DD156176A1 - HYDROGENATION METHOD FOR OBTAINING LIQUID FATS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Hydrierverfahren zur Gewinnung gesaettigter Fettsaeuren aus ungesaettigten Fettsaeuren. Das Ziel der Erfindung ist es, ein Hydrierverfahren zu entwickeln, das mit geringem Katalysatoreinsatz den erforderlichen Grad der Hydrierung ermoeglicht. Die Aufgabe, die Fettsaeurehydrierung unter solchen Bedingungen durchzufuehren, dass eine geringe Vergiftung des eingesetzten Katalysators eintritt, wird geloest, indem die Hydrierung bei 373 K bis 483 K und Wasserstoffdruecken von 1 MPa bis 3 MPa unter Verwendung von Ni-SiO tief 2-Faellkatalysatoren durchgefuehrt wird. Die Katalysatoren werden nach ihrer Reduktion mindestens bei Reduktionstemperatur bis zur vollstaendigen Wasserstoffdesorption mit Inertgas behandelt und nach Abkuehlung auf 433 K bis 323 K mit einem Inertgas-Luft-Gemisch stabilisiert, bevor sie fuer die Hydrierung eingesetzt werden. Sie kommen in Mengen von 0,05 bis 0,35 Gew.-% bezogen auf die eingesetzte Fettsaeuremenge zur Anwendung. Die Hydrierdauer betraegt 1,5 bis 2,5 Stunden.The invention relates to a hydrogenation process for obtaining gesaettigter fatty acids from unsaturated fatty acids. The object of the invention is to develop a hydrogenation process which enables the required degree of hydrogenation with little use of catalyst. The task of carrying out the fatty acid dehydrogenation under conditions such that little poisoning of the catalyst used occurs is achieved by carrying out the hydrogenation at 373 K to 483 K and hydrogen pressures of 1 MPa to 3 MPa using Ni-SiO 2 deep-well catalysts becomes. The catalysts are treated after reduction at least at the reduction temperature to complete hydrogen desorption with inert gas and stabilized after cooling to 433 K to 323 K with an inert gas-air mixture before they are used for the hydrogenation. They are used in amounts of 0.05 to 0.35 wt .-% based on the amount of fatty acid used. The hydrogenation time is 1.5 to 2.5 hours.
Description
''22743'' 22743
VEB leuna-V/erke Leuna, 5.12.80VEB leuna-V / erke Leuna, 5.12.80
UV/alter Ulbricht !IUV / old Ulbricht! I
LP 7895LP 7895
Titel der ErfindungTitle of the invention
Hydrierverfahren zur Gewinnung von geoaettigten FettsaeurenHydrogenation process for the production of fatty acids
Anwendungogebiet der ErfindungField of application of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hydrierung von ungesaettigten PettsaeurenThe present invention relates to a process for the hydrogenation of unsaturated pesticides
Charakteristik der bekannten technischen LoesungenCharacteristic of the known technical solutions
Es ist bekannt, dass ungesaettigte Fettsaeuren bei erhoehten Temperaturen unter erhoehtem Ϋ/asserstoffdruck in Gegenwart von Hydrierkatalysatoren zu den gesaettigten Produkten hydriert werden koennen. Bereits frueh wurden Verfahren mit relativ aktiven Palladiumkatalysatoren entwickelt (GB-PS 18 642). Neuere Verfahren arbeiten mit Katalysatoren, bei denen das Palladium auf Traeger, wie Aluminiumoxid (DE-OS 2 310 985), Ionenaustauscherharze (DE-OS 2 303 170) oder MgO, SiO2, TiO , ZrO (DE-OS 2 151 482), aufgebracht wird. Diese Verfahren ermoeglichen zwar eine kontinuierliche Hydrierung mit fest angeordnetem Katalysator, sie sind jedoch infolge der teuren Edelmetallkatalysatoren unwirtschaftlich.It is known that unsaturated fatty acids can be hydrogenated at elevated temperatures under elevated hydrogen peroxide pressure in the presence of hydrogenation catalysts to give the saturated products. Already early processes with relatively active palladium catalysts were developed (GB-PS 18 642). More recent methods work with catalysts in which the palladium on Traeger, such as alumina (DE-OS 2 310 985), ion exchange resins (DE-OS 2 303 170) or MgO, SiO 2 , TiO, ZrO (DE-OS 2,151,482) , is applied. Although these processes allow continuous hydrogenation with fixed catalyst, they are uneconomical due to the expensive noble metal catalysts.
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Aus diesem Grund werden bei den bekannten Verfahren zur Hydrierung von ungesaettigten Fettsaeuren zu gesaettigten Fettsaeuren meist Nickel-Traeger-Katalysatoren eingesetzt, die durch Faellung von Nickel auf Kieselgur hergestellt werden (DD-PS 82 906). Bei diesen vergleichsweise kostenguenstigen Verfahren v/erden die Fettsaeuren chargenweise mit suspendierten Nickel-SiO„-Katalysatoren im Autoklaven hydriert, und nach Erreichen der geforderten Jodzahl wird der Katalysator von dem heissen Hydrierprodukt durch Filtration abgetrennt. Der Verbrauch an Katalysator liegt bei den bekannten Verfahren jedoch vergleichsweise hoch, weil die bei diesen Verfahren eingesetzten Nickel-Kieselgur-Katalysatoren, schon durch ihr Herstellungsverfahren bedingt, stark schwankende katalytische Aktivitaet aufweisen (vgl. Tenside, Zeitschrift fuer Physik, Chemie und Anwendung grenzflaechenaktiver Stoffe, 3· Jahrgang, Heft 8, S. 286). Ausserdem besitzen die bei den bekannten Verfahren eingesetzten Nickel-Kieselgur-Katalysatoren, die nach der Reduktion mit einem Inertgas-Luft-Gemisch bei Temperaturen bis zu 373 K stabilisiert werden, wegen ihres betraechtlichen Nickeloxidgehaltes, das Verhaeltnis von Hi zu NiO kann bis zu 1,5 : 10 betragen (DE-OS 2 207 909), eine relativ geringe katalytische Aktivitaet. Bei Lagerung verlieren diese Katalysatoren schliesslich relativ schnell weiter an katalytischer Aktivitaet. Deshalb muessen bei den bekannten Verfahren zur Hydrierung von Fettsaeuren scharfe Reaktionsbedingungen, wie Temperaturen bis 533 K, Druecke bis 7 MPa und Katalysatorkonzentrationen ein Reaktionsgemisch bis ueber 0,5 %9 bezogen auf die eingesetzte Fettsaeure, eingehalten werden, um einen ausreichenden Grad der Hydrierung zu erreichen. Unter den scharfen Reaktionsbedingungen erfolgt eine beschleunigte Vergiftung der Katalysatoren durch die Fettsaeuren, so dass bei den bekannten Hydrierverfahren zur Gewinnung von gesaettigten Fettsaeuren die Katalysatorkosten einen betraechtlichen Kostenfaktor darstellen.For this reason, in the known processes for the hydrogenation of unsaturated fatty acids to saturated fatty acids, nickel-carrier catalysts are usually used which are prepared by precipitation of nickel on kieselguhr (DD-PS 82 906). In these comparatively inexpensive processes, the fatty acids are hydrogenated batchwise with suspended nickel-SiO 2 catalysts in the autoclave, and after the required iodine number has been reached, the catalyst is separated from the hot hydrogenation product by filtration. The consumption of catalyst is relatively high in the known methods, however, because the nickel-kieselguhr catalysts used in these processes, already conditioned by their production process, have greatly fluctuating catalytic activity (compare Surfactants, Journal of Physics, Chemistry and Application of Surfactants , 3 · year, Issue 8, p. 286). In addition, the nickel-kieselguhr catalysts used in the known processes, which are stabilized after reduction with an inert gas-air mixture at temperatures up to 373 K, because of their considerable nickel oxide content, the ratio of Hi to NiO can be up to 1, 5: 10 amount (DE-OS 2,207,909), a relatively low catalytic activity. When stored, these catalysts eventually lose their catalytic activity relatively quickly. Therefore, in the known methods for the hydrogenation of fatty acids must severe reaction conditions such as temperatures up to 533 K, pressures are related to 7 MPa, and catalyst concentrations the reaction mixture to about 0.5% 9 to the used fatty acid, is maintained to a sufficient degree of hydrogenation to reach. Under the harsh reaction conditions, accelerated poisoning of the catalysts by the fatty acids occurs, so that in the known hydrogenation processes for the production of saturated fatty acids, the catalyst costs represent a significant cost factor.
3-^2743 5 63- ^ 2743 5 6
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist es, ein Hydrierverfahren zur Gewinnung von gesaettigten Pettsaeuren zu entwickeln, das mit geringem Katalysaotreinsatz den erforderlichen Grad der Hydrierung ermoeglicht.The aim of the invention is to develop a hydrogenation process for the production of saturated petenoic acids, which enables the required degree of hydrogenation with a small amount of catalyst.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Hydrierung von ungesaettigten Pettsaeuren unter solchen Bedingungen durchzufuehren, dass eine Vergiftung des eingesetzten Katalysators weitgehend vermieden wird.The object of the invention is to carry out the hydrogenation of unsaturated petacids under conditions such that poisoning of the catalyst used is largely avoided.
Diese Aufgabe wird geloest, indem erfindungsgemaess die Hydrierung der ungesaettigten Pettsaeuren zu gesaettigten Pettsaeuren bei Temperaturen von 423 K bis 483 K, und Wasserstoffdruecken von 1 I=EPa bis 3 Ι·3?& unter Verwendung eines Bi-SiO-Paellkatalysators durchgefuehrt wird, der durch gemeinsame Paellung von Nickel und SiO„ aus Hickelsalzloesung und Hatriumsilikatloesung hergestellt wird und nach Reduktion im Waoserstoffstrom bei Temperaturen von 673 bis 723 K anschliessend oberhalb von 673 K solange mit einem Inertga3strom von 300 bis 1000 v/vh belastet wird, bis der Wasserstoff vollstaendig vom Katalysator desorbiert ist und der dann nach. Abkuehlung auf 433 K bis 323 K mit einem Inertgasstrom behandelt wird, in den Luft eindosiert wird, bis im Abgas 1 bis 5 Vol.-% Sauerstoff gemessen werden und die Luftzufuhr beibehalten wird, bis die Temperatur auf 323 K abgesunken ist, wobei die Katalysaotrmenge im Reaktionsgemisch waehrend der Hydrierung 0,05 bis 0,35 Gew.-%, bezogen auf die eingesetzte Pettsaeuremenge, betraegt.This object is achieved by carrying out according to the invention the hydrogenation of the unset penta acids to saturated petenoic acids at temperatures of 423 K to 483 K, and hydrogen pressures of 1 I = EPa to 3 × 3 × using a Bi-SiO paell catalyst is produced by co-precipitation of nickel and SiO 2 from nickel salt solution and Hatriumsilikatloesung and after reduction in WaoSerstoffstrom at temperatures of 673 to 723 K then above 673 K as long as with an Inertga3strom from 300 to 1000 v / vh charged until the hydrogen is completely from the Catalyst is desorbed and then after. Abkuehlung to 433 K to 323 K is treated with an inert gas stream, is metered into the air until the exhaust gas 1 to 5 vol .-% oxygen are measured and the air supply is maintained until the temperature has dropped to 323 K, the Katalysaotrmenge in the reaction mixture during the hydrogenation 0.05 to 0.35 wt .-%, based on the amount of pesty used, entrained.
Y/esentlich fuer das erfindungsgemaesse Verfahren ist, dass Pettsaeuren eingesetzt werden, die 10 bis 24 Kohlenstoffatome je Molekuel Pettsaeure enthalten und dass das Reaktionsprodukt eine Jodzahl von kleiner als 2 aufweist. Weiterhin ist wichtig, dass die Hydrierzeiten im Bereich von 1,5 bis 2,5 Stunden liegen. Es ist vorteilhaft, wenn durch die intensiv geruehrteFor the process according to the invention, it is usual to use pesticides which contain 10 to 24 carbon atoms per molecule of penta acid and in that the reaction product has an iodine value of less than 2. It is also important that the hydrogenation times are in the range of 1.5 to 2.5 hours. It is beneficial if through the intensively stirred
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Reaktionsmischung Wasserstoff mit einer Geschwindigkeit von 35 bis 45 lira /t Reaktionsmischung im Kreislauf gepumpt wird. Waehrend der Hydrierung ist fuer eine gute Durchmischung der Reaktionsmischung zu sorgen. Diese Durchmischung wird durch intensives Ruehren und durch einen Strom von Wasserstoffperlen durch die Reaktionsmischung erreicht. Dabei wird der Wasserstoffstrom im Kreislauf durch den Autoklaven gepumpt. Unter den Bedingungen des erfindungsgemaessen Verfahrens ist eine ueberraschend gute Nutzung des eingesetzten Katalysators erreichbar. Die Vergiftung des Katalysators erfolgt wesentlich langsamer als unter den Bedingungen bekannter Verfahren. Erstaunlicherweise zeigen die fuer das erfindungsgemaesse Verfahren vorgesehenen Katalysatoren auch nach laengerer Lagerung nur eine geringe Verringerung ihrer katalytischen Aktivitaet, wenn sie unter den erfindungsgemaessen Verfahrensbedingungen eingesetzt v/erden. Trotz niedrigerer Reaktionstemperatur im Vergleich zu den bekannten Verfahren liefert das erfindungsgemaesse Verfahren niedrigere Jodzahlen.Hydrogen reaction mixture is pumped at a rate of 35 to 45 lira / t reaction mixture in the circulation. During the hydrogenation, a thorough mixing of the reaction mixture should be ensured. This mixing is achieved by intensive stirring and by a stream of hydrogen beads through the reaction mixture. The hydrogen stream is pumped in the circulation through the autoclave. Under the conditions of the process according to the invention, a surprisingly good use of the catalyst used can be achieved. The poisoning of the catalyst is much slower than under the conditions of known methods. Surprisingly, the catalysts provided for the process according to the invention show, even after prolonged storage, only a small reduction in their catalytic activity when used under the process conditions according to the invention. Despite lower reaction temperature compared to the known methods, the inventive method provides lower iodine numbers.
AusfuehrungsbeispieleAusfuehrungsbeispiele
Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel)Example 1 (comparative example)
Ein durch Faellung von Nickel auf Kieselgur hergestellter Nickel-Katalysator mit einem Gehalt an Nickel von 50 % wird 8 Stunden bei 723 K im Wasserstoffstrom reduziert, im Wasserstoffstrom auf 353 K abgekuehlt und anschliessend bei dieser Temperatur 1 Stunde im Inertgasstrom (Stickstoff) gespuelt. Anschliessend wird der Katalysator in einem Inertgas-Luftgemisch, das 1 Vol.-% Sauerstoff im Eingang enthaelt, stabilisiert, bis keine merkliche Säuerstoffaufnähme durch den Katalysator erfolgt, d.h. bis die Sauerstoffkonzentrationen im Ein- und Ausgang des Stabilisierungsbehaelters gleich sind. Die Belastung betraegt in allen Faellen 500 v/vh. Nach der Mahlung des Katalysators wird er in einem Ruehrautoklaven zur Hydrierung von Talgfettsaeure mit einer Jodzahl von 52 eingesetzt. In der Tabelle 1 sind die Reaktionsbedingungen und die erreichten Jodzahlen zusammengestellt.A prepared by precipitation of nickel on diatomaceous earth nickel catalyst with a nickel content of 50 % is reduced for 8 hours at 723 K in a stream of hydrogen, cooled in a hydrogen stream to 353 K and then rinsed at this temperature for 1 hour in inert gas (nitrogen). The catalyst is then stabilized in an inert gas / air mixture containing 1% by volume of oxygen in the inlet until there is no appreciable absorption of acid by the catalyst, ie until the oxygen concentrations in the inlet and outlet of the stabilization container are the same. The load is 500 v / vh in all cases. After grinding the catalyst, it is used in a soaking autoclave for the hydrogenation of tallow fatty acid having an iodine value of 52. Table 1 summarizes the reaction conditions and iodine numbers achieved.
27435 627435 6
Erreichte Rest jodzahl 1,8 29,8 37,0 49,1Achieved residual iodine number 1.8 29.8 37.0 49.1
Bei den Versuchen 1 bis 3 wurde frisch reduzierter und stabilisierter Katalysator eingesetzt. Bei Versuch 4 wurde ein Katalysator eingesetzt, der ein halbes Jahr an Luft gelagert hatte.In experiments 1 to 3 freshly reduced and stabilized catalyst was used. In Experiment 4, a catalyst was used which had been stored in air for half a year.
Beispiel 2 (Vergleichsbeispiel)Example 2 (comparative example)
Ein durch gemeinsame Paollung von Nickel und SiO aus Hickel-Katalysator mit einem Gehalt an Nickel von 50 % wird 8 Stunden bei 723 K im Wasserstoffstrom reduziert, im Wasserstoffstrom auf 353 K abgekuehlt und anschliessend bei dieser Temperatur eine Stunde im Inertgasstrom (Stickstoff) gespuelt. Danach wird der Katalysator mit einem Inertgas-Luft-Gemisch, das 1 Vol.-?5 Sauerotoff im Eingang enthaelt, stabilisiert, bis keine merkliche Säuerst offaufnähme mehr erfolgt, d,h, bis die Sauerstoffkonzentrationen im Ein- und Ausgang des Stabilisierungsbehaelters gleich sind. Die Belastung betraegt in allen Paellen 500 v/vh. Nach dem Mahlen des Katalysators wird er in einem Ruehrautoklaven zur Hydrierung von Talgfettsaeure mit einer Jodzahl von 52 eingesetzt. In der Tabelle 2 sind die Realrtionsbedingungen und die erreichten Jodzahlen zuaammenge st eilt·A by common Paollung of nickel and SiO from nickel catalyst containing 50 % nickel is reduced for 8 hours at 723 K in a stream of hydrogen, cooled in hydrogen to 353 K and then rinsed at this temperature for one hour in inert gas (nitrogen). Thereafter, the catalyst with an inert gas-air mixture containing 1 vol .-. 5 Sodium in the entrance, stabilized until no significant Säurerst offaufnähme more, d, h, until the oxygen concentrations in the inlet and outlet of the Stabilisierungsbehaelters are equal , The load is 500 v / vh in all paellen. After grinding the catalyst, it is used in a soaking autoclave for the hydrogenation of tallow fatty acid having an iodine value of 52. Table 2 summarizes the reaction conditions and the iodine numbers achieved.
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Bei den Versuchen 5 bis 7 wurde frisch reduzierter und stabilisierter Katalysator eingesetzt. Bei Versuch 8 wurde ein Katalysator eingesetzt, der ein halbes Jahr an Luft gelagert hatte·In experiments 5 to 7 freshly reduced and stabilized catalyst was used. In experiment 8, a catalyst was used which had been stored in air for half a year.
Ein durch geraeinsame Paellung von Nickel und SiO? aus Nickelsalzloesung und Natriumsilikatloesung hergestellter Nickel-Katalysator mit einem Gehalt an Nickel von 50 % wird 8 Stunden bei 723 K im Wasserstoffstrom reduziert, 1 Stunde bei 723 K mit Stickstoff gespuelt und anschliessend in diesem Inertgasstrom auf 353 K abgekuehlt. Bei dieser Temperatur wird der Katalysator mit einem Inertgas-Luft-Gemisch, das im Eingang 1 VoI,-% Sauerstoff enthaelt, stabilisiert, bis keine merkliche Säuerstoffaufnähme durch den Katalysator erfolgt, d.h. bis die Säuerstoffkonzentrationen im Ein- und Ausgang des Stabilisierungsbehaelters gleich sind. Die Belastung betraegt in allen Paellen 500 v/vh. Nach dem Mahlen des Katalysators wird er in einem Ruehrautoklaven zur Hydrierung von Talgfettsaeure mit einer Jodzahl von 52 eingesetzt» In der Tabelle 3 sind die Reaktionsbedingungen und die erreichten Jodzahlen zusammengestellt.A combination of nickel and SiO ? Nickel catalyst prepared from nickel salt solution and sodium silicate solution with a nickel content of 50 % is reduced in a stream of hydrogen at 723 K for 8 hours, purged with nitrogen at 723 K for 1 hour, and then cooled to 353 K in this inert gas stream. At this temperature, the catalyst is stabilized with an inert gas-air mixture containing 1% by volume of oxygen in the inlet until no appreciable uptake of acid by the catalyst occurs, ie until the acid concentrations in the inlet and outlet of the stabilization tank are equal. The load is 500 v / vh in all paellen. After grinding the catalyst, it is used in a soaking autoclave for the hydrogenation of tallow fatty acid having an iodine value of 52. "Table 3 summarizes the reaction conditions and the iodine numbers achieved.
-227435 6-227435 6
VerouchsnummerVerouchsnummer
Reaktionstenp. (K)Reaktionstenp. (K)
Wasserst off druck (HSPa)Water pressure off (HSPa)
Katalysatormenge bezogenAmount of catalyst
auf Fettsaeure (%) fatty acid (%)
Hydrierdauor (h) _ _,„ _,^ _,_,Hydrogenation (h) _ _, "_, ^ _, _,
Erreichte Rest jodzahl 1,2 9,4 13,0 16,5Achieved residual iodine number 1.2 9.4 13.0 16.5
Bei den Versuchen 9 bis 11 wurde frisch reduzierter und sta~ bilisierter Katalysator eingesetzt. Bei Versuch 12 wurde ein Katalysator eingesetzt, der ein halbes Jahr an Luft gelagert hatte cIn experiments 9 to 11, freshly reduced and stabilized catalyst was used. In Experiment 12, a catalyst was used which had been stored in air for half a year c
Ein Vergleich der Ergebnisse aus den Vergleichsbeispielen 1 und 2 mit den unter erfindungsgemaessen Bedingungen durchgefuehrten Versuchen aus Beispiel 3 macht deutlich, dass das erfindungsgeinaesse Verfahren wesentlich niedrigere Restjodzahlen ermoeglicht.A comparison of the results of Comparative Examples 1 and 2 with the experiments carried out under conditions according to the invention from Example 3 makes it clear that the erfindungsgeinaesse method allows significantly lower residual iodine numbers.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DD22743581A DD156176B1 (en) | 1981-02-05 | 1981-02-05 | HYDROGENATION METHOD FOR OBTAINING LIQUID FATS |
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DD22743581A DD156176B1 (en) | 1981-02-05 | 1981-02-05 | HYDROGENATION METHOD FOR OBTAINING LIQUID FATS |
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DD156176A1 true DD156176A1 (en) | 1982-08-04 |
DD156176B1 DD156176B1 (en) | 1987-10-14 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1015407A1 (en) * | 1997-09-05 | 2000-07-05 | Henkel Corporation | Method of making hydrogenated acids |
-
1981
- 1981-02-05 DD DD22743581A patent/DD156176B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP1015407A1 (en) * | 1997-09-05 | 2000-07-05 | Henkel Corporation | Method of making hydrogenated acids |
EP1015407A4 (en) * | 1997-09-05 | 2000-11-08 | Henkel Corp | Method of making hydrogenated acids |
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DD156176B1 (en) | 1987-10-14 |
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