas stream delivered at a rate of 21.0 liters / minute. Ammonia was added to the stirred stream at a rate of 1.24 g / minute. The thus obtained reaction mixture, the gaseous stream is continuously fed into a chemical reactor made of a metallic tube with an inner diameter of 15 mm with a fixed bed of manganese-bismuth catalyst (MnO2 / Bi 2 O 3 / Al 2 O 3) weighing 650 g inside the tube. The catalyst tubes are placed in a fluidized sand bed for intensive heat dissipation. The catalyst bed temperature is maintained at 300 ° C. The reaction mixture stream, which emerges from the catalyst bed, contains molecular nitrogen, water, nitrogen oxides (NO and NO2) and also nitrous oxide. At a temperature of 90 ° C ensuring that no condensation occurs, part of the gaseous product stream is separated and recycled to the catalyst bed. The remainder of the gaseous product stream is withdrawn from the recycling loop to obtain the final product using known methods.

Při kontinuálním režimu s uvedenými přívodními rychlostmi má proud plynné reakční směsi na vstupu do reaktoru následující složení (obj.%): N2 - 63,3, H2O - 19,9, NO - 0,05, N2O - 5,1, NH3 - 6,5, O2 - 4,9. Nerecyklovaná část proudu plynného produktu dosahuje 30 % prouduIn the continuous mode at the indicated feed rates, the gaseous reaction mixture stream at the reactor inlet has the following composition (v / v): N 2 - 63.3, H 2 O - 19.9, NO - 0.05, N 2 O - 5 , 1, NH 3 - 6.5, O 2 - 4.9. The non-recycled portion of the gaseous product stream reaches 30% of the stream

99·9 • · · · · · * · • 99 99 · · ·99 99 9 99 99 99 99

9 9 9 9 999 99 9 9 9 999 9

99 9999 9999 9900 99

9999 99 99 99 99 plynného produktu a má následující složení (obj.%): N2 - 63,8, H2O - 27,3, NO -NO - 0,07, N2O - 7,3, NH3- 1,5, O2-0,05.9999 99 99 99 99 of the gaseous product and having the following composition (vol.%): N 2 - 63.8, H 2 O - 27.3, NO - NO - 0.07, N 2 O - 7.3, NH 3 - 1.5, O 2 -0.05.

Příklad 2Example 2

Způsob se provádí jako v příkladě 1. Použije se pevný katalyzátor MnO2/Bi2O3 s hmotností 1200 g. Rychlost přívodu vzduchuje 1,4 litr/minuta, oddělená část proudu plynného produktu se dodává rychlostí 13,3 litr/minuta. Rychlost přívodu amoniaku je 0,22 g/minuta. Teplota lože katalyzátoru se udržuje při 320 °C. Separace produktu se provádí při 320 °C.The process is carried out as in Example 1. A solid catalyst MnO 2 / Bi 2 O 3 weighing 1200 g is used. The feed rate is 1.4 liters / minute, a separate portion of the gaseous product stream being supplied at 13.3 liters / minute. The ammonia feed rate is 0.22 g / minute. The catalyst bed temperature is maintained at 320 ° C. Product separation is performed at 320 ° C.

Při kontinuálním režimu s uvedenými přívodními rychlostmi má proud plynné reakční směsi na vstupu do reaktoru následující složení (obj.%): N2 - 64,7, H2O - 24,7, NO - 0,15, N2O - 6,47, NH3 - 2,0, O2 - 2,0. Nerecyklovaná část proudu plynného produktu je 88,7 % a má následující složení (obj.%): N2 - 64,8, H2O - 27,5, NO - 0,17, N2O - 7,29, NH3 - 0,1, O2 - 0,15.In the continuous mode at the indicated feed rates, the gaseous reaction mixture stream at the reactor inlet has the following composition (v / v): N 2 - 64.7, H 2 O - 24.7, NO - 0.15, N 2 O - 6 , 47, NH 3 - 2.0, O 2 - 2.0. The non-recycled portion of the product gas stream is 88.7% and has the following composition (v / v): N 2 - 64.8, H 2 O - 27.5, NO - 0.17, N 2 O - 7.29, NH 3 - 0.1, O 2 - 0.15.

Příklad 3Example 3

Způsob se provádí jako v příkladě 1. Použije se pevný katalyzátor MnO2 s hmotností 1550 g. Rychlost přívodu vzduchu je 9,3 litr/minuta, oddělená část proudu plynného produktu se dodává rychlostí 3,8 litr/minuta. Rychlost přívodu amoniaku je 1,46 g/minuta. Teplota lože katalyzátoru se udržuje při 330 °C. Separace produktu se provádí při 330 °C.The process is carried out as in Example 1. A solid MnO 2 catalyst with a weight of 1550 g is used. The air feed rate is 9.3 liters / minute, a separate portion of the product gas stream being delivered at a rate of 3.8 liters / minute. The ammonia feed rate was 1.46 g / minute. The catalyst bed temperature is maintained at 330 ° C. Product separation is performed at 330 ° C.

Při kontinuálním režimu s uvedenými přívodními rychlostmi má proud plynné reakční směsi na vstupu do reaktoru následující složení (obj.%): N2 - 64,3, H2O - 8,7, NO - 0,04, N2O - 1,68, NH3 - 12,8, O2 - 12,5. Nerecyklovaná část proudu plynného produktu je 75,0 % a má následující složení (obj.%): N2 - 65,1, H2O - 27,4, NO - 0,17, N2O - 6,66, NH3 - 0,25, O2 - 0,47.In the continuous mode at the indicated feed rates, the gaseous reaction mixture stream at the reactor inlet has the following composition (v / v): N 2 - 64.3, H 2 O - 8.7, NO - 0.04, N 2 O - 1 , 68, NH 3 - 12.8, O 2 - 12.5. The non-recycled portion of the gaseous product stream is 75.0% and has the following composition (v / v): N 2 - 65.1, H 2 O - 27.4, NO - 0.17, N 2 O - 6.66, NH 3 - 0.25, O 2 - 0.47.

Příklad 4Example 4

Způsob se provádí jako v příkladě 1. Použije se pevný katalyzátor MnO2/CuO s hmotností 850 g. Rychlost přívodu vzduchuje 7,27 litr/minuta, oddělená část proudu plynného produktu se dodává rychlostí 21,1 litr/minuta. Rychlost přívodu amoniaku je 1,30 g/minuta. Teplota lože katalyzátoru se udržuje při 310 °C. Separace produktu se provádí při 70 °C.The process is carried out as in Example 1. A solid catalyst MnO 2 / CuO weighing 850 g is used. The feed rate is 7.27 liters / minute, a separate portion of the product gas stream being supplied at a rate of 21.1 liters / minute. The ammonia feed rate is 1.30 g / minute. The catalyst bed temperature is maintained at 310 ° C. Product separation is carried out at 70 ° C.

Při kontinuálním režimu s uvedenými přívodními rychlostmi má proud plynné reakční směsi na vstupu do reaktoru následující složení (obj.%): N2 - 63,2, H2O - 19,8, NO - 0,06, N2O - 4,76, NH3 - 7,3, O2 - 4,9. Nerecyklovaná část proudu plynného produktu je 30,0% a má následující složení (objemová %): N2 - 63,5, H2O - 27,2, NO - 0,08, N2O - 6,79, NH3 - 2,32, O2 - 0,15.In the continuous mode at the indicated feed rates, the gaseous reaction mixture stream at the reactor inlet has the following composition (v / v): N 2 - 63.2, H 2 O - 19.8, NO - 0.06, N 2 O - 4 , 76, NH 3 - 7.3, O 2 - 4.9. The non-recycled portion of the gaseous product stream is 30.0% and has the following composition (by volume%): N 2 - 63.5, H 2 O - 27.2, NO - 0.08, N 2 O - 6.79, NH 3 - 2.32, O 2 - 0.15.

9 • 9 9 99 9 9

9 99 9

9 ·

9 99 9

9999 999999 99

Příklad 5Example 5

Způsob se provádí jako v příkladě 1. Použije se pevný katalyzátor MnO2/BÍ2O3/Fe2O3 s hmotností 850 g. Rychlost přívodu vzduchu je 6,32 litr/minuta, oddělená část proudu plynného produktu se dodává rychlostí 18,0 litr/minuta. Rychlost přívodu amoniaku je 1,02 g/minuta. Do proudu plynné reakční směsi se přidává čistý dusík rychlostí 4,31 litr/minuta. Teplota lože katalyzátoru je 310 °C. Separace produktu se provádí při 100 °C.The process is carried out as in Example 1. A solid catalyst MnO 2 / Bi 2 O 3 / Fe 2 O 3 weighing 850 g is used. The air inlet rate is 6.32 liters / minute, the separated part of the gaseous product stream being supplied at 18.0 liters. /minute. The ammonia feed rate was 1.02 g / minute. Pure nitrogen was added to the gaseous reaction mixture at a rate of 4.31 liters / minute. The catalyst bed temperature is 310 ° C. Product separation is performed at 100 ° C.

Při kontinuálním režimu s uvedenými přívodními rychlostmi má proud plynné reakční směsi na vstupu do reaktoru následující složení (obj.%): N2 - 77,1, H2O - 11,3, NO - 0,06, N2O - 2,76, NH3 - 4,6, O2 - 4,3. Nerecyklovaná část proudu plynného produktu je 40,0 % a má následující složení (obj.%): N2 - 77,3, H2O - 17,8, NO - 0,11, N2O - 4,44, NH3 - 0,30, O2 - 0,08.In the continuous mode at the indicated feed rates, the gaseous reaction mixture stream at the reactor inlet has the following composition (v / v): N 2 - 77.1, H 2 O - 11.3, NO - 0.06, N 2 O - 2 , 76, NH 3 - 4.6, O 2 - 4.3. The non-recycled portion of the gaseous product stream is 40.0% and has the following composition (v / v): N 2 - 77.3, H 2 O - 17.8, NO - 0.11, N 2 O - 4.44, NH 3 - 0.30, O 2 - 0.08.

Příklad 6Example 6

Způsob se provádí jako v příkladě 1. Použije se katalyzátor Μηθ2/Βΐ2θ3/Αΐ2θ3 s hmotností 650 g. Rychlost přívodu vzduchu je 6,93 litr/minuta, oddělená část proudu plynného produktu se dodává rychlostí 17,1 litr/minuta. Rychlost přívodu amoniaku je 1,08 g/minuta. Inertní plyn, obsahující 90 obj.% dusíku a 10 obj.% CO2, se přidává do proudu reakční směsi rychlostí 4,51 litr/minuta. Teplota lože katalyzátoru je 310 °C. Separace produktu se provádí při 100 °C.The process is carried out as in Example 1. A gηθ2 / Βΐ2θ 3 / Αΐ2θ 3 catalyst with a mass of 650 g is used. The air inlet rate is 6.93 liters / minute, a separate portion of the gaseous product stream being delivered at 17.1 liters / minute. The ammonia feed rate was 1.08 g / minute. An inert gas containing 90 vol% nitrogen and 10 vol% CO 2 is added to the reaction mixture stream at a rate of 4.51 liter / minute. The catalyst bed temperature is 310 ° C. Product separation is performed at 100 ° C.

Při kontinuálním režimu s uvedenými přívodními rychlostmi má proud plynné reakční směsi na vstupu do reaktoru následující složení (obj.%): N2 - 73,4, H2O - 10,9, NO - 0,06, N2O - 2,70, NH3 - 4,8, O2 - 4,6, CO2 - 3,5. Nerecyklovaná část proudu plynného produktu je 43,0 % a má následující složení (obj.%): N2 - 73,5, H2O - 17,1, NO - 0,11, N2O - 4,74, NH3 - 0,16, O2 0,09, CO2-3,5.In the continuous mode at the indicated feed rates, the gaseous reaction mixture stream at the reactor inlet has the following composition (v / v): N 2 - 73.4, H 2 O - 10.9, NO - 0.06, N 2 O - 2 , 70, NH 3 - 4.8, O 2 - 4.6, CO 2 - 3.5. The non-recycled portion of the gaseous product stream is 43.0% and has the following composition (v / v): N 2 - 73.5, H 2 O - 17.1, NO - 0.11, N 2 O - 4.74, NH 3 - 0.16, O 2 0.09, CO 2 -3.5.

Příklad 7Example 7

Způsob se provádí jako v příkladě 1. Použije se pevný katalyzátor MnO2/Bi2O3/Al2O3 s hmotností 850 g. Rychlost přívodu vzduchu je 4,35 litr/minuta, oddělená část proudu plynného produktu se dodává rychlostí 15,9 litr/minuta. Amoniak se dodává jako vodný roztok s obsahem 20 obj. % amoniaku odpařováním. Rychlost přívodu tohoto vodného roztoku je 3,89 g/minuta. Teplota lože katalyzátoru je 300 °C. Separace produktu se provádí při 100 °C.The process is carried out as in Example 1. The catalytic solid MnO 2 / Bi 2 O 3 / Al 2 O 3 with a weight of 850 g. The feed rate of air is 4.35 l / minute, a separate part of the gaseous product stream is supplied rate 15.9 l / minute. The ammonia is supplied as an aqueous solution containing 20% by volume of ammonia by evaporation. The feed rate of this aqueous solution was 3.89 g / min. The catalyst bed temperature is 300 ° C. Product separation is performed at 100 ° C.

Při kontinuálním režimu s uvedenými přívodními rychlostmi má proud plynné reakční směsi na vstupu do reaktoru následující složení (obj.%): N2 - 36,6, H2O - 52,0, NO - 0,06, N2O - 2,68, NH3 - 5,1, O2 - 3,5. Nerecyklovaná část proudu plynného produktu je 37,0% a má následující složení (obj.%): N2 - 36,7, H2O - 57,2, NO - 0,09, N2O - 4,25, NH3 - 1,58, O2 - 0,11.In the continuous mode at the indicated feed rates, the gaseous reaction mixture stream at the reactor inlet has the following composition (v / v): N 2 - 36.6, H 2 O - 52.0, NO - 0.06, N 2 O - 2 , 68, NH 3 - 5.1, O 2 - 3.5. The non-recycled portion of the gaseous product stream is 37.0% and has the following composition (v / v): N 2 - 36.7, H 2 O - 57.2, NO - 0.09, N 2 O - 4.25, NH 3 - 1.58, O 2 - 0.11.

·· • 4 · · 4 4 ···· 4 · · 4 4 ·

4 4 · · 4 • « 4 · 4 · ♦4 4 · 4 · 4 4 · 4 · ♦

4 4 4 4 4 4 • · · 4 * · ·4 444 4 4 4 4 4

Příklad 8Example 8

Způsob se provádí jako v příkladě 2. Zbylá část proudu plynného produktu odtažená pro získání konečného produktu prochází ložem V2O5/TiO2 katalyzátoru k redukci oxidu dusíku na amoniak. Teplota lože katalyzátoru je 320 °C. Obsah zbylého NO po loži katalyzátoru je 0,005 obj.%.The process is carried out as in Example 2. The remainder of the gaseous product stream withdrawn to obtain the end product is passed through a V 2 O 5 / TiO 2 catalyst bed to reduce nitrogen oxide to ammonia. The catalyst bed temperature is 320 ° C. The residual NO content of the catalyst bed is 0.005% by volume.

Příklad 9Example 9

Způsob se provádí jako v příkladě 3. K zbylé části proudu plynného produktu se přidává vodík rychlostí 0,1 litr/minuta a směs prochází ložem Pt/Al2O3 katalyzátoru. Teplota lože katalyzátoru je 330 °C. Obsah zbylého O2 po loži Pt katalyzátoru je 0,025 obj. %.The process is carried out as in Example 3. Hydrogen is added to the remainder of the product gas stream at a rate of 0.1 liter / minute and the mixture passes through a Pt / Al 2 O 3 catalyst bed. The catalyst bed temperature is 330 ° C. The residual O 2 content of the Pt catalyst bed is 0.025 vol%.

Příklad 10Example 10

Způsob výroby oxidu dusného se provádí následovně. Složení a průtokové rychlosti reakční směsi kontinuálně uváděné do chemického reaktoru jsou stejné jako v příkladě 1. Způsob se provádí v chemickém reaktoru sestávajícím z adiabatické části obsahující pevné lože katalyzátoru založeném na Fe2O3 s hmotností 200 g a chlazené trubicové části (trubice s vnitřním průměrem 15 mm obsahující pevné lože mangan-bismutového katalyzátoru MnO2/Bi2O3/Fe2O3 s hmotností 650 g). Teplota reakční směsi na vstupu do adiabatické části je 300 °C a na vstupu do trubicové části asi 280 °C. Reakční směs se mezi adiabatickou částí a trubicovou částí ochladí. Složení na výstupu z reaktoru a recyklovaných proudů plynů je totožné s příkladem 1.The process for producing nitrous oxide is carried out as follows. The composition and flow rates of the reaction mixture continuously fed to the chemical reactor are the same as in Example 1. The process is carried out in a chemical reactor consisting of an adiabatic portion containing a fixed bed of Fe 2 O3 based catalyst weighing 200 g and a cooled tubular portion. mm containing a fixed bed of MnO 2 / Bi 2 O 3 / Fe 2 O 3 manganese-bismuth catalyst with a weight of 650 g). The temperature of the reaction mixture at the inlet to the adiabatic portion is 300 ° C and at the inlet to the tubular portion is about 280 ° C. The reaction mixture is cooled between the adiabatic portion and the tubular portion. The composition at the reactor outlet and recycled gas streams is identical to Example 1.

Příklad 11Example 11

Způsob výroby oxidu dusného se provádí následovně. Složení a průtokové rychlosti reakční směsi kontinuálně uváděné do chemického reaktoru jsou stejné jako v příkladě 1. Chemický reaktor je vyroben jako kovová trubice s vnitřním průměrem 20 mm s pevným ložem manganbismutového katalyzátoru (MnO2/Bi2O3/Al2O3) s hmotností 800 g uvnitř trubky. Trubice s katalyzátorem se umístí do fluidizovaného pískového lože zajišťujícího intenzivní odvádění tepla a udržuje při 280 °C.The process for producing nitrous oxide is carried out as follows. Composition and flow rate of reaction mixture is continuously placed into a chemical reactor are the same as in Example 1. The chemical reactor is produced as a metal tube with an internal diameter of 20 mm with a fixed bed catalyst manganbismutového (MnO 2 / Bi 2 O 3 / Al 2 O 3) weighing 800 g inside the tube. The catalyst tube is placed in a fluidized sand bed for intensive heat dissipation and maintained at 280 ° C.

Teplota reakční směsi na vstupu do reaktoru je 350 °C. Ve všech jiných ohledech se způsob provádí jako v příkladě 1. Složení na výstupu z reaktoru a recyklovaných proudů plynů je totožné s příkladem 1.The temperature of the reaction mixture at the reactor inlet is 350 ° C. In all other respects, the process is carried out as in Example 1. The composition at the reactor outlet and recycled gas streams is identical to Example 1.

Claims (25)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Způsob výroby alifatické dvojsytné kyseliny, vyznačující se tím, že se aromatická sloučenina hydroxyluje v reaktoru při použití oxidu dusného za vzniku fenolické sloučeniny, která se redukuje za vzniku cykloalifatické ketonové a/nebo alkoholové sloučeniny, jenž se oxiduje za vzniku alifatické dvojsytné kyseliny a proudu plynného oxidu dusného, kteiý se zpracuje na proud Čištěného plynného oxidu dusného, přičemž čištěný proud plynného oxidu dusného se recykluje zpět do reaktoru.A process for the production of an aliphatic dibasic acid, characterized in that the aromatic compound is hydroxylated in a reactor using nitrous oxide to form a phenolic compound which is reduced to form a cycloaliphatic ketonic and / or alcohol compound which is oxidized to form an aliphatic dibasic acid and a gaseous nitrous oxide gas stream which is processed into a stream of purified nitrous oxide gas, wherein the purified nitrous oxide gas stream is recycled back to the reactor. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že zpracování zahrnuje konverzi O2 na oxid dusný a redukci NOX na N2 a oxid dusný.The method of claim 1, wherein the treatment comprises converting O 2 to nitrous oxide and reducing NO X to N 2 and nitrous oxide. 3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že konverze O2 zahrnuje konverzi O2 na oxid dusný oxidací amoniaku.The process of claim 2, wherein the conversion of O 2 comprises the conversion of O 2 to nitrous oxide by oxidation of ammonia. 4. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že se NOX redukuje oxidací amoniaku, což dává oxid dusný jako reakční produkt.The process according to claim 2, characterized in that NO X is reduced by oxidation of ammonia, giving nitrous oxide as the reaction product. 5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že proud čištěného plynného oxidu dusného se míchá s dalším oxidem dusným.5. The process of claim 1 wherein the stream of purified nitrous oxide is mixed with another nitrous oxide. 6. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že další oxid dusný se vyrábí oxidací amoniaku.The process according to claim 5, wherein the further nitrous oxide is produced by oxidation of ammonia. 7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že oxidace amoniaku se provádí přívodem reakční směsi obsahující amoniak, oxid dusný a oxidační činidlo do reaktoru pro oxidaci amoniaku, kde se amoniak oxiduje za vzniku proudu produktu oxidu dusného, přičemž se oddělí alespoň část proudu produktu oxidu dusného za vzniku odděleného proudu recyklu, který se zavádí do reaktoru pro oxidaci amoniaku, přičemž proudu produktu oxidu dusného se čistí za vzniku dalšího oxidu dusného.7. The process of claim 6, wherein the oxidation of ammonia is carried out by supplying a reaction mixture containing ammonia, nitrous oxide and an oxidizing agent to the ammonia oxidation reactor, wherein the ammonia is oxidized to form a nitrous oxide product stream, separating at least a portion of the stream. nitrous oxide product to form a separate recycle stream which is fed to the ammonia oxidation reactor, wherein the nitrous oxide product stream is purified to form additional nitrous oxide. 8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že proud recyklu obsahuje část proudu produktu oxidu dusného, vodu, vzduch, molekulární kyslík, molekulární dusík, oxid dusný, NOX nebo inertní plyn.The method of claim 7, wherein the recycle stream comprises a portion of the nitrous oxide product stream, water, air, molecular oxygen, molecular nitrogen, nitrous oxide, NO x or an inert gas. 9 9 ·· ·· ·«·· ·· · ···· 9 9 9 9 9 9 99 9 ·· ·· · «·· ·· · ···· 9 9 9 9 9 9 9 9 99 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 99 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 99 9 9 9 9 9 9 9 9 9999 99 99 99 99 9999999 99 99 99 99 999 9. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že proud recyklu se odděluje od proudu produktu oxidu dusného při teplotě vyšší než je kondenzační teplota vody.The method of claim 7, wherein the recycle stream is separated from the nitrous oxide product stream at a temperature above the condensation temperature of water. 10. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že vzduch, voda, molekulární kyslík, molekulární dusík, oxid dusný, amoniak nebo inertní plyn se přidávají do proudu recyklu.The method of claim 7, wherein air, water, molecular oxygen, molecular nitrogen, nitrous oxide, ammonia or an inert gas are added to the recycle stream. 11. Způsob výroby oxidu dusného reakcí proudu plynů obsahujících NOX, vyznačující se tím, že se do reaktoru dodává reakční směs obsahující amoniak a proud plynů obsahující NOX, přičemž se NOX redukuje za vzniku proudu produktu oxidu dusného.11. A process for producing nitrous oxide by reacting a gas stream containing NO x, characterized by supplying to the reactor a reaction mixture consisting of ammonia and a gas stream comprising NOx, whereby NOx is reduced to produce a product stream of nitrous oxide. 12. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím, že se oddělí alespoň část proudu produktu oxidu dusného za tvorby odděleného proudu recyklu, jenž se dodává do reaktoru a že se z proudu produktu oxidu dusného oddělí oxid dusný.The method of claim 11, wherein at least a portion of the nitrous oxide product stream is separated to form a separate recycle stream that is fed to the reactor and that nitrous oxide is separated from the nitrous product stream. 13. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím, že reakční směs obsahuje ředidlo obsahující alespoň část proudu produktu oxidu dusného, vodu, vzduch, molekulární kyslík, molekulární dusík, oxid dusný, amoniak nebo inertní plyn.The process of claim 11, wherein the reaction mixture comprises a diluent comprising at least a portion of the nitrous oxide product stream, water, air, molecular oxygen, molecular nitrogen, nitrous oxide, ammonia, or an inert gas. 14. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím, že vzduch, voda, molekulární kyslík, molekulární dusík, oxid dusný, amoniak nebo inertní plyn se přidávají do proudu recyklu.14. The process of claim 11 wherein air, water, molecular oxygen, molecular nitrogen, nitrous oxide, ammonia, or inert gas are added to the recycle stream. 15. Způsob výroby oxidu dusného oxidací amoniaku, vyznačující se tím, že se do reaktoru přivede reakční směs obsahující amoniak a oxidační činidlo, přičemž dojde k oxidaci amoniaku za vzniku proudu produktu obsahující oxid dusný jako primární složku, načež se alespoň část proudu produktu oxidu dusného oddělí při teplotě vyšší než je kondenzační teplota vody za tvorby odděleného proudu recyklu, jenž se zavádí do reaktoru a oxid dusný se oddělí z proudu produktu obsahující oxid dusný.15. A process for producing nitrous oxide by oxidizing ammonia, comprising introducing into the reactor a reaction mixture comprising ammonia and an oxidizing agent, oxidizing ammonia to produce a stream of nitrous oxide product as the primary component, and at least a portion of the stream of nitrous oxide product. separated at a temperature above the condensation temperature of the water to form a separate recycle stream which is fed to the reactor and the nitrous oxide is separated from the nitrous oxide product stream. 16. Způsob podle nároku 15, vyznačující se tím, že reakční směs obsahuje ředidlo obsahující část proudu produktu oxidu dusného, vodu, vzduch, molekulární kyslík, molekulární dusík, oxid dusný nebo inertní plyn.The method of claim 15, wherein the reaction mixture comprises a diluent comprising a portion of the nitrous oxide product stream, water, air, molecular oxygen, molecular nitrogen, nitrous oxide or an inert gas. 00 00 0·» 0 · » ···· ···· 00 · 00 · 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 * 0 * 4 4 0 0 0 0 0 0 • · • · • » • » 0 0 0 0 0 « 0 0 0 0
17. Způsob podle nároku 15, vyznačující se tím, že vzduch, voda, molekulární kyslík, molekulární dusík, oxid dusný, amoniak nebo inertní plyn se přidávají do proudu recyklu.17. The method of claim 15 wherein air, water, molecular oxygen, molecular nitrogen, nitrous oxide, ammonia, or an inert gas are added to the recycle stream. 18. Způsob podle nároku 15, vyznačující se tím, že oxidační činidlo obsahuje kyslík, NOX, kyslík, ozon nebo HNO3.The method of claim 15, wherein the oxidizing agent comprises oxygen, NO X , oxygen, ozone or HNO 3 . 19. Způsob výroby oxidu dusného, vyznačující se tím, že se reakční směs obsahující amoniak a oxidační činidlo přivede do reaktoru, kde dojde k oxidaci amoniaku za vzniku oxidu dusného a NOX, jenž se redukuje na oxid dusný za vzniku proudu produktu oxidu dusného.19. A process for producing nitrous oxide, characterized in that the reaction mixture comprising ammonia and an oxidizing agent introduced into the reactor where oxidation occurs ammonia to form dinitrogen monoxide and NOx, which is reduced to nitrous oxide to form a product stream of nitrous oxide. 20. Způsob podle nároku 19, vyznačující se tím, že část proudu produktu oxidu dusného se recykluje do reaktoru.20. The process of claim 19 wherein part of the nitrous oxide product stream is recycled to the reactor. 21. Způsob podle nároku 19, vyznačující se tím, že oxidace se provádí v prvém reaktoru za vzniku prvého proudu produktu oxidu dusného, a redukce se provádí v druhém reaktoru za vzniku druhého proudu produktu oxidu dusného.21. The process of claim 19 wherein the oxidation is carried out in a first reactor to form a first nitrous oxide product stream, and the reduction is carried out in a second reactor to form a second nitrous oxide product stream. 22. Způsob podle nároku 21, vyznačující se tím, že prvý a druhý reaktor se plní různými katalyzátory.22. The process of claim 21 wherein the first and second reactors are charged with different catalysts. 23. Způsob podle nároku 21, vyznačující se tím, že část druhého proudu produktu oxidu dusného se recykluje do prvého nebo druhého reaktoru.23. The process of claim 21 wherein a portion of the second nitrous oxide product stream is recycled to the first or second reactor. 24. Způsob podle nároku 21, vyznačující se tím, že množství oxidu dusného přítomné v druhém proudu produktu je větší než množství oxidu dusného přítomné v prvém proudu produktu.24. The method of claim 21 wherein the amount of nitrous oxide present in the second product stream is greater than the amount of nitrous oxide present in the first product stream. 25. Způsob podle nároku 19, vyznačující se tím, že oxidační Činidlo obsahuje kyslík, NOX, kyslík, ozon nebo HNO3.The method of claim 19, wherein the oxidizing agent comprises oxygen, NO x , oxygen, ozone or HNO 3 .
CZ200117A 1999-06-17 1999-06-17 Process for preparing aliphatic dibasic acid and dinitrogen oxide CZ200117A3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ200117A CZ200117A3 (en) 1999-06-17 1999-06-17 Process for preparing aliphatic dibasic acid and dinitrogen oxide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ200117A CZ200117A3 (en) 1999-06-17 1999-06-17 Process for preparing aliphatic dibasic acid and dinitrogen oxide

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ200117A3 true CZ200117A3 (en) 2001-06-13

Family

ID=5472952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ200117A CZ200117A3 (en) 1999-06-17 1999-06-17 Process for preparing aliphatic dibasic acid and dinitrogen oxide

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ200117A3 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2078077C1 (en) Multistage method of liquid-phase ammoxylation of cyclohexanone
EP0755371B1 (en) Method for production of phenol and its derivatives
SK158294A3 (en) Method of preparation of alkanone and/or alkanol
EP3760309A1 (en) Method of making a catalyst for a sulphur recovery process with concurrent hydrogen production; catalyst, and hydrogen production method
KR20010023227A (en) High productivity process to produce maleic anhydride from n-butane
KR101586512B1 (en) Improved process to co-manufacture acrylonitrile and hydrogen cyanide
EP1115685A1 (en) Method of producing an aliphatic diacid and nitrous oxide
EP1303480B1 (en) Process for the production of cyclohexanone oxime
JP2018076235A (en) PRODUCTION METHOD OF ε-CAPROLACTAM
US6322766B1 (en) Preparation of oxides of nitrogen having a low degree of oxidation
US20040116745A1 (en) Process for the preparation of cyclohexanone oxime
CZ200117A3 (en) Process for preparing aliphatic dibasic acid and dinitrogen oxide
KR100272004B1 (en) Preparation and treatment of hydroxyl ammonium salt solution
EP1947056B1 (en) Recycling system for hydroxylamine formation and oximation
US4020051A (en) Control of nitrogen oxide reactions in off-gases from the diazotization/coupling of aromatic amines
KR20030007871A (en) Process for the production of cyclohexanone oxime
US4365090A (en) Process for production of acrylamide
MXPA01000142A (en) Method of producing an aliphatic diacid and nitrous oxide
EP1069073A2 (en) Process for preparing hydrogen cyanide from nitric oxide and methane
JPH04228419A (en) Refining of ammonium sulfate solution
WO2009080241A2 (en) Process for the preparation of melamine
JPH06122506A (en) Method for producing nitrous oxide
EP1113985B1 (en) Production of nitrous oxide
JPH0212882B2 (en)
JP2000026387A (en) Manufacture of cyclohexanone oxime