EA003039B1 - Устройство и способ получения пероксида водорода - Google Patents
Устройство и способ получения пероксида водорода Download PDFInfo
- Publication number
- EA003039B1 EA003039B1 EA200200171A EA200200171A EA003039B1 EA 003039 B1 EA003039 B1 EA 003039B1 EA 200200171 A EA200200171 A EA 200200171A EA 200200171 A EA200200171 A EA 200200171A EA 003039 B1 EA003039 B1 EA 003039B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- reactor
- turbines
- liquid phase
- hydrogen
- hydrogen peroxide
- Prior art date
Links
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 30
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 30
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 27
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000011949 solid catalyst Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000006193 liquid solution Substances 0.000 claims abstract 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 30
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 15
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 10
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 abstract 2
- 238000013019 agitation Methods 0.000 abstract 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 14
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000012431 aqueous reaction media Substances 0.000 description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 2
- FGDZQCVHDSGLHJ-UHFFFAOYSA-M rubidium chloride Chemical compound [Cl-].[Rb+] FGDZQCVHDSGLHJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QYKIQEUNHZKYBP-UHFFFAOYSA-N Vinyl ether Chemical class C=COC=C QYKIQEUNHZKYBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 125000002573 ethenylidene group Chemical group [*]=C=C([H])[H] 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/18—Stationary reactors having moving elements inside
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/20—Mixing gases with liquids
- B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
- B01F23/233—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements
- B01F23/2331—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements characterised by the introduction of the gas along the axis of the stirrer or along the stirrer elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/20—Mixing gases with liquids
- B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
- B01F23/233—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements
- B01F23/2335—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements characterised by the direction of introduction of the gas relative to the stirrer
- B01F23/23352—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements characterised by the direction of introduction of the gas relative to the stirrer the gas moving perpendicular to the axis of rotation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/20—Mixing gases with liquids
- B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
- B01F23/2366—Parts; Accessories
- B01F23/2368—Mixing receptacles, e.g. tanks, vessels or reactors, being completely closed, e.g. hermetically closed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/18—Stationary reactors having moving elements inside
- B01J19/1868—Stationary reactors having moving elements inside resulting in a loop-type movement
- B01J19/1881—Stationary reactors having moving elements inside resulting in a loop-type movement externally, i.e. the mixture leaving the vessel and subsequently re-entering it
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/10—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of rare earths
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/0201—Impregnation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/005—Separating solid material from the gas/liquid stream
- B01J8/006—Separating solid material from the gas/liquid stream by filtration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/20—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium
- B01J8/22—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium gas being introduced into the liquid
- B01J8/222—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium gas being introduced into the liquid in the presence of a rotating device only
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/20—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium
- B01J8/22—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium gas being introduced into the liquid
- B01J8/224—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium gas being introduced into the liquid the particles being subject to a circulatory movement
- B01J8/228—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium gas being introduced into the liquid the particles being subject to a circulatory movement externally, i.e. the particles leaving the vessel and subsequently re-entering it
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B15/00—Peroxides; Peroxyhydrates; Peroxyacids or salts thereof; Superoxides; Ozonides
- C01B15/01—Hydrogen peroxide
- C01B15/029—Preparation from hydrogen and oxygen
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/20—Mixing gases with liquids
- B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
- B01F23/233—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements
- B01F23/2336—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements characterised by the location of the place of introduction of the gas relative to the stirrer
- B01F23/23362—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements characterised by the location of the place of introduction of the gas relative to the stirrer the gas being introduced under the stirrer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
- B01F27/05—Stirrers
- B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
- B01F27/111—Centrifugal stirrers, i.e. stirrers with radial outlets; Stirrers of the turbine type, e.g. with means to guide the flow
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
- B01F27/05—Stirrers
- B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
- B01F27/19—Stirrers with two or more mixing elements mounted in sequence on the same axis
- B01F27/191—Stirrers with two or more mixing elements mounted in sequence on the same axis with similar elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
- B01J2208/00168—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles
- B01J2208/00176—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles outside the reactor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
- B01J2208/00168—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles
- B01J2208/00212—Plates; Jackets; Cylinders
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/18—Details relating to the spatial orientation of the reactor
- B01J2219/185—Details relating to the spatial orientation of the reactor vertical
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/40—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by dimensions, e.g. grain size
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/61—Surface area
- B01J35/615—100-500 m2/g
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/63—Pore volume
- B01J35/635—0.5-1.0 ml/g
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/64—Pore diameter
- B01J35/647—2-50 nm
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к устройству, включающему цилиндрический вертикальный смесевой реактор (V), снабженный радиально осевыми турбинами (а), расположенными регулярно вдоль одного вертикального перемешивающего вала, и к способу получения пероксида водорода, в котором несколько газообразных компонентов вводят в реакцию в присутствии твердого вещества, суспендированного в жидкой фазе. Устройство в особенности пригодно для прямого получения пероксида водорода.
Description
Настоящее изобретение относится к способу, в котором газообразные компоненты реагируют в присутствии твердого вещества, суспендированного в жидкой фазе. Изобретение также относится к устройству для осуществления данного способа. В особенности, изобретение относится к устройству и способу получения пероксида водорода прямым синтезом из кислорода и водорода с катализатором, суспендированным в водной фазе.
В заявках на патент ШО 96/05138 и ШО 92/04277 описано, что водород и кислород могут реагировать в трубчатом реакторе (трубопроводный реактор), в котором происходит быстрая циркуляция водной реакционной среды, включающей суспендированный катализатор. Водород и кислород, таким образом, распределены в реакционной среде в соотношении, превышающем предел воспламеняемости водорода, т.е. приводя к отношению молярных концентраций водорода к кислороду более чем 0,0416 (Епс1ореб1е бек Сах [Сак Епсус1ореб1а]- Ап Ыци1б, раде 909). Способ данного типа безопасен только при условии, когда водород и кислород остаются в форме маленьких пузырьков. Более того, для получения приемлемой конверсии газообразных реагентов длина трубчатого реактора должна быть значительной и он должен включать большое число изгибов. При этих условиях трудно обеспечить, чтобы не было газовых пор. Дополнительно любая остановка циркуляции водной реакционной смеси может вызвать возникновения взрывоопасной непрерывной газовой фазы.
В европейской заявке на патент ЕР 579 109 описано, что водород и кислород могут реагировать в реакторе «протекающего слоя», заполненного твердыми частицами катализатора, через который водную реакционную среду и газообразную фазу, содержащую водород и кислород, можно заставить течь параллельно. При этом очень трудно обеспечить, чтобы способ этого типа был безопасным из-за риска, что часть протекающего слоя может высохнуть и из-за сложностей рассеивания значительных количеств тепла, генерируемого в реакции.
Кроме этого, в патентах и8 4009252, И8 4279883, И8 4681751 и И8 4772458 описан способ прямого производства пероксида водорода, в котором водород и кислород реагируют в смесевом реакторе в присутствии катализатора, суспендированного в водной реакционной среде. Однако использование смесевого реактора имеет недостатки, приводя либо к низкой степени конверсии или недостаточной производительности.
В общем в литературе описано, что полная безопасность в эксплуатации обеспечивается при ухудшении производительности и, наоборот, увеличение производительности для пероксида водорода достигается только при уменьшении безопасности.
Поэтому задача настоящего изобретения заключается в создании способа, включающего реакционную стадию, использующую газообразные компоненты в присутствии твердого вещества, суспендированного в жидкой фазе, и в особенности способа прямого производства пероксида водорода с полностью безопасной и оптимизированной производительностью для пероксида водорода, и устройства, осуществляющего этот способ.
Устройство согласно изобретению включает цилиндрический вертикальный смесевой реактор, снабженный устройством впрыскивания газообразных реагентов на дне, устройством для выпуска наверху для удаления газообразных реагентов и центробежными турбинами, расположенными предпочтительно регулярно, вдоль одного вертикального вала мешалки. Вертикальный вал обычно приводится в движение редукторным электродвигателем, который наиболее часто расположен либо выше либо ниже реактора. В зависимости от длины вала он может поддерживаться одним или несколькими опорами.
Реактор также может быть снабжен рассекателями и/или теплообменниками.
Смесевой реактор состоит из единого пространства без фиксированных горизонтальных разделителей. Высота реактора в основном составляет от 1,5 до 10 диаметров и предпочтительно составляет от 2 до 4 диаметров. Реактор также имеет дно и крышку, которая может быть плоской или полусферической.
На фиг. 1 показана упрощенная схема предпочтительного варианта согласно изобретению.
Устройство включает вертикальный смесевой реактор (V), снабженный радиально осевыми турбинами (а), расположенными вдоль вала мешалки, приводимого в движение мотором (М). Реактор также снабжен рассекателями (с) и теплообменником (В). Устройства для впрыскивания (1, 2) газообразных реагентов предусмотрены на дне реактора и выход (3), служащий для удаления газообразных реагентов, расположен на крышке реактора.
Любой тип радиально осевых турбин, способных подтягивать смесь жидкости, пузырьков газа и суспендированного твердого вещества к центральной оси реактора и распределять эту смесь радиально в горизонтальной плоскости, чтобы обеспечить циркуляцию жидкой смеси, пузырьков газа и твердого вещества в соответствии с фиг. 1, может быть использован в данном изобретении.
Предпочтительно используется фланцевые радиальные осевые турбины с одним или двумя центральными отверстиями. Фланцевые турбины, сходные с используемыми в центробежных водных насосах, с насосным отверстием, направленным вниз, являются особенно предпочтительными.
Турбины могут быть снабжены лопатками, расположенными радиально или под углом, или образующими спирали. Число лопаток предпочтительно составляет от 3 до 24.
Число турбин зависит от соотношения высоты реактора к диаметру реактора и обычно составляет от 2 до 20, предпочтительно от 3 до
8.
Расстояние между двумя турбинами обычно составляет от 0,5 до 1,5 внешнего диаметра турбины; эта последняя величина предпочтительно составляет от 0,2 до 0,5 диаметра реактора.
Толщина турбин предпочтительно составляет от 0,07 до 0,25 диаметра турбины. Толщина означает расстояние между двумя фланцами турбины.
Устройство согласно изобретению может также включать фильтр, установленный внутри или снаружи реактора.
При работе нижнюю часть реактора занимает жидкая фаза, включающая суспендированные твердые катализаторы и множество мелких пузырьков газовых реагентов, тогда как верхнюю часть занимает непрерывная газовая фаза. Объем, занимаемый непрерывной газовой фазой, составляет от 10 до 30% общего объема реактора и предпочтительно составляет от 20 до 25%.
Турбины расположены вдоль вала мешалки, так что при остановке перемешивания они погружены и предпочтительно полностью погружены в жидкую фазу.
Скорость вращения турбин выбирают таким образом, чтобы одновременно максимально увеличить число возможных пузырьков газа на единицу объема жидкой фазы и уменьшить до минимума диаметр пузырьков.
Для предотвращения вращения всей жидкой фазы реактор снабжен рассекателями, предпочтительно состоящими из вертикальных прямоугольных пластин, расположенных вокруг турбин. Рассекатели обычно расположены между цилиндрической стенкой реактора и турбинами.
Высота этих металлических пластин обычно близка к высоте цилиндрической части реактора. Ширина обычно составляет от 0,05 до 2 диаметров реактора.
Число выбранных рассекателей определяется как функция их толщины и обычно составляет от 3 до 24 и предпочтительно 4 до 8.
Рассекатели (с) обычно расположены вертикально на расстоянии от 1 до 10 мм от стенки (р) реактора и ориентированы по оси радиусов, выходящих из центра реактора, как показано на фиг. 2, которая представляет собой поперечное сечение реактора, снабженного турбиной с (О), представляющим собой засасывающее отверстие турбины, (1) фланцем турбины и (и) лопаткой турбины.
Некоторые или все рассекатели могут быть заменены теплообменниками. Теплообменник предпочтительно состоит из большого числа вертикальных цилиндрических трубок, высота которых близка или равна высоте цилиндрической части реактора.
Эти трубки (1) обычно расположены вертикально вокруг турбин в соответствии с фиг. 2. Число и диаметр этих трубок определяется так, чтобы поддерживать температуру жидкой фазы в желаемых пределах. Число трубок часто составляет от 8 до 64.
Хотя устройство согласно изобретению может быть использовано для проведения реакции при атмосферном давлении, в большинстве случаев предпочтительно работать под давлением. Предпочтительно выбирать повышенное давление порядка от 10 до 80 бар для ускорения скорости реакции.
Реактор, устройства для перемешивания и теплообменники могут быть выполнены из любого материала, обычно используемого в химической промышленности, такого как нержавеющие стали (304 Ь или 316 Ь).
Защитное покрытие полимера, такого как РУЭЕ (винилиден полифторид), РТЕЕ (политетрафторэтилен), РЕЛ (сополимер С2Е4 и перфторированного винилового эфира) или ЕЕР (сополимер С2Е4 и С3Е6) может применяться для всех внутренних поверхностей реактора и внешних поверхностей устройства для перемешивания и теплообменников. Также возможно ограничиться покрытием определенных элементов, подвергающихся абразивному истиранию, например турбин.
Устройство в особенности пригодно для прямого производства пероксида водорода из водорода и кислорода, впрыскиваемых в виде мелких пузырьков с диаметром менее 3 мм и предпочтительно от 0,5 до 2 мм, в водную жидкую фазу с предпочтительно такими молярными скоростями потока, что отношение молярной скорости потока водорода к молярной скорости потока кислорода больше чем 0,0416, тогда как содержание водорода в непрерывной газовой фазе устанавливают ниже предела воспламеняемости.
Обычно используемые катализаторы представляют собой катализаторы, описанные в патенте США 4772458. Они представляют собой твердые катализаторы на основе палладия и/или платины, при желании на подложке из диоксида кремния, оксида алюминия, углерода или алюмосиликатов.
Кроме суспендированных катализаторов, водная фаза, подкисленная добавлением минеральной кислоты, может включать стабилизаторы пероксида водорода и ингибиторы разложения, например галогениды. Бромид в особенности предпочтителен и благоприятно используется в комбинации с свободным бромом (Вг2).
Изобретение также относится к способу, включающему реакционную стадию, использующую газовые компоненты в присутствии твердого вещества, суспендированного в жидкой фазе. Этот способ состоит из введения газообразных компонентов (2 или более) на дно реактора или отдельно или в виде смеси. Введение в виде смеси предпочтительно, если состав газообразной смеси совместим с требованиями безопасности. В этом случае подача реагентов может проводиться посредством трубы, установленной в перемешивающем вале и затем посредством небольших отверстий в центре турбины, расположенной на дне реактора, таким образом, чтобы добиться большого числа маленьких пузырьков в жидком потоке, выбрасываемом турбиной.
Если способ требует загрузки газообразных компонентов в соотношениях, которые создают риски пожара или взрыва, газообразные реагенты вводят отдельно в реактор либо впрыскиванием посредством отдельных труб, расположенных против потока нижнего всасывающего отверстия турбины, или посредством отдельных фриттовых трубок, расположенных непосредственно ниже нижней турбины.
Устройство согласно настоящему изобретению может работать непрерывно или полунепрерывно.
В полунепрерывном способе газообразные реагенты вводят непрерывно в течение определенного времени в нижнюю часть реактора, занятого жидкой фазой, включающей суспендированный твердый катализатор.
Избыток газообразных реагентов, достигающий непрерывной фазы реактора, обычно непрерывно удаляется поддержанием постоянного давления внутри реактора. В конце определенного времени ректор разгружают для выделения продуктов реакции.
При непрерывной работе газовые реагенты и реакционный раствор непрерывно вводят в реактор, изначально загруженный твердым катализатором, суспендированным в реакционном растворе, составляющем жидкую фазу. Избыток газовых реагентов непрерывно удаляется, и продукты реакции непрерывно декантируются путем непрерывного отбора жидкой фазы через один или более фильтров, таким образом, чтобы твердые катализаторы оставались суспендированными внутри реактора.
Фильтр(ы) могут быть выполнены в виде свечи, изготовленной из фриттованного металла или керамического материала, фильтры предпочтительно размещены в реакторе вертикально вдоль вертикальных охлаждающих трубок или рассекателей.
Фильтры также могут быть размещены вне реактора и в этом случае предпочтительно состоят из полой пористой трубки, изготовленной из металла или керамического материала, внутри которой жидкая фаза из реактора, включаю щая суспендированный катализатор, циркулирует внутри замкнутого контура. Устройство, включающее внешний по отношению к реактору фильтр, показан на фиг. 3. Полая трубка (д) расположена вертикально и в ее основание подается отобранная жидкая фаза, удаляемая со дна реактора и жидкая фаза, собранная в верхней части трубки, возвращается в верхнюю часть реактора. Эта непрерывная циркуляция может осуществляться посредством насоса или путем локального увеличения давления, создаваемого перемешивающими турбинами реактора.
В соответствии с предпочтительным вариантом согласно изобретению, показанным на фиг. 3, чистую жидкую фазу после удаления катализатора собирают в рубашке (11). расположенной вокруг пористой полой трубки, и затем удаляют посредством распределительного клапана (6) таким образом, чтобы поддерживать постоянный уровень жидкой фазы в реакторе. Реакционный раствор непрерывно накачивается в реактор со скоростью потока, рассчитанной таким образом, чтобы поддерживать выбранную величину концентрации продукта реакции, растворенного в жидкой фазе. Предпочтительно постепенно впрыскивать часть реакционного раствора в рубашку (1) при помощи трубопровода (7) для разблокировки фильтра. Реакционный раствор может также распыляться при высоком давлении для непрерывного очищения непрерывной газовой фазы в реакторе.
Газовые реагенты непрерывно вводятся на дно (Ь) реактора при помощи проходов 1 и 2 и непрореагировавшие реагенты могут повторно вводиться при помощи прохода 4.
В случае прямого синтеза пероксида водорода выбранная скорость потока водорода впрыскивается в жидкую фазу через проход 1, ниже нижней турбины (Ь). Выбранный расход кислорода, включающего небольшую долю водорода, удаляется (4) из непрерывной газовой фазы реактора и впрыскивается в жидкую фазу через проход (2), ниже нижней турбины (Ь). Расход свежего кислорода (5) впрыскивают в непрерывную газовую фазу реактора для компенсации расходованного кислорода и также поддержания непрерывной газовой фазы вне пределов воспламеняемости. Регулятор давления (стравливающий клапан) обеспечивает удаление из непрерывной газовой фазы в реакторе избытка газообразных реагентов (3) и инертных газов, например азота, которые могут присутствовать в свежем кислороде.
Преимущество устройства согласно изобретению заключается в том, что при непредумышленной остановке перемешивания оно обеспечивает поднятие всех пузырьков газообразных реагентов и непосредственное присутствие в непрерывной газовой фазе исключительно под действием сил тяжести.
Экспериментальная часть (примеры)
Устройство для прямого синтеза водного раствора пероксида водорода
Реактор емкостью 1500 см3 состоял из цилиндрического сосуда высотой 200 мм и диаметром 98 мм.
Дно и крышка плоские.
Съемная РТРЕ муфта толщиной 1,5 мм размещена внутри реактора.
Перемешивание обеспечивали вертикальным валом из нержавеющей стали длиной 180 мм и диаметром 8 мм, приводимым в движение электромагнитной муфтой, размещенной на крышке реактора.
Одна, две или три фланцевые турбины с внешним диаметром 45 мм, толщиной 9 мм (между двумя фланцами), снабженные всасывающим отверстием диаметром 12,7 мм, ориентированным вниз, и с 8 плоскими радиальными лопатками с шириной 9 мм, длиной 15 мм и толщиной 1,5 мм были закреплены на перемешивающем валу на различных выбранных высотах таким образом, чтобы разделить жидкую фазу, по существу, на равные объемы.
Нижнюю турбину помещали на 32 мм от дна, вторую турбину на 78 мм от дна и третью на 125 мм от дна.
Четыре рассекателя высотой 190 мм, шириной 10 мм и толщиной 1 мм помещали в сосуд вертикально, перпендикулярно внутренней стенке реактора и удерживали на 1 мм от этой стенки двумя центрирующими кольцами.
Охлаждение или нагрев обеспечивали восемью вертикальными трубками с диаметром 6,35 мм и длиной 150 мм, расположенными по кольцу на расстоянии 35 мм от оси сосуда.
Через это кольцо проходил поток воды при постоянной температуре.
Водород и кислород впрыскивали в жидкую фазу при помощи двух отдельных трубок из нержавеющей стали диаметром 1,58 мм, подводящих газы к центру нижней турбины. Впрыскивание газовых реагентов в водную среду и кислорода в непрерывную газовую фазу контролировали при помощи массовых расходомеров. В определенных проводимых экспериментах кислород заменяли на смесь кислорода и азота в различных пропорциях.
Доминирующее внутри реактора давление поддерживали при помощи стравливающего клапана.
Газофазную хроматографию в потоке использовали для определения количеств водорода, кислорода и при желании азота, составляющих газовый поток, отводимый из реактора.
Получение катализатора
Используемый катализатор состоял из 0,7 вес.% металла палладия и 0,03 вес.% платины на микропористом диоксиде кремния.
Его получали посредством пропитывания диоксида кремния (Λΐάποίι РсГ. 28,851-9) со следующими характеристиками:
- средний размер частиц = от 5 до 15 мкм;
- ВЕТ площадь поверхности = 500 м2/г;
- объем пор = 0,75 см3/г;
- средний диаметр пор = 60А водным раствором, включающим РбС12 и Н2Р1С16 с последующим высушиванием и окончательной тепловой обработкой в водороде при 300°С в течение 3 ч.
Катализатор затем суспендировали в растворе (10 г/л), включающем 60 мг ЫаВг, 5 мг Вг2 и 12 г Н3РО4, раствор нагревали до 40°С в течение 5 ч и затем катализатор отфильтровывали, промывали деминерализованной водой и сушили.
Водная реакционная среда
Водный раствор получали добавлением 12 г Н3РО4, 58 мг ЫаВг и 5 мг Вг2 к 1000 см3 деминерализованной воды.
Общее описание работы
Выбранный объем жидкой реакционной среды вводили в автоклав и затем добавляли рассчитанное количество катализатора. В автоклаве создавали давление впрыскиванием кислорода с заданной скоростью потока в непрерывную газовую фазу. Давление оставалось постоянным благодаря регулятору давления. Жидкую среду доводили до заданной температуры циркуляцией воды с контролируемой температурой посредством охлаждающих трубок.
Перемешивание контролировали при 1900 об/мин и кислород и водород впрыскивали при заданных скоростях потока в центр нижней турбины.
Измеряли скорость потока и содержание водорода в газовой смеси, выходящей из регулятора давления.
Через 1 ч реакции приток водорода и кислорода в водную реакционную среду прекращали и поддерживали впрыскивание кислорода в непрерывную газовую фазу, пока весь водород в последней не исчезал. Затем приток кислорода прекращали и давление в реакторе снижали и удаляли конечный водный раствор пероксида водорода.
После удаления водный раствор пероксида водорода взвешивали и затем отделяли от катализатора фильтрацией через фильтр Мййроте®.
Затем полученный раствор подвергали йодометрическому анализу, который позволял рассчитать концентрацию пероксида водорода. Селективность синтеза определяли как полученный процент пероксида водорода в моль, деленного на число моль израсходованного водорода.
Скорость конверсии определяли как полученный процент израсходованного объема водорода на объем введенного водорода.
Условия эксплуатации и результаты, полученные в ходе различных экспериментов, представлены в таблице ниже.
Для примеров 2, 3, 7, 8, 9 и 14 работу проводили с двумя нижними турбинами.
Таблица (для 1 ч реакции)
Пример | Число турбин в реакторе | Количество катализатора (г) | Начальный объем водного раствора (см3) | Скор. потока Н2, впрыскив. в нижн. турбину (ΝΙ/ч) | Скор. потока О2, впрыскив. в нижн. турбину (ΝΙ/ч) | Скор. потока Ν2, впрыскив. с О2 в нижн. турбину (ΝΙ/ч) | Скор. потока О2, впрыскив. в непрерывн. газ. фазу (ΝΙ/ч) | Давление в реакторе (бар) | Температура в реакторе (°С) | Концентр. Н2 в непрерывн. газ. фазе в реакторе (%) | Концентр. Н2О2 в получ. водн. раств. (%) | Конверсия водорода (%) | Селективность реакции по водороду (%) |
1 | 1 | 6 | 430 | 120 | 240 | 0 | 2640 | 50 | 40 | 2,5 | 12,5 | 36 | 91 |
2 | 2 | 6 | 700 | 120 | 240 | 0 | 2640 | 50 | 41 | 1,4 | 12,2 | 60 | 90 |
3 | 2 | 9 | 700 | 120 | 240 | 0 | 2640 | 50 | 41 | 1,4 | 12,2 | 60,8 | 89 |
4 | 3 | 8,5 | 1000 | 120 | 240 | 0 | 2640 | 50 | 40 | 0,95 | 10,6 | 73 | 90 |
5 | 3 | 8,5 | 1000 | 120 | 240 | 0 | 2640 | 60 | 40 | 0,87 | 10,8 | 76 | 89 |
6 | 3 | 8,5 | 1000 | 120 | 240 | 0 | 2640 | 60 | 60 | 0,5 | 11,0 | 82 | 84 |
7 | 2 | 6 | 700 | 25 | 335 | 0 | 265 | 50 | 39 | 2,1 | 2,3 | 45 | 97 |
8 | 2 | 6 | 700 | 80 | 280 | 0 | 1640 | 50 | 40 | 1,8 | 8,1 | 53 | 96 |
9 | 2 | 6 | 700 | 100 | 260 | 0 | 2140 | 50 | 40 | 1,6 | 10,2 | 57 | 92 |
10 | 3 | 8,5 | 1000 | 120 | 216 | 24 | 2640 | 50 | 40 | 0,95 | 10,5 | 73 | 89 |
11 | 3 | 8,5 | 1000 | 120 | 240 | 60 | 2580 | 50 | 40 | 1,13 | 10,0 | 68 | 90 |
12 | 3 | 8,5 | 1000 | 120 | 120 | 480 | 1980 | 50 | 40 | 1,83 | 6,3 | 55 | 70 |
13 | 3 | 8,5 | 1000 | 100 | 130 | 520 | 1400 | 50 | 40 | 2,07 | 5,7 | 50,4 | 80 |
14 | 2 | 6 | 700 | 140 | 220 | 0 | 3140 | 50 | 40 | 1,43 | 13,8 | 61 | 87 |
15 | 3 | 8,5 | 1000 | 140 | 220 | 0 | 3140 | 50 | 40 | 0,82 | 12,2 | 74 | 89 |
Примеры 1, 2, 3 и 4 показывают, что при одинаковых условиях температуры, давления и отношения Н2/О2, увеличение числа радиальных турбин обеспечивает увеличение скорости конверсии также эффективно, как и при объединении нескольких реакторов в каскад.
Это происходит из-за того, что если τ1 обозначает скорость конверсии одного уровня (реактор с 1 турбиной), τ2 обозначает общую скорость конверсии реактора с 2 турбинами и τ3 обозначает скорость конверсии реактора с 3 турбинами, правило вычисления конверсии в смесевых реакторах, установленных в каскад, действительно удовлетворяет:
(1-τ2)= (1-τι)(1-τι) и (1-τ3)=(1-τι)(1-τι)(1-τι)
Используя это соотношение, можно экстраполировать число турбин, необходимое для получения высокой скорости конверсии, необходимой согласно изобретению.
Примеры 7, 8 и 9 показывают, что для одного реактора и одинаковых условий реакции скорость конверсии и содержание Н2О2 в растворе после 1 ч реакции заметно увеличивается с концентрацией водорода в газовой смеси, вводимой в жидкую фазу.
Примеры 5 и 6 показывают, что с реактором согласно изобретению возможно добиться скорости конверсии 80% только с 3 турбинами с производительностью, превышающей 100 кг Н2О2 в час и на используемый м3 реактора, с очень высокой селективностью.
Примеры 10 и 11 показывают, что использование реактора согласно изобретению обеспечивает получение высоких скоростей конверсии и концентрации Н2О2, если использовать смесь кислорода и азота (от 10 до 20%) вместо чистого кислорода.
Использование воздуха (пример 12 и 13) также приводит к интересным результатам.
Примеры 14 и 15 также показывают с различными соотношениями Н2/О2, что замена 2 турбин на 3 турбины обеспечивает увеличение скорости конверсии водорода и уменьшение концентрации Н2 в непрерывной газовой фазе реактора.
Claims (16)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Устройство, включающее цилиндрический вертикальный смесевой реактор, снабженный устройством впрыскивания газовых реагентов на дне, устройством отвода газа наверху и, при необходимости, рассекателями и/или теплообменником, отличающееся тем, что реактор снабжен радиально осевыми турбинами, расположенными предпочтительно регулярно вдоль одного вертикального перемешивающего вала.
- 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что высота реактора составляет от 1,5 до 10 диаметров и предпочтительно от 2 до 4 диаметров.
- 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что турбины являются радиальными.
- 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что турбины являются фланцевыми.
- 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что турбины имеют одно или два центральных отверстия.
- 6. Устройство по одному из пп.1-5, отличающееся тем, что число турбин составляет от 2 до 20 и предпочтительно от 3 до 8.
- 7. Устройство по одному из пп.1-6, отличающееся тем, что внешний диаметр турбин составляет от 0,2 до 0,5 диаметра реактора.
- 8. Устройство по одному из пп.1-7, отличающееся тем, что толщина турбин составляет от 0,07 до 0,25 диаметра турбин.
- 9. Устройство по одному из пп.1-8, отличающееся тем, что турбины снабжены лопатками, образующими спирали или расположенными под углом, или расположенными радиально.
- 10. Устройство по одному из пп.1-9, отличающееся тем, что в процессе работы нижняя часть реактора заполнена жидкой фазой, вклю11 чающей суспендированные твердые катализаторы и многочисленные мелкие пузырьки газообразных реагентов, и верхняя часть заполнена непрерывной газовой фазой.
- 11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что непрерывная газовая фаза представляет собой от 10 до 30% объема реактора и предпочтительно от 20 до 25%.
- 12. Устройство по п.10 или 11, отличающееся тем, что турбины погружены и предпочтительно полностью погружены в жидкую фазу при остановках вращения.
- 13. Устройство по одному из пп.1-12, отличающееся тем, что реактор снабжен одним или более фильтрами.
- 14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что фильтр(ы), расположен(ы) внутри или вне реактора.
- 15. Способ получения пероксида водорода, включающий реакционную стадию, отличающийся тем, что используют газовые компоненты в присутствии твердого вещества, суспендированного в жидкой фазе, вводят газообразные компоненты на дно реактора или отдельно, или в виде смеси.
- 16. Способ получения жидкого раствора пероксида водорода, отличающийся тем, что в качестве исходных используют водород и кислород.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9909260A FR2796311B1 (fr) | 1999-07-16 | 1999-07-16 | Reacteur multietage, ses applications et procede de fabrication du peroxyde d'hydrogene |
PCT/FR2000/001416 WO2001005498A1 (fr) | 1999-07-16 | 2000-05-25 | Reacteur multietage, ses applications et procede de fabrication du peroxyde d'hydrogene |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA200200171A1 EA200200171A1 (ru) | 2002-06-27 |
EA003039B1 true EA003039B1 (ru) | 2002-12-26 |
Family
ID=9548191
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA200200171A EA003039B1 (ru) | 1999-07-16 | 2000-05-25 | Устройство и способ получения пероксида водорода |
Country Status (16)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20060198771A1 (ru) |
EP (1) | EP1204471A1 (ru) |
JP (1) | JP2003504193A (ru) |
KR (1) | KR100436790B1 (ru) |
CN (3) | CN1170627C (ru) |
AU (1) | AU759296B2 (ru) |
BR (1) | BR0012261A (ru) |
CA (1) | CA2377127C (ru) |
EA (1) | EA003039B1 (ru) |
FR (1) | FR2796311B1 (ru) |
NO (1) | NO325226B1 (ru) |
NZ (1) | NZ515748A (ru) |
PL (1) | PL352482A1 (ru) |
TR (1) | TR200200074T2 (ru) |
UA (1) | UA74340C2 (ru) |
WO (1) | WO2001005498A1 (ru) |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6808481B1 (en) | 1996-10-15 | 2004-10-26 | Erth Technologies, Inc. | Concentric tubular centrifuge |
US6966874B2 (en) | 1997-10-14 | 2005-11-22 | Erth Technologies, Inc. | Concentric tubular centrifuge |
EP1344747B1 (en) | 2002-03-14 | 2012-02-08 | Repsol Quimica S.A. | Process to obtain hydrogen peroxide |
PT1443020E (pt) | 2003-02-03 | 2010-04-08 | Repsol Quimica Sa | Processo integrado para oxidação selectiva de compostos orgânicos |
US7241256B2 (en) | 2003-08-30 | 2007-07-10 | Erth Technologies, Inc. | Centrifuge |
AU2010255724B2 (en) * | 2009-06-05 | 2015-06-11 | Solvay Sa | Process and device for separating liquid from a multiphase mixture |
CN102471201A (zh) | 2009-07-06 | 2012-05-23 | 索尔维公司 | 用于在特定条件下制造烯酮的卤化前体的方法 |
US8957254B2 (en) | 2009-07-06 | 2015-02-17 | Solvay Sa | Process for chemical synthesis from an alkenone made from a halogenated precursor |
US20120020847A1 (en) * | 2010-07-20 | 2012-01-26 | Lurgi, Inc. | Retention Of Solid Powder Catalyst By In-Situ Cross Flow Filtration In Continuous Stirred Reactors |
US9610573B2 (en) | 2011-07-15 | 2017-04-04 | Solvay Sa | Process to obtain hydrogen peroxide, and catalyst supports for the same process |
CN102358760B (zh) * | 2011-07-22 | 2012-12-19 | 浙江大学 | 一种搅拌釜反应器 |
EP2607343A1 (en) | 2011-12-22 | 2013-06-26 | Solvay Sa | Process for the manufacture of halogenated precursors of alkenones and of alkenones |
CN105960277A (zh) * | 2014-02-10 | 2016-09-21 | 霍尼韦尔国际公司 | 用于液相氟化的反应器设计 |
WO2018016359A1 (ja) * | 2016-07-19 | 2018-01-25 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 過酸化水素製造用貴金属触媒および過酸化水素の製造方法 |
SI25590A (sl) | 2018-01-15 | 2019-07-31 | Univerza V Ljubljani | Postopek priprave izotopsko označenega vodikovega peroksida |
CN111282531A (zh) * | 2018-12-06 | 2020-06-16 | 张存续 | 微波处理装置 |
CN113828206B (zh) * | 2021-07-13 | 2024-03-22 | 重庆大学 | 一种提高流体混合效果的喷气式射流搅拌桨 |
CN115739202B (zh) * | 2022-11-22 | 2024-02-23 | 太仓斯迪克新材料科技有限公司 | 催化剂浸渍设备 |
CN118122247B (zh) * | 2024-03-07 | 2024-08-23 | 科立鑫(珠海)新能源有限公司 | 一种锂电池回收提取设备及使用方法 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5271000A (en) * | 1975-12-10 | 1977-06-13 | Tokuyama Soda Co Ltd | Production of hydrogen peroxide |
JPS54109939A (en) * | 1978-02-15 | 1979-08-29 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | Oxidation reactor for preparing aromatic carboxylic acid |
US4438074A (en) * | 1981-07-21 | 1984-03-20 | Phillips Petroleum Company | Continuous polymerization reactor |
US4681751A (en) * | 1983-06-22 | 1987-07-21 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Catalytic process for making H2 O2 from hydrogen and oxygen |
US4772458A (en) * | 1986-11-19 | 1988-09-20 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Catalytic process for making hydrogen peroxide from hydrogen and oxygen employing a bromide promoter |
US4935539A (en) * | 1988-03-17 | 1990-06-19 | Amoco Corporation | Method for increasing yield and product quality while reducing power costs in oxidation of an aromatic alkyl hydrocarbon to an aromatic carboxylic acid |
US4889705A (en) * | 1988-05-13 | 1989-12-26 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Hydrogen peroxide method using optimized H+ and BR- concentrations |
US5242472A (en) * | 1990-08-17 | 1993-09-07 | A. Ahlstrom Corporation | Flow restrictor in a pulse cleaning system |
US5135731A (en) * | 1991-05-15 | 1992-08-04 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Method for catalytic production of hydrogen peroxide |
JP3165923B2 (ja) * | 1991-06-21 | 2001-05-14 | コニカ株式会社 | 水難溶性塩結晶粒子の製造方法及びその製造装置 |
JP3183586B2 (ja) * | 1993-04-26 | 2001-07-09 | 信越化学工業株式会社 | 重合装置 |
CH686117A5 (fr) * | 1993-07-08 | 1996-01-15 | Biazzi Sa | Appareillage de reaction gaz-liquide. |
EP0702033B1 (en) * | 1994-09-14 | 1997-12-03 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Process of producing vinyl chloride type polymer |
FR2774674B1 (fr) * | 1998-02-10 | 2000-03-24 | Atochem Elf Sa | Procede de preparation d'une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogene directement a partir d'hydrogene et d'oxygene et dispositif permettant sa mise en oeuvre |
-
1999
- 1999-07-16 FR FR9909260A patent/FR2796311B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-05-25 UA UA2002010368A patent/UA74340C2/ru unknown
- 2000-05-25 EA EA200200171A patent/EA003039B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2000-05-25 BR BR0012261-0A patent/BR0012261A/pt not_active Application Discontinuation
- 2000-05-25 AU AU49311/00A patent/AU759296B2/en not_active Ceased
- 2000-05-25 CA CA002377127A patent/CA2377127C/fr not_active Expired - Fee Related
- 2000-05-25 EP EP00931346A patent/EP1204471A1/fr not_active Withdrawn
- 2000-05-25 CN CNB00810400XA patent/CN1170627C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2000-05-25 WO PCT/FR2000/001416 patent/WO2001005498A1/fr active IP Right Grant
- 2000-05-25 NZ NZ515748A patent/NZ515748A/en unknown
- 2000-05-25 KR KR10-2002-7000080A patent/KR100436790B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2000-05-25 TR TR2002/00074T patent/TR200200074T2/xx unknown
- 2000-05-25 JP JP2001510577A patent/JP2003504193A/ja active Pending
- 2000-05-25 PL PL00352482A patent/PL352482A1/xx not_active Application Discontinuation
- 2000-06-07 CN CNB2005100739688A patent/CN100490969C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2000-06-07 CN CNB2006100943646A patent/CN100460316C/zh not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-12-19 NO NO20016239A patent/NO325226B1/no unknown
-
2006
- 2006-04-13 US US11/403,655 patent/US20060198771A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
UA74340C2 (ru) | 2005-12-15 |
NZ515748A (en) | 2003-05-30 |
CN1880215A (zh) | 2006-12-20 |
CN1170627C (zh) | 2004-10-13 |
BR0012261A (pt) | 2002-03-12 |
AU759296B2 (en) | 2003-04-10 |
NO20016239L (no) | 2001-12-19 |
EA200200171A1 (ru) | 2002-06-27 |
FR2796311A1 (fr) | 2001-01-19 |
TR200200074T2 (tr) | 2002-06-21 |
PL352482A1 (en) | 2003-08-25 |
KR20020023411A (ko) | 2002-03-28 |
EP1204471A1 (fr) | 2002-05-15 |
KR100436790B1 (ko) | 2004-06-24 |
CA2377127A1 (fr) | 2001-01-25 |
US20060198771A1 (en) | 2006-09-07 |
WO2001005498A1 (fr) | 2001-01-25 |
JP2003504193A (ja) | 2003-02-04 |
NO20016239D0 (no) | 2001-12-19 |
CN100460316C (zh) | 2009-02-11 |
CN1361717A (zh) | 2002-07-31 |
CA2377127C (fr) | 2006-07-25 |
AU4931100A (en) | 2001-02-05 |
CN1739851A (zh) | 2006-03-01 |
CN100490969C (zh) | 2009-05-27 |
FR2796311B1 (fr) | 2001-09-14 |
NO325226B1 (no) | 2008-02-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4744690B2 (ja) | 水素及び酸素から直接過酸化水素水溶液を製造する方法及びその実施装置 | |
EA003039B1 (ru) | Устройство и способ получения пероксида водорода | |
JP2002503617A5 (ru) | ||
KR100213583B1 (ko) | 증발성 냉각을 이용한 테레프탈산의 제조방법 | |
CN1098727C (zh) | 改进的反应器系统 | |
KR100584636B1 (ko) | 과산화수소의 직접적인 수득 방법 | |
US4908471A (en) | Method for the production of benzene carboxylic acids and benzene dicarboxylic acid esters | |
CA1280407C (en) | Gas-liquid mixing | |
JP2006055847A (ja) | 気液反応を行うための撹拌装置及び方法 | |
JPH04225825A (ja) | 気液混合操作における液体レベルの制御 | |
US4192856A (en) | Manufacture of hydroxylammonium salts | |
RU196107U1 (ru) | Реактор получения гидроксиламинсульфата | |
CZ20002930A3 (cs) | Způsob přípravy vodného roztoku peroxidu vodíku přímo z vodíku a kyslíku a zařízení k provádění tohoto způsobu |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM |
|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): RU |