DE19747407A1 - Verfahren zur Hydrierung einer Anthrachinon-Verbindung in Gegenwart eines mindestens ein Metall der VIII. Nebengruppe des Periodensystems als Aktivmetall enthaltenden Katalysators - Google Patents

Verfahren zur Hydrierung einer Anthrachinon-Verbindung in Gegenwart eines mindestens ein Metall der VIII. Nebengruppe des Periodensystems als Aktivmetall enthaltenden Katalysators

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hydrierung von An­ thrachinon-Verbindungen, in dem eine Anthrachinon-Verbindung oder ein Gemisch aus zwei oder mehr davon mit einem mindestens ein Metall der VIII. Nebengruppe des Periodensystems als Aktivmetall enthaltenden Kataly­ sator in Kontakt gebracht wird, sowie ein Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxid nach dem Anthrachinon-Verfahren, das eine wie oben definierte Hydrierstufe sowie die Umsetzung der in dieser Stufe erhaltenen Anthrahydrochinon-Verbindung mit einem Sauerstoff enthaltenden Gas umfaßt.
Nach dem sogenannten Anthrachinon-Verfahren wird praktisch die gesamte Menge des weltweit produzierten Wasserstoffperoxids hergestellt.
Das Verfahren beruht auf der katalytischen Hydrierung einer Anthrachinon- Verbindung zur entsprechenden Anthrahydrochinon-Verbindung, nachfolgender Umsetzung derselben mit Sauerstoff unter Bildung von Wasserstoffperoxid und anschließender Abtrennung des gebildeten Wasserstoffperoxids durch Extraktion. Der Katalysezyklus wird durch erneute Hydrierung der rückgebil­ deten Anthrachinon-Verbindung geschlossen.
Einen Überblick über die prinzipiellen Reaktionsabläufe gibt das unten darge­ stellte Schema:
Dabei werden die verwendeten Anthrachinon-Verbindungen in der Regel in einem Gemisch mehrerer organischer Lösungsmittel gelöst. Die resultierende Lösung wird als Arbeitslösung bezeichnet. Diese Arbeitslösung wird beim Anthrachinon-Verfahren in der Regel kontinuierlich durch die oben beschrie­ benen Stufen des Verfahrens geführt.
Einen Überblick über das Anthrachinon-Verfahren gibt Ullmann's Encyclope- dia of Industrial Chemistry, 5. Aufl., Bd. A13, S. 447-456.
Eine besonders wichtige Stufe des Anthrachinon-Verbindung stellt die Hy­ drierstufe dar, in der die in der Arbeitslösung enthaltene Anthrachinon- Verbindung in Gegenwart eines Katalysator zur entsprechenden Anthrahydro­ chinon-Verbindung hydriert wird.
Diese katalytische Hydrierung kann in Suspension oder im Festbett in unterschiedlichen Reaktortypen erfolgen. Der diesbezügliche Stand der Tech­ nik wird z. B. ausführlich in der EP-A-0 672 617 gewürdigt. Diese Druck­ schrift betrifft ein Verfahren der hier in Rede stehenden Art, wobei ein Festbett-Reaktor verwendet wird, der ein Katalysatorbett mit einer offenen Struktur umfaßt. Als Katalysator wird dort die Verwendung von Palladium auf einem Träger, wie z. B. Aktivkohle, Aluminiumoxid oder Silicagel vorgeschlagen.
Eine weitere Variante des Anthrachinon-Verfahrens, ebenfalls unter Verwen­ dung eines Festbetts mit spezieller, parallele Durchgänge aufweisender Struktur, wird in der EP-A-0 102 934 beschrieben. Gemäß dieser Druck­ schrift können als Aktivmetalle für die dort beschriebenen Katalysatoren Edelmetalle, wie z. B. Palladium, Platin, Rhodium oder Gemische davon verwendet werden.
Ein Anthrachinon-Verfahren in Suspensionsfahrweise unter Verwendung eines Schlaufenreaktors und Palladiumschwarz als Katalysator wird in der US 4,428,923 beschrieben.
Die Verwendung von Pd, Rh, Pt oder Ru als Aktivmetalle in einem Kataly­ sator, der auch für das Anthrachinon-Verfahren verwendet werden kann, wird in der EP-A-0 778 085 und der WO 96/18574 beschrieben, wobei dort als Trägermaterialien der beschriebenen Katalysatoren herkömmliche Materia­ lien, wie z. B. Al2O3 oder SiO2 zum Einsatz kommen.
Die bislang gemaß des Standes der Technik verwendeten Katalysatoren waren jedoch nicht immer in der Lage, den Anforderungen für derartige Katalysa­ toren, wie z. B. hohe Aktivität bei gleichzeitig hoher Selektivität, gerecht zu werden. Auch war es nicht immer möglich, ausreichend hohe Raum-Zeit- Ausbeuten zu erreichen.
Somit ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, neue Verfahren zur Hydrierung einer Anthrachinon-Verbindung unter Verwendung bislang noch nicht für diese Hydrierung eingesetzter Katalysatoren bereitzustellen.
Demnach betrifft die vorliegende Erfindung in einer Ausführungsform ein Verfahren zur Hydrierung einer Anthrachinon-Verbindung oder eines Gemi­ sches aus zwei oder mehr davon durch Inkontaktbringen der Anthrachinon- Verbindung oder des Gemisches aus zwei oder mehr davon mit einem Katalysator unter Erhalt einer Anthrahydrochinon-Verbindung oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon, wobei der Katalysator (Katalysator 1) mindestens eine in situ auf einem Träger abgeschiedene, homogene Ver­ bindung mindestens eines Metalls der VIII. Nebengruppe des Periodensystems umfaßt.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Hydrierung einer Anthrachinon-Verbindung, wie oben definiert, wobei der Katalysator (Kataly­ sator 2) als Aktivmetall mindestens ein Metall der VIII. Nebengruppe des Periodensystems alleine oder zusammen mit mindestens einem Metall der I. oder VII. Nebengruppe des Periodensystems, aufgebracht auf einem Träger, umfaßt, wobei der Träger einen mittleren Porendurchmesser von mindestens 50 nm und eine Oberfläche BET von höchstens 30 m2/g aufweist und die Menge des Aktivmetalls 0,01 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamt­ gewicht des Katalysator, beträgt, und vorzugsweise das Verhältnis der Oberflächen des Aktivmetalls und des Katalysatorträgers < 0,05 ist.
Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Hydrie­ rung einer Anthrachinon-Verbindung, wie oben definiert, wobei der Kataly­ sator (Katalysator 3) als Aktivmetall mindestens ein Metall der VIII. Neben­ gruppe des Periodensystems alleine oder zusammen mit mindestens einem Metall der I. oder VII. Nebengruppe des Periodensystems in einer Menge von 0,01 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators, aufgebracht auf einem Träger, umfaßt, wobei 10 bis 50% des Porenvolu­ mens des Trägers von Makroporen mit einem Porendurchmesser im Bereich von 50 nm bis 10.000 nm und 50 bis 90% des Porenvolumens des Trägers von Mesoporen mit einem Porendurchmesser im Bereich von 2 bis 50 nm gebildet werden, wobei sich die Summe der Porenvolumina zu 100% ad­ diert.
In einer weiteren Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Hydrierung einer Anthrachinon-Verbindung, wie oben defi­ niert, wobei der Katalysator (Katalysator 4) als Aktivmetall mindestens ein Metall der VIII. Nebengruppe des Periodensystems mit mindestens einem Metall der I. oder VII. Nebengruppe des Periodensystems in einer Menge von 0,01 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 0,2 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators, aufgebracht auf einen Träger, umfaßt, wobei der Träger einen mittleren Porendurchmesser von mindestens 0,1 µm, vorzugsweise mindestens 0,5 µm, und eine Oberfläche von höchstens 15 m2/g, vorzugsweise höchstens 10 m2/g, aufweist.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Hydrierung einer An­ thrachinon-Verbindung, wie oben definiert, wobei der Katalysator (Katalysator 5) ein monolithischer Trägerkatalysator ist, der durch aufeinanderfolgendes an der Luft Erhitzen und Abkühlen eines Trägermaterials in Form eines Metallgewebes oder einer Metallfolie, nachfolgendes Beschichten im Vakuum mit einer Aktivkomponente und anschließendes Schneiden und Verformen des beschichteten Trägermaterials und abschließendes Verarbeiten zu einem monolithischen Trägerkatalysator hergestellt werden kann, wobei als Aktivme­ tall mindestens ein Metall der VIII. Nebengruppe des Periodensystems alleine oder zusammen mit mindestens einem Metall der I. oder VII. Nebengruppe des Periodensystems verwendet wird.
Als Aktivmetall können prinzipiell alle Metalle der VIII. Nebengruppe des Periodensystems eingesetzt werden. Vorzugsweise werden als Aktivmetalle Platin, Rhodium, Palladium, Cobalt, Nickel oder Ruthenium oder ein Ge­ misch aus zwei oder mehr davon eingesetzt, wobei insbesondere Ruthenium als Aktivmetall verwendet wird. Unter den ebenfalls verwendbaren Metallen der I. oder VII. oder aber der I. und der VII. Nebengruppe des Perioden­ systems, die ebenfalls allesamt prinzipiell verwendbar sind, werden vorzugs­ weise Kupfer und/oder Rhenium eingesetzt.
Die Begriffe "Makroporen" und "Mesoporen" werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung so verwendet, wie sie in Pure Appl. Chem., 45, S. 79 (1976) definiert sind, nämlich als Poren, deren Durchmesser oberhalb von 50 nm (Makroporen) oder deren Durchmesser zwischen 2 nm und 50 nm liegt (Mesoporen).
Der Gehalt des Aktivmetalls beträgt im allgemeinen ungefähr 0,01 bis ungefähr 30 Gew.-%, vorzugsweise ungefähr 0,01 bis ungefähr 5 Gew.-% und insbesondere ungefähr 0,1 bis ungefähr 5 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des verwendeten Katalysators, wobei die bei den Kataly­ satoren 1 bis 3 vorzugsweise verwendeten Gehalte nochmals bei der Diskus­ sion dieser Katalysatoren einzeln angegeben sind.
Der Begriff "Anthrachinon-Verbindung" umfaßt prinzipiell alle Anthrachinon- Verbindungen sowie die entsprechenden Tetrahydroanthrachinon-Verbindungen, die für das Anthrachinon-Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxid eingesetzt werden können. Die bevorzugt einsetzbaren Verbindungen werden untenstehend im Abschnitt "Die Verfahrensführung" nochmals kurz erläutert.
Im folgenden sollen nunmehr die oben definierten Katalysatoren 1 bis 5 detailliert beschrieben werden. Dabei erfolgt die Beschreibung beispielshaft unter Bezugnahme auf die Verwendung von Ruthenium als Aktivmetall. Die untenstehenden Angaben sind auch auf die anderen verwendbaren Aktivmetal­ le, wie hierin definiert, übertragbar.
KATALYSATOR 1
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in Gegenwart eines Katalysators 1, der mindestens eine in situ auf einem Träger abgeschiedene, homogene Verbindung mindestens eines Metalls der VIII. Nebengruppe des Periodensy­ stems, ggf. zusammen mit mindestens einer Verbindung mindestens eines Metalls der I. oder VII. Nebengruppe des Periodensystems, umfaßt, durch­ geführt werden. Die Herstellung der Katalysatoren erfolgt dadurch, daß eine homogene Metallverbindung während der Reaktion mit dem Eintrag in den Reaktor eingebracht wird und sich während der Reaktion auf einen im Reaktor befindlichen Träger abscheidet.
Ferner kann die homogene Metallverbindung auch vor der Umsetzung in den Reaktor eingebracht werden und sich während einer Behandlung mit Wasser­ stoff auf einen im Reaktor befindlichen Träger abscheiden.
Der im Rahmen der vorliegenden Anmeldung verwendete Begriff "in situ" bedeutet, daß der Katalysator nicht separat hergestellt und getrocknet wird und dann als sozusagen fertiger Katalysator in den Reaktor eingebracht wird, sondern daß der Katalysator im Rahmen der vorliegenden Erfindung im Reaktor entweder unmittelbar vor oder während der eigentlichen Hydrierung gebildet wird.
Der im Rahmen der vorliegenden Anmeldung verwendete Begriff "homogene Verbindung eines Metalls der VIII., I. oder VII. Nebengruppe des Peri­ odensystems" bzw. "homogene Rutheniumverbindung" bedeutet, daß die erfindungsgemäß verwendete Metallverbindung in dem sie umgebenden Medium, d. h. der eingesetzten, noch zu hydrierenden Anthrachinon-Ver­ bindung, oder in einem Gemisch dieser Verbindungen mit mindestens einem Lösungsmittel löslich ist.
Als Metallverbindungen kommen dabei vor allem Nitrosylnitrate und Nitrate, aber auch Halogenide, Carbonate, Carboxylate, Acetylacetonate, Chlor-, Nitrido- und Aminkomplexe sowie Oxidhydrate oder deren Gemische zum Einsatz. Bevorzugte Verbindungen sind Rutheniumnitrosylnitrat, Rutheni­ um(III)chlorid, Ruthenium(III)nitrat und Rutheniumoxidhydrat.
Obwohl die Menge der im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens auf den oder die Träger aufgebrachten Metallverbindung nicht in besonderer Weise beschränkt ist, wird unter den Gesichtspunkten einer ausreichenden katalytischen Aktivität und der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens das Metall­ salz oder der Metallkomplex in einer solchen Mengen auf den oder die Träger aufgebracht, daß sich 0,01 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamt­ gewicht des Katalysators, an Aktivmetall auf dem oder den Trägern abschei­ det. Weiter bevorzugt beträgt diese Menge 0,2 bis 15 Gew.-%, insbesondere bevorzugt etwa 0,5 Gew.-%.
Die im Reaktor befindlichen Träger sind vorzugsweise Metallnetze und Metallringe sowie Steatitkörper, wie sie unter anderem in der EP-A-0 564 830 und der EP-A-0 198 435 beschrieben werden. Im folgenden sollen dennoch kurz die im Rahmen der vorliegenden Erfindung besonders bevor­ zugt verwendeten Träger und deren Herstellung erläutert werden.
Besonders bevorzugt werden metallische Trägermaterialien, wie beispielsweise die Edelstähle mit Werkstoffnummern 1.4767, 1.4401, 2.4610, 1.4765, 1.4847, 1.4301 usw. verwendet, da sie vor der Beschichtung mit den Aktivkomponenten durch eine Temperung eine Aufrauhung ihrer Oberfläche erhalten können. Insbesondere bevorzugt werden als Netzmaterial Kanthal (Werkstoffnr. 1.4767) bzw. Metalle, die Aluminium enthalten, eingesetzt. Kanthal ist eine Legierung, die zu ungefähr 75 Gew.-% Fe, ungefähr 20 Gew.-% Cr und ungefähr 5 Gew.-% Al enthält. Für die Temperung werden die oben erwähnten metallischen Träger bei Temperaturen von 600 bis 1100, vorzugsweise 800 bis 1000°C, eine bis zwanzig, vorzugsweise eine bis zehn, Stunden an der Luft erhitzt und wieder abgekühlt. Diese Vorbehand­ lung ist für die Aktivität des Katalysators entscheidend, da ohne diese Temperungsbehandlung praktisch kein Ruthenium in situ auf den metallischen Träger abgeschieden werden kann. Nach dieser Trägerbehandlung bei erhöh­ ter Temperatur werden diese mit der Rutheniumverbindung beschichtet.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform können die oben beschriebenen Träger mit einer Schicht eines Palladiummetalls, wie z. B. Ni, Pd, Pt, Rh, vorzugsweise Pd, in einer Dicke von ungefähr 0,5 bis ungefähr 10 nm, insbesondere circa 5 nm, bedampft werden, wie dies ebenfalls in der bereits oben erwähnten EP-A-0 564 830 beschrieben wird.
Wie sich aus den erfindungsgemäßen Beispielen ergibt, wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Katalysator insbesondere ein Netz aus getemper­ tem Kanthal, auf das eine Pd-Schicht zur Erleichterung der Abscheidung des Aktivmetalls mit einer Dicke von ungefähr 5 nm aufgedampft wurde, als Träger verwendet.
Es können jedoch auch übliche Katalysatorträgersysteme, wie zum Beispiel Aktivkohle, Siliciumcarbid, Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Titandioxid, Zirconiumdioxid, Magnesiumoxid, Zinkoxid oder deren Gemische, jeweils in Kugel-, Strang- oder Ringform, eingesetzt werden. Unter diesen besonders bevorzugt sind Aluminiumoxid und Zirconiumdioxid. Dabei ist die Poren­ größe sowie die Porenverteilung völlig unkritisch. Es können bimodale und auch alle anderen Arten von Trägern eingesetzt werden. Vorzugsweise sind die Träger makroporös.
Weitere Details bezüglich des Katalysators 1 bzw. zu seiner Herstellung sind der DE-A 196 22 705.4 zu entnehmen, deren diesbezüglicher Inhalt durch Bezugnahme vollständig in die vorliegende Anmeldung einbezogen wird.
KATALYSATOR 2
Die erfindungsgemäß verwendeten Katalysatoren 2 können technisch herge­ stellt werden durch Auftragen mindestens eines Metalls der VIII. Neben­ gruppe des Periodensystems und gegebenenfalls mindestens eines Metalls der I. oder VII. Nebengruppe des Periodensystems auf einem geeigneten Träger.
Die Auftragung kann durch Tränken des Trägers in wäßrigen Metallsalz­ lösungen, wie z. B. wäßrigen Rutheniumsalzlösungen, durch Aufsprühen entsprechender Metallsalzlösungen auf den Träger oder durch andere ge­ eignete Verfahren erreicht werden. Als Metallsalze der I., VII. oder VIII. Nebengruppe des Periodensystems eignen sich die Nitrate, Nitrosylnitrate, Halogenide, Carbonate, Carboxylate, Acetylacetonate, Chlorokomplexe, Nitrokomplexe oder Aminkomplexe der entsprechenden Metalle, wobei die Nitrate und Nitrosylnitrate bevorzugt sind.
Bei Katalysatoren, die neben dem Metall der VIII. Nebengruppe des Peri­ odensystems noch weitere Metalle als Aktivmetall auf dem Träger aufgetra­ gen enthalten, können die Metallsalze bzw. Metallsalzlösungen gleichzeitig oder nacheinander aufgebracht werden.
Die mit der Metallsalzlösung beschichteten bzw. getränkten Träger werden anschließend vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 100°C und 150°C, getrocknet und wahlweise bei Temperaturen zwischen 200°C und 600°C, vorzugsweise zwischen 350°C und 450°C calciniert. Bei getrennter Auf­ tränkung wird der Katalysator nach jedem Tränkschritt getrocknet und wahlweise calciniert, wie oben beschrieben. Die Reihenfolge, in der die Aktivkomponenten aufgetränkt werden, ist dabei frei wählbar.
Anschließend werden die beschichteten und getrockneten sowie wahlweise calcinierten Träger durch Behandlung in einem Gasstrom, der freien Wasser­ stoff enthält, bei Temperaturen zwischen ungefähr 30°C und ungefähr 600°C, vorzugsweise zwischen ungefähr 150°C und ungefähr 450°C akti­ viert. Vorzugsweise besteht der Gasstrom aus 50 bis 100 Vol.- % H2 und 0 bis 50 Vol.- % N2.
Die Metallsalzlösung oder -lösungen werden in einer solchen Menge auf den oder die Träger aufgebracht, daß der Gesamtgehalt an Aktivmetall, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators, ungefähr 0,01 bis ungefähr 30 Gew.-%, vorzugsweise ungefahr 0,01 bis ungefähr 5 Gew.-%, weiter bevorzugt ungefähr 0,01 bis ungefähr 1 Gew.-%, und insbesondere ungefähr 0,05 bis ungefähr 1 Gew.-% beträgt.
Die Metalloberfläche auf dem Katalysator beträgt dabei insgesamt vorzugs­ weise ungefähr 0,01 bis ungefähr 10 m2/g, weiter bevorzugt ungefähr 0,05 bis ungefähr 5 m2/g und insbesondere ungefähr 0,05 bis ungefähr 3 m2/g des Katalysators. Die Metalloberfläche wird mittels der von J. LeMaitre et al. in "Characterization of Heterogenous Catalysts", Hrsg. Francis Delanney, Marcel Dekker, New York 1984, S. 310-324, beschriebenen Chemisorp­ tionsverfahren bestimmt.
Im erfindungsgemäß verwendeten Katalysator beträgt das Verhältnis der Oberflächen des/der Aktivmetalls/-metalle und des Katalysatorträgers vorzugs­ weise weniger als ungefähr 0,05, wobei der untere Grenzwert bei ungefähr 0,0005 liegt.
Die zur Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Katalysatoren ver­ wendbaren Trägermaterialien sind solche, die makroporös sind und einen mittleren Porendurchmesser von mindestens ungefähr 50 nm, vorzugsweise mindestens ungefähr 100 nm, insbesondere mindestens ungefähr 500 nm, aufweisen und deren Oberfläche nach BET höchstens ungefähr 30 m2/g, vorzugsweise höchstens ungefähr 15 m2/g, weiter bevorzugt höchstens ungefähr 10 m2/g, insbesondere höchstens ungefähr 5 m2/g und weiter bevorzugt höchstens ungefähr 3 m2/g liegt. Genauer gesagt, beträgt der mittlere Porendurchmesser des Trägers vorzugsweise ungefähr 100 nm bis ungefähr 200 µm, weiter bevorzugt ungefähr 500 nm bis ungefähr 50 µm. Die Oberfläche des Trägers beträgt vorzugsweise ungefähr 0,2 bis ungefähr 15 m2/g, weiter bevorzugt ungefähr 0,5 bis ungefähr 10 m2/g, insbesondere ungefähr 0,5 bis ungefähr 5 m2/g und weiter bevorzugt ungefähr 0,5 bis ungefähr 3 m2/g.
Die Oberfläche des Trägers wird bestimmt nach dem BET-Verfahren durch N2-Adsorption, insbesondere nach DIN 66131. Die Bestimmung des mittleren Porendurchmesser und der Porengrößenverteilung erfolgt durch Hg-Porosi­ metrie, insbesondere nach DIN 66133.
Vorzugsweise kann die Porengrößenverteilung des Trägers annähernd bimodal sein, wobei die Porendurchmesserverteilung mit Maxima bei etwa 600 nm und etwa 20 µm bei der bimodalen Verteilung eine spezielle Ausführungs­ form der Erfindung darstellt.
Weiter bevorzugt ist ein Träger mit einer Oberfläche von 1,75 m2/g, der diese bimodale Verteilung des Porendurchmessers aufweist. Das Porenvolu­ men dieses bevorzugten Trägers beträgt vorzugsweise etwa 0,53 ml/g.
Als makroporöses Trägermetall verwendbar sind beispielsweise Aktivkohle, Siliciumcarbid, Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Titandioxid, Zirkoniumdioxid, Magnesiumoxid, Zinkoxid oder Gemische von zwei oder mehr davon, wobei Aluminiumoxid und Zirkoniumdioxid vorzugsweise verwendet werden.
Weitere Details bezüglich Katalysator 2 bzw. zu seiner Herstellung sind der DE-A 196 24 484.6 zu entnehmen, deren diesbezüglicher Inhalt durch Bezugnahme vollständig in die vorliegende Anmeldung einbezogen wird.
KATALYSATOR 3
Die erfindungsgemaß verwendeten Katalysatoren 3 können technisch herge­ stellt werden durch Auftragen eines Aktivmetalls der VIII. Nebengruppe des Periodensystems, vorzugsweise Ruthenium oder Palladium und gegebenenfalls mindestens einem Metall der I. oder VII. Nebengruppe des Periodensystems auf einem geeigneten Träger. Die Auftragung kann durch Tränken des Trägers in wäßrigen Metallsalzlösungen, wie Ruthenium- oder Palladium­ salzlösungen, durch Aufsprühen entsprechender Metallsalzlösungen auf den Träger oder durch andere geeignete Verfahren erreicht werden. Als Metall­ salze zur Herstellung der Metallsalzlösungen eignen sich die Nitrate, Nitro­ sylnitrate, Halogenide, Carbonate, Carboxylate, Acetylacetonate, Chlorkom­ plexe, Nitritokomplexe oder Aminkomplexe der entsprechenden Metalle, wobei die Nitrate und Nitrosylnitrate bevorzugt sind.
Bei Katalysatoren, die mehrere Aktivmetalle auf den Träger aufgetragen enthalten, können die Metallsalze bzw. Metallsalzlösungen gleichzeitig oder nacheinander aufgebracht werden.
Die mit der Metallsalzlösung beschichteten bzw. getränkten Träger werden anschließend getrocknet, wobei Temperaturen zwischen 100°C und 150°C bevorzugt sind. Wahlweise können diese Träger bei Temperaturen zwischen 200°C und 600°C, vorzugsweise 350°C bis 450°C calciniert werden. An­ schließend werden die beschichteten Träger durch Behandlung in einem Gasstrom, der freien Wasserstoff enthält, bei Temperaturen zwischen 30°C und 600°C, vorzugsweise zwischen 150°C und 450°C aktiviert. Der Gas­ strom besteht vorzugsweise aus 50 bis 100 Vol.-% H2 und 0 bis 50 Vol.-% N2.
Werden auf die Träger mehrere Aktivmetalle aufgetragen und erfolgt das Auftragen nacheinander, so kann der Träger nach jedem Auftragen bzw. Tränken bei Temperaturen zwischen 100°C und 150°C getrocknet werden und wahlweise bei Temperaturen zwischen 200°C und 600°C calciniert werden. Dabei kann die Reihenfolge, in der die Metallsalzlösung aufgetragen oder aufgetränkt werden, beliebig gewählt werden.
Die Metallsalzlösung wird in einer solchen Menge auf den/die Träger aufgebracht, daß der Gehalt an Aktivmetall 0,01 bis 30 Gew.-%, vorzugs­ weise 0,01 bis 10 Gew.-% und insbesondere 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators, beträgt.
Die Metalloberfläche auf dem Katalysator beträgt insgesamt vorzugsweise 0,01 bis 10 m2/g, besonders bevorzugt 0,05 bis 5 m2/g und weiter bevor­ zugt 0,05 bis 3 m2/g des Katalysators. Die Metalloberfläche wurde durch das Chemisorptionsverfahren gemessen, wie es in J. LeMaitre et al., "Cha­ racterization of Heterologous Catalysts", Hrsg. Francis Delanney, Marcel Dekker, New York (1984), S. 310-324, beschrieben ist.
Im erfindungsgemäß verwendeten Katalysator beträgt das Verhältnis der Oberflächen des mindestens einen Aktivmetalls und des Katalysatorträgers weniger als ungefähr 0,3, vorzugsweise weniger als ungefähr 0,1 und insbesondere ungefähr 0,05 oder weniger, wobei der untere Grenzwert bei ungefähr 0,0005 liegt.
Die zur Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Katalysatoren ver­ wendbaren Trägermaterialien besitzen Makroporen und Mesoporen.
Dabei weisen die erfindungsgemäß verwendbaren Träger eine Porenverteilung auf, der gemäß ungefähr 10 bis ungefähr 50%, vorzugsweise ungefähr 15 bis ungefähr 50%, weiter bevorzugt 15 bis 45% und insbesondere 30 bis 40% des Porenvolumens von Makroporen mit Porendurchmesser im Bereich von ungefähr 50 nm bis ungefähr 10.000 nm und ungefähr 50 bis ungefähr 90%, vorzugsweise ungefähr 50 bis ungefähr 85%, weiter bevorzugt unge­ fähr 55 bis ungefähr 85% und insbesondere ungefähr 60 bis ungefähr 70% des Porenvolumens von Mesoporen mit einem Porendurchmesser von unge­ fähr 2 bis ungefähr 50 nm gebildet werden, wobei sich jeweils die Summe der Porenvolumina zu 100% addiert.
Vorzugsweise beträgt die Oberfläche des Trägers ungefähr 50 bis ungefähr 500 m2/g, weiter bevorzugt ungefähr 200 bis ungefähr 350 m2/g und insbesondere ungefähr 200 bis ungefähr 250 m2/g des Trägers.
Die Oberfläche des Trägers wird nach dem BET-Verfahren durch N2-Ad­ sorption, insbesondere nach DIN 66131, bestimmt. Die Bestimmung des mittleren Porendurchmesser und der Größenverteilung erfolgt durch Hg- Porosimetrie, insbesondere nach DIN 66133.
Obwohl prinzipiell alle bei der Katalysatorherstellung bekannten Trägermate­ rialien, d. h. die die oben definierte Porengrößenverteilung aufweisen, einge­ setzt werden können, werden vorzugsweise Aktivkohle, Siliciumcarbid, Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Titandioxid, Zirkoniumdioxid, Magnesium­ oxid, Zinkoxid oder deren Gemische, weiter bevorzugt Aluminiumoxid und Zirkoniumdioxid, eingesetzt.
Weitere Details bezüglich Katalysator 3 bzw. zu seiner Herstellung sind der DE-A 196 24 485.4 zu entnehmen, deren diesbezüglicher Inhalt durch Bezugnahme vollständig in die vorliegende Anmeldung einbezogen wird.
KATALYSATOR 4
Die erfindungsgemäß verwendeten Katalysatoren 4 können technisch her­ gestellt werden durch Auftragen eines Aktivmetalls der VIII. Nebengruppe des Periodensystems und gegebenenfalls mindestens einem Metall der I. oder VII. Nebengruppe des Periodensystems auf einen geeigneten Träger. Die Auftragung kann durch Tränken des Trägers in wäßrigen Metallsalzlösungen, wie z. B. Rutheniumsalzlösungen, durch Aufsprühen entsprechender Metall­ salzlösungen auf den Träger oder durch andere geeignete Verfahren erreicht werden. Als Rutheniumsalze zur Herstellung der Rutheniumsalzlösungen wie auch als Metallsalze der I., VII. oder VIII. Nebengruppe eignen sich die Nitrate, Nitrosylnitrate, Halogenide, Carbonate, Carboxylate, Acetylacetonate, Chlorkomplexe, Nitritokomplexe oder Aminkomplexe der entsprechenden Metalle, bevorzugt sind dabei die Nitrate und Nitrosylnitrate.
Bei Katalysatoren, die mehrere Metalle auf den Träger aufgetragen enthalten, können die Metallsalze bzw. Metallsalzlösungen gleichzeitig oder nachein­ ander aufgebracht werden.
Die mit der Rutheniumsalz- bzw. Metallsalzlösung beschichteten bzw. ge­ tränkten Träger werden sodann getrocknet, vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 100°C und 150°C, und wahlweise bei Temperaturen zwischen 200°C und 600°C calciniert.
Darauffolgend werden die beschichteten Träger aktiviert durch Behandlung der beschichteten Träger in einem Gasstrom, der freien Wasserstoff enthält, bei Temperaturen zwischen 30 und 600°C, vorzugsweise zwischen 150 und 450°C. Der Gasstrom besteht vorzugsweise aus 50 bis 100 Vol-% H2 und 0 bis 50 Vol-% N2.
Werden auf die Träger neben dem Aktivmetall der VIII. Nebengruppe des Periodensystems Metalle der I. oder VII. Nebengruppe aufgetragen und erfolgt das Auftragen nacheinander, so kann der Träger nach jedem Auf­ tragen bzw. Tränken bei Temperaturen zwischen 100 und 150°C getrocknet werden und wahlweise bei Temperaturen zwischen 200 und 600°C calci­ niert werden. Dabei kann die Reihenfolge, in der die Metallsalzlösungen auf­ getragen oder aufgetränkt werden, beliebig gewählt werden.
Die Metallsalzlösung wird in einer solchen Menge auf den oder die Träger aufgebracht, daß 0,01 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators, an Aktivmetall auf den Träger aufgebracht vorliegen. Vorzugs­ weise beträgt diese Menge 0,2 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt etwa 0,5 Gew.-%.
Die Metalloberfläche auf dem Katalysator beträgt insgesamt vorzugsweise 0,01 bis 10 m2/g, besonders bevorzugt 0,05 bis 5 m2/g, insbesondere 0,05 bis 3 m2 pro g des Katalysators.
Die zur Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Katalysatoren ver­ wendbaren Trägermaterialien sind vorzugsweise solche, die makroporös sind und einen mittleren Porendurchmesser von mindestens 0,1 µm, vorzugsweise mindestens 0,5 µm, und eine Oberfläche von höchstens 15 m2/g aufweisen, vorzugsweise höchstens 10 m2/g, besonders bevorzugt höchstens 5 m2/g, insbesondere höchstens 3 m2/g. Bevorzugt liegt der mittlere Porendurch­ messer des Trägers in einem Bereich von 0,1 bis 200 µm, insbesondere 0,5 bis 50 µm. Bevorzugt beträgt die Oberfläche des Trägers 0,2 bis 15 m2/g, besonders bevorzugt 0,5 bis 10 m2/g, insbesondere 0,5 bis 5 m2/g, speziell 0,5 bis 3 m2 pro g des Trägers.
Die Oberfläche des Trägers wird bestimmt nach dem BET-Verfahren durch N2-Adsorption, insbesondere nach DIN 66131. Die Bestimmung des mittleren Porendurchmessers und der Porengrößenverteilung erfolgte durch Hg-Porosi­ metrie, insbesondere nach DIN 66133. Vorzugsweise kann die Porengrößen­ verteilung des Trägers annähernd bimodal sein, wobei die Porendurchmesser­ verteilung mit Maxima bei etwa 0,6 µm und etwa 20 µm bei der bimodalen Verteilung eine spezielle Ausführungsform der Erfindung darstellt.
Besonders bevorzugt ist ein Träger mit einer Oberfläche von etwa 1,75 m2/g, der diese bimodale Verteilung des Porendurchmessers aufweist. Das Porenvolumen dieses bevorzugten Trägers beträgt vorzugsweise etwa 0,53 ml/g.
Als makroporöses Trägermaterial verwendbar sind beispielsweise Aktivkohle, Siliciumcarbid, Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Titandioxid, Zirkoniumdioxid, Magnesiumoxid, Zinkoxid oder deren Gemische. Bevorzugt sind Aluminium­ oxid und Zirkoniumdioxid.
Weitere Details bezüglich Katalysator 4 bzw. zu seiner Herstellung sind der DE-A 196 04 791.9 zu entnehmen, deren diesbezüglicher Inhalt durch Bezugnahme vollständig in die vorliegende Anmeldung einbezogen wird.
KATALYSATOR 5
Der erfindungsgemäß verwendete Katalysator 5 kann dadurch hergestellt werden, daß das Trägermaterial in Form einen Metallgewebes oder einer Metallfolie nacheinander an der Luft erhitzt, abgekühlt und im Vakuum mit dem oben beschriebenen Aktivmetall oder der Kombination aus zwei oder mehr davon beschichtet wird, anschließend das beschichtete Trägermaterial geschnitten, verformt und letztendlich zu einem monolithischen Katalysator­ element verarbeitet wird. Dieser Katalysator und seine Herstellung sind bereits in der EP-A-0 564 830 und der US 4,686,202 ausführlich beschrie­ ben, deren diesbezüglicher Inhalt vollumfänglich in den Kontext der vor­ liegenden Anmeldung einbezogen wird. Im folgenden sollen lediglich noch einmal die wesentlichen Grundzüge der Herstellung dieser Katalysators bzw. die bevorzugten Ausführungsformen desselben kurz diskutiert werden, wobei bezüglich der verwendeten Aktivmetalle das bezüglich der Katalysatoren 1 bis 4 Gesagte gilt.
Als metallische Trägermaterialien in Form von Metallfolien oder Metall­ geweben eignen sich Edelstähle, wie beispielsweise die mit den Werkstoff­ nummern 1.4767, 1.4401, 2.4610, 1.4765, 1.4847, 1.4301 etc. besonders gut, da sie vor der Beschichtung mit Aktivkomponenten durch eine Tempe­ rung eine Aufrauhung ihrer Oberfläche erhalten können. Dazu werden die metallischen Träger bei Temperaturen von 600 bis 1.100°C, vorzugsweise 800 bis 1.000 °C 1 bis 20, vorzugsweise 1 bis 10 Stunden an der Luft erhitzt und wieder abgekühlt. Diese Vorbehandlung ist für die Aktivität des Katalysators entscheidend. Nach dieser Trägerbehandlung bei erhöhter Tempe­ ratur wird mit der Aktivkomponente beschichtet. Dazu wird der Träger im Vakuum bei einem Druck von 10-3 bis 10-5 mbar mittels einer Verdamp­ fungseinrichtung, z. B. Elektronenstrahlverdampfung oder Sputtervorrichtung mit der Aktivkomponente gleichzeitig oder nacheinander in diskontinuierlicher oder kontinuierlicher Fahrweise beschichtet. Zur Formierung des Katalysators kann eine Temperung unter Inertgas oder Luft nachgeschaltet werden.
Dabei geht es bei der hier beschriebenen Herstellung von Katalysatorschich­ ten darum, möglichst ungeordnete und gestörte polykristalline Schichten bzw. Cluster herzustellen. Deshalb sind normalerweise keine besonders guten Vakuumbedingungen erforderlich. Ferner kann man durch wechselweises Aufdampfen von Aktivkomponenten und strukturellen Promotoren die Aktiv­ komponenten sehr feinkristallin bzw. clusterförmig erzeugen.
Man kann hier den Katalysator systematisch aufbauen, beispielsweise in einer Bedampfungsanlage mit mehreren verschiedenen Verdampfungsquellen. So läßt sich beispielsweise zunächst eine Oxidschicht oder durch reaktives Verdampfen eine Haftschicht auf dem Träger aufbringen. Auf diese Grund­ schicht lassen sich Aktivkomponenten und Promotoren in mehreren Wechsel­ schichten herstellen. Durch Einlaß eines reaktiven Gases in den Rezipienten können Promotorschichten aus Oxiden oder anderen Verbindungen erzeugt werden. Auch Tempervorgänge können zwischengeschaltet werden.
Durch diese Art der Herstellung des Katalysatorgewebes bzw. der Katalysa­ torfolien besitzen die Aktivkomponenten eine so gute Haftfestigkeit, daß man sie nun schneiden, verformen und zu monolithischen Katalysatorelemente verarbeiten kann.
Einen sehr einfachen monolithischen Katalysator erhält man, wenn man das Katalysatorgewebe bzw. die Katalysatorfolie mittels einer Zahnradwalze verformt und glattes und gewelltes Gewebe bzw. Folie zusammenrollt zu einem zylinderförmigen Monolithen mit gleichartigen senkrechten Kanälen. Es lassen sich aber auch beliebige statische Mischer aus diesem Katalysatormate­ rial formen, da die Haftfestigkeit der Katalysatorschicht ausreichend hoch ist.
Die so erzeugten monolithischen Katalysatorelemente in Form von Misch­ elementen werden in einem Reaktor eingebaut und mit einer umzusetzenden Reaktionsflüssigkeit beaufschlagt.
DIE VERFAHRENSFÜHRUNG
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Hydrierstufe im allgemeinen bei einer Temperatur von ungefähr 20 bis 120°C, vorzugsweise ungefähr 30 bis 80°C durchgeführt. Die dabei verwendeten Drücke liegen in der Regel bei ungefähr 1 bis ungefähr 20 bar, vorzugsweise ungefähr 2 bis 10 bar.
Zur Hydrierung kann entweder reiner Wasserstoff oder ein Wasserstoff enthaltendes Gas verwendet werden.
Dabei wird im allgemeinen die Hydrierung bis zu einem Umsatz von ungefähr 50 bis 70% durchgeführt, um eine möglichst hohe Selektivität von im allgemeinen < 90%, vorzugsweise < 95% zu erreichen.
Als Anthrachinon-Verbindungen werden erfindungsgemäß vorzugsweise 2- Alkylanthrachinone, wie z. B. 2-Ethyl-, 2-tert.-Butyl, 2-Amyl-, 2-Methyl-, 2- Butyl-, 2-Isopropyl-, 2-sec.-Butyl-, 2-sec.-Amylanthrachinon, sowie Polyalkyl­ anthrachinone, wie z. B. 1,3-Diethylanthrachinon, 2,3-Dimethylanthrachinon, 1,4-Dimethylanthrachinon, 2,7-Dimethylanthrachinon, sowie die entsprechen­ den Tetrahydroanthrachinon-Verbindungen, sowie Gemische aus zwei oder mehr davon eingesetzt.
Als Lösungsmittel lassen sich alle aus dem Stand der Technik bekannten Lösungsmittel für Anthrachinon- bzw. Anthrahydrochinon-Verbindungen einsetzen. Dabei sind Gemische aus zwei oder mehr Lösungsmittelkomponen­ ten bevorzugt, da derartige Lösungsmittelgemische am ehesten den unter­ schiedlichen Lösungseigenschaften von Anthrachinon- und Anthrahydrochinon- Verbindung Rechnung tragen. Beispielhaft zu nennen sind u. a. Gemische aus Methylnaphtalin und Nonylalkohol, Methylnaphtalin und Tetrabutylharnstoff, polyalkyliertem Benzol und Alkylphosphaten oder Methylnaphtalin, Tetra­ butylharnstoff und Alkylphosphaten zu nennen.
Bezüglich der im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahren verwendbaren Reaktoren gibt es ebenfalls keinerlei Beschränkungen, so daß alle aus dem Stand der Technik bekannten, für Hydrierungen geeigneten Reaktoren ein­ gesetzt werden können.
Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxid nach dem Anthrachinon-Verfahren, das die folgenden Stufen (1) und (2) umfaßt:
  • (1) Hydrierung einer Anthrachinon-Verbindung oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon mittels eines Verfahrens wie oben definiert, wobei eine Anthrahydrochinon-Verbindung oder ein Ge­ misch aus zwei oder mehr davon erhalten wird; und
  • (2) Umsetzung der Anthrahydrochinon-Verbindung oder des Gemisches aus zwei oder mehr davon mit einem Sauerstoff enthaltenden Gas,
    wobei eine Mischung, die Wasserstoffperoxid und die Anthrachinon- Verbindung oder das Gemisch aus zwei oder mehr davon enthält, erhalten wird.
Dabei werden die Stufen (1) und (2) vorzugsweise kontinuierlich durch­ geführt, weiter bevorzugt kontinuierlich unter Rückführung der in Stufe (2) erhaltenen Anthrachinon-Verbindung in Stufe (1) durchgeführt, wobei hierbei die Rückführung der Anthrachinon-Verbindung als Bestandteil einer Arbeits­ lösung nach dem Entfernen des gebildeten Wasserstoffperoxids durchgeführt wird.
Die Extraktion des Wasserstoffperoxids wird in einer weiteren Stufe (3) in einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels eines Wasser enthaltenden Extraktionsmittels durchgeführt, wobei hier die Verwendung von reinem Wasser bevorzugt ist.
Bezüglich der allgemeinen Vorschriften zur Durchführung des Anthrachinon- Verfahrens, d. h. des Verfahrens, das die o.g. Stufen (1) bis (3) umfaßt, wird auf den eingangs erwähnten Stand der Technik verwiesen.
Die vorliegende Erfindung soll nunmehr anhand von erfindungsgemäßen Beispielen naher erläutert werden.
BEISPIELE Beispiel 1
In einem 3,5 l-Autoklaven wurde ein Netz mit 1 mm Maschendurchmesser aus getempertem Kanthal, auf das eine Pd-Schicht mit einer Dicke von 5 nm aufgedampft worden war, angebracht. Ein Vergleichsversuch zeigte, daß dieses Pd-beschichtete Netz katalytisch nicht aktiv war. Bei der ersten Fahrt wurden 2 l einer 13%igen Lösung von 2-Ethylanthrachinon in einem Gemisch aus Shellsol® und Tetrabutylharnstoff (70 : 30) zusammen mit 200 mg Rutheniumnitrosylnitrat in den Autoklaven gegeben.
Anschließend wurde der Ansatz 60 min. bei 10 bar Wasserstoffdruck und 60°C hydriert. Der Reaktionsaustrag war frei von Ruthenium. 2-Ethylan­ thrachinon wurde mit 100% Selektivität zu 2-Ethylanthrahydrochinon umge­ setzt (Umsatz: 72%). Bei der zweiten Fahrt wurden analog 2 l dieser Lösung ohne Rutheniumzusatz mit Wasserstoff am Netz-Katalysator umge­ setzt.
Der Reaktionsaustrag war frei von Rutheniumspuren. 2-Ethylanthrachinon wurde zu 75% umgesetzt (Selektivität: 100%).
Beispiel 2
Ein Edelstahlgewebe (Werkstoff.-Nr. 1.4767) wurde 5 h bei 900°C in einem Muffelofen an der Luft erhitzt. Das so erhaltene Gewebe wurde mit einer Zahnradwalze verformt und danach das gewellte Gewebestück mit einem glatten Gewebestück zusammengerollt. Der so erhaltene Monolith wurde paßgenau in einen kontinuierlichen 0,3 l-Hydrierreaktor eingebaut.
2 g Rutheniumnitrosylnitrat wurden in 500 ml eines Gemisches aus Shell­ sol®/Tetrabutylharnstoff (70 : 30) gelöst. Diese Lösung wurde bei 10 bar Wasserstoffdruck und 100°C in einer Menge von 60 ml/h kontinuierlich in den Reaktor gefahren. Der erhaltene Reaktionsaustrag war farblos und frei von Ruthenium. Nach Zugabe der gesamten Ruthenium-haltigen Lösung wurde die Arbeitslösung (13% 2-Ethylanthrachinon in Shellsol®/Tetra­ butylharnstoff (70 : 30) bei 40°C und 10 bar Wasserstoffdruck ohne Zusatz von Ruthenium in einer Menge von 300 ml/h kontinuierlich weiter in den Reaktor gefahren.
Die gaschromatographische Auswertung ergab einen Umsatz von 62% und eine Selektivität von 100% bezüglich des 2-Ethylanthrahydrochinon.

Claims (9)

1. Verfahren zur Hydrierung einer Anthrachinon-Verbindung oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon durch Inkontaktbringen der Anthrachinon-Verbindung oder des Gemisches aus zwei oder mehr davon mit einem Katalysator, wobei eine Anthrahydrochinon-Verbindung oder ein Gemisch aus zwei oder mehr davon erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator mindestens eine in situ auf einem Träger abgeschiedene, homogene Verbindung mindestens eines Metalls der VIII. Nebengruppe des Periodensystems umfaßt.
2. Verfahren zur Hydrierung einer Anthrachinon-Verbindung oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon durch Inkontaktbringen der Anthrachinon-Verbindung oder des Gemisches aus zwei oder mehr davon mit einem Katalysator, wobei eine Anthrahydrochinon-Verbindung oder ein Gemisch aus zwei oder mehr davon erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator als Aktivmetall mindestens ein Metall der VIII. Nebengruppe des Periodensystems alleine oder zu­ sammen mit mindestens einem Metall der I. oder VII. Nebengruppe des Periodensystems, aufgebracht auf einem Träger, umfaßt, wobei der Träger einen mittleren Porendurchmesser von mindestens 50 nm und eine Oberfläche BET von höchstens 30 m2/g aufweist und die Menge des Aktivmetalls 0,01 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysator, beträgt.
3. Verfahren zur Hydrierung einer Anthrachinon-Verbindung oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon durch Inkontaktbringen der Anthrachinon-Verbindung oder des Gemisches aus zwei oder mehr davon mit einem Katalysator, wobei eine Anthrahydrochinon-Verbindung oder ein Gemisch aus zwei oder mehr davon erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator als Aktivmetall mindestens ein Metall der VIII. Nebengruppe des Periodensystems alleine oder zusam­ men mit mindestens einem Metall der I. oder VII. Nebengruppe des Periodensystems in einer Menge von 0,01 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators, aufgebracht auf einem Träger, umfaßt, wobei 10 bis 50% des Porenvolumens des Trägers von Ma­ kroporen mit einem Porendurchmesser im Bereich von 50 nm bis 10.000 nm und 50 bis 90% des Porenvolumens des Trägers von Meso­ poren mit einem Porendurchmesser im Bereich von 2 bis 50 nm gebil­ det werden, wobei sich die Summe der Porenvolumina zu 100% ad­ diert.
4. Verfahren zur Hydrierung einer Anthrachinon-Verbindung oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon durch Inkontaktbringen der Anthrachinon-Verbindung oder des Gemisches aus zwei oder mehr davon mit einem Katalysator, wobei eine Anthrahydrochinon-Verbindung oder ein Gemisch aus zwei oder mehr davon erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator als Aktivmetall mindestens ein Metall der VIII. Nebengruppe des Periodensystems alleine oder zu­ sammen mit mindestens einem Metall der I. oder VII. Nebengruppe des Periodensystems in einer Menge von 0,01 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators, aufgebracht auf einen Träger, um­ faßt, wobei der Träger einen mittleren Porendurchmesser von minde­ stens 0,1 µm, und eine Oberfläche BET von höchstens 15 m2/g auf­ weist.
5. Verfahren zur Hydrierung einer Anthrachinon-Verbindung oder eines Gemisches aus zwei oder mehr davon durch Inkontaktbringen der Anthrachinon-Verbindung oder des Gemisches aus zwei oder mehr davon mit einem Katalysator, wobei eine Anthrahydrochinon-Verbindung oder ein Gemisch aus zwei oder mehr davon erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator ein monolithischer Trägerkatalysator ist, der durch aufeinanderfolgendes an der Luft Erhitzen und Abkühlen eines Trägermaterials in Form eines Metallgewebes oder einer Metall­ folie, nachfolgendes Beschichten im Vakuum mit einer Aktivkomponente und anschließendes Schneiden und Verformen des beschichteten Träger­ materials und abschließendes Verarbeiten zu einem monolithischen Trägerkatalysator hergestellt werden kann, wobei als Aktivmetall minde­ stens ein Metall der VIII. Nebengruppe des Periodensystems alleine oder zusammen mit mindestens einem Metall der I. oder VII. Neben­ gruppe des Periodensystems verwendet wird.
6. Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxid nach dem Anthrachi­ non-Verfahren, das die folgenden Stufen (1) und (2) umfaßt:
  • (1) Hydrierung einer Anthrachinon-Verbindung oder eines Gemi­ sches aus zwei oder mehr davon mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Anthrahydrochinon- Verbindung oder ein Gemisch aus zwei oder mehr davon erhalten wird; und
  • (2) Umsetzung der Anthrahydrochinon-Verbindung oder des Gemi­ sches aus zwei oder mehr davon mit einem Sauerstoff enthal­ tenden Gas, wobei eine Mischung, die Wasserstoffperoxid und die Anthrachinon-Verbindung oder das Gemisch aus zwei oder mehr davon enthält, erhalten wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Stufen (1) und (2) kontinuierlich durchgeführt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, das zusätzlich die folgende Stufe (3) umfaßt:
  • (3) Extraktion des Wasserstoffperoxids aus der Mischung, die Wasserstoffperoxid und die Anthrachinonverbindung oder das Gemisch aus zwei oder mehr davon enthält mittels eines Wasser enthaltenden Extraktionsmittels.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei als Anthrachinon- Verbindung ein 2-Alkylanthrachinon oder ein Gemisch aus zwei oder mehr davon eingesetzt wird.
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