JP2002519399A - Process for producing aliphatic diacid and nitrous oxide - Google Patents

Process for producing aliphatic diacid and nitrous oxide

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JP2002519399A
JP2002519399A JP2000558060A JP2000558060A JP2002519399A JP 2002519399 A JP2002519399 A JP 2002519399A JP 2000558060 A JP2000558060 A JP 2000558060A JP 2000558060 A JP2000558060 A JP 2000558060A JP 2002519399 A JP2002519399 A JP 2002519399A
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ロドキン,ミハイル・エイ
パターソン,アンドルー・エム
ウリアルテ,アントニー・ケイ
オツペンハイム,ジユデイス・ピー
エイブナー,ジエリー・アール
ビークラー,クリス・アール
モクリンスキー,ウラジーミル・バシーリビツチ
スラビンスカヤ,エレナ・マルコブーナ
ノスコフ,アレクサンダー・ステパノビツチ
ゾロタルクスキー,イリヤ・アレクサンドロビツチ
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ソリユテイア・インコーポレイテツド
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Abstract

(57)【要約】 以下の方法により製造する脂肪族二酸および亜酸化窒素:ヒドロキシル化した芳香属化合物を亜酸化窒素で酸化して脂肪族二塩基酸を形成することにより脂肪族二塩基性酸を製造し、NOxを含有するガス流の混合物を還元して形成した亜酸化窒素およびアンモニアを用いて脂肪族二酸を製造する。   (57) [Summary] Aliphatic diacids and nitrous oxides produced by the following method: producing an aliphatic dibasic acid by oxidizing a hydroxylated aromatic compound with nitrous oxide to form an aliphatic dibasic acid, NOx An aliphatic diacid is produced using nitrous oxide and ammonia formed by reducing a mixture of gas streams containing.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 発明の分野 本発明は亜酸化窒素の製造に関する。本発明は芳香族化合物のヒドロキシル化
のために製造した亜酸化窒素の使用に関する。本発明はまた亜酸化窒素含有ガス
流の精製、およびその後の前記のヒドロキシル化方法における使用にも関する。
[0001] The present invention relates to the production of nitrous oxide. The present invention relates to the use of nitrous oxide prepared for the hydroxylation of aromatic compounds. The invention also relates to the purification of a gas stream containing nitrous oxide and its subsequent use in the above-mentioned hydroxylation process.

【0002】 背景技術 純粋な亜酸化窒素(NO)は医学において麻酔ガスとして、種々燃料の酸化
剤として、および半導体製造のクリーナーとして使用される。最近窒素分子(た
いていは入手可能な不活性ガスとして)で希釈した亜酸化窒素の新たな用途が見
出された。亜酸化窒素を穏やかな酸化剤と使用して種々のヒドロキシル化炭化水
素を製造する。しかしながら、この製造技術はたとえば混合物として亜酸化窒素
中に存在できる酸素、一酸化窒素(NO)および二酸化窒素(NO)のごとき
他の強力な酸化剤の含有量に関する要求が厳しい。
BACKGROUND OF THE INVENTION Pure nitrous oxide (N 2 O) is used in medicine as an anesthetic gas, as an oxidant in various fuels, and as a cleaner in semiconductor manufacturing. Recently, a new use for nitrous oxide diluted with molecular nitrogen (often as an available inert gas) has been found. Nitrous oxide is used as a mild oxidizing agent to produce various hydroxylated hydrocarbons. However, this manufacturing technique is demanding with regard to the content of other strong oxidants such as, for example, oxygen, nitric oxide (NO) and nitrogen dioxide (NO 2 ) which can be present in the nitrous oxide as a mixture.

【0003】 亜酸化窒素の公知の製造方法は硝酸アンモニウム(NHNO)によるもの
で、溶融分解温度は220ないし250℃である(USSR 著者ライセンス番
号(author license No.)1097556を参照のこと)。
しかしながらこの方法は自然分解の可能性が高いために調節が困難である。従っ
て、高容量のユニットを容易に構築することができず、ゆえに大規模に亜酸化窒
素を製造することができない。さらに硝酸アンモニアは非常に高価であり、従っ
て亜酸化窒素の製造コストが増大する。さらに相当量の窒素希釈された亜酸化窒
素を得るためにさらなる窒素源が必要である。
A known method for producing nitrous oxide is with ammonium nitrate (NH 4 NO 3 ), with a melt decomposition temperature of 220 to 250 ° C. (see USSR author license No. 1097556). .
However, this method is difficult to control due to the high potential for spontaneous degradation. Therefore, a high-capacity unit cannot be easily constructed, and therefore, nitrous oxide cannot be produced on a large scale. In addition, ammonia nitrate is very expensive, thus increasing the cost of producing nitrous oxide. An additional source of nitrogen is required to obtain a significant amount of nitrogen-diluted nitrous oxide.

【0004】 また種々の金属酸化物触媒下、20気圧まで加圧し、200ないし500℃で
酸素分子(O)により選択的にアンモニア(NH)を酸化することに基づく
亜酸化窒素製造方法もある。これらの方法では高価でない原材料を用いるので、
製造コストは低い。さらに大規模な工場生産を行うためにより安全な方法である
A method for producing nitrous oxide based on selectively oxidizing ammonia (NH 3 ) with oxygen molecules (O 2 ) at 200 to 500 ° C. under a pressure of 20 atm under various metal oxide catalysts has also been proposed. is there. Because these methods use inexpensive raw materials,
Manufacturing costs are low. It is a safer way to do more large-scale factory production.

【0005】 たとえば、選択的アンモニア酸化(日本特許出願番号46−33210)によ
る亜酸化窒素製造方法によると、アンモニアおよび酸素分子を含有する反応ガス
混合物を触媒床に通し、亜酸窒素、窒素酸化物、水蒸気、酸素分子および窒素分
子を含有するガス混合物を生じる。冷却して水分凝縮した後、ガス混合物を二つ
に分流する。一つの流れを注入口反応混合物に戻し、もう一つの流れを分離工程
に供し、純粋な亜酸化窒素を提供する。その方法ではアンモニア−酸素系の爆発
域を避けるために、アンモニア濃度は10ないし15容量%を超過しない。得ら
れた反応生成ガス混合物は窒素酸化物、二酸化窒素(たとえばNOx)および酸
素のごとき混合物(亜酸化窒素よりも強力な酸化剤であり、従って、ヒドロキシ
ル化炭化水素の製造には望ましくない)の相当量を含有する。
For example, according to a method for producing nitrous oxide by selective ammonia oxidation (Japanese Patent Application No. 46-33210), a reaction gas mixture containing ammonia and molecular oxygen is passed through a catalyst bed to form nitrous oxide and nitrogen oxide. Produces a gas mixture containing water vapor, molecular oxygen and molecular nitrogen. After cooling and water condensation, the gas mixture is split into two. One stream is returned to the inlet reaction mixture and another stream is subjected to a separation step to provide pure nitrous oxide. In that method, the ammonia concentration does not exceed 10 to 15% by volume in order to avoid the ammonia-oxygen explosion zone. The resulting reaction product gas mixture is a mixture of nitrogen oxides, nitrogen dioxide (eg, NOx) and oxygen (which is a stronger oxidizing agent than nitrous oxide and is therefore undesirable for the production of hydroxylated hydrocarbons). Contains significant amounts.

【0006】 別法(日本特許出願番号6−122505)では、アンモニア、酸素分子およ
び水蒸気を含有する注入口反応ガス混合物を触媒床上または中に通し、亜酸化窒
素、酸素分子、放出アンモニア、窒素分子、窒素酸化物(NOx)および水蒸気
を含有する反応生成ガス混合物を生じる。放出アンモニアおよび水を冷却して凝
縮し、注入口反応混合物に戻す。従って、反応混合物中50容量%以上の水蒸気
が存在し、ガス相から反応生成物を凝縮する場合これをリサイクルする。このよ
うに反応混合物を水蒸気で希釈することにより亜酸化窒素に対する選択性が高く
なり、最終産物中の濃度が高くなる。水を添加することによってもまたアンモニ
アの爆発域の下限を高くしてこの方法の安全性を高くする。
In another method (Japanese Patent Application No. 6-122505), an inlet reaction gas mixture containing ammonia, molecular oxygen and water vapor is passed over or through a catalyst bed to produce nitrous oxide, molecular oxygen, released ammonia, molecular nitrogen. , A reaction product gas mixture containing nitrogen oxides (NOx) and water vapor. The released ammonia and water are cooled and condensed and returned to the inlet reaction mixture. Thus, if more than 50% by volume of water vapor is present in the reaction mixture and the reaction product is condensed from the gas phase, it is recycled. Dilution of the reaction mixture with steam in this way increases the selectivity for nitrous oxide and increases the concentration in the final product. The addition of water also increases the lower limit of the ammonia explosion zone and increases the safety of the method.

【0007】 前記した方法の主要な欠点は冷却凝縮、およびアンモニア溶液の蒸発に多くの
エネルギーを費やすことであり、従って亜酸化窒素の製造コストが上昇する。爆
発からの安全性を確保するために反応混合物中50容量%以上の水分が存在しな
ければいけないので、凝縮および蒸発により多くのエネルギーが必要とされるこ
とに注目すべきである。この方法の最終生成物中の窒素酸化物混合物の含量を減
少させるために、高度に選択的なCuO−MnO触媒床の注入口での反応混合
物中の酸素/アンモニア容量比を0.5ないし1.5内に維持する。別のいずれ
かの高度に選択的な触媒を用いる場合、この方法では望ましい結果が得られない
[0007] A major drawback of the above-mentioned process is that it consumes a lot of energy for cooling and condensing and evaporating the ammonia solution, thus increasing the production cost of nitrous oxide. It should be noted that more energy is required for condensation and evaporation since more than 50% by volume of water must be present in the reaction mixture to ensure safety from explosion. To reduce the content of nitrogen oxides mixtures in the final product of the process, from 0.5 oxygen / ammonia volume ratio in the reaction mixture in a highly selective CuO-MnO 2 catalyst bed inlet Keep within 1.5. If any other highly selective catalyst is used, this method will not provide the desired results.

【0008】 米国特許番号5055623;5001280および5110995(その内
容は参照により本明細書に組み込む)では亜酸化窒素を用いて芳香族化合物をヒ
ドロキシル化して芳香族アルコール(たとえばフェノール)を得ることについて
記載している。しかしながら、かかるヒドロキシル化のための亜酸化窒素のコス
トは従来のフェノール製造技術(たとえばJohn Wiley & Sons
、Kirk−Othmer Encyclopedia of Chemica
l Technology第3版、17:374−377(1982)に示すク
メン法)に比較してコストは非常に高くなる。
[0008] US Patent Nos. 5055523; 5001280 and 5110995, the contents of which are incorporated herein by reference, describe the use of nitrous oxide to hydroxylate aromatic compounds to give aromatic alcohols (eg, phenols). ing. However, the cost of nitrous oxide for such hydroxylation depends on conventional phenol production techniques (eg, John Wiley & Sons).
, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemica
The cost is very high compared to the 1st Technology, 3rd edition, 17: 374-377 (1982)).

【0009】 二酸の製造では亜酸化窒素、NOx、CO、CO、N低沸点有機化合物、
およびその他のガスを含有する廃棄ガス流を生じる。これまでは、医学的目的の
極度に純粋な亜酸窒素以外の適用のための廃棄ガス流からの亜酸化窒素の分離お
よび精製はあまりにもコストがかかりすぎるので、二酸の廃棄ガス流中の亜酸化
窒素は回収されなかった。現在廃棄ガス流中の亜酸化窒素は排出するか、分解す
るかまたはリサイクルして硝酸を形成するのいずれかである。従って、二酸廃棄
ガス流からの亜酸化窒素の使用は芳香族のヒドロキシル化をも含め、以前に考え
られたことはなかった。
In the production of diacids, nitrous oxide, NOx, CO 2 , CO, N 2 low boiling organic compounds,
And a waste gas stream containing other gases. Heretofore, the separation and purification of nitrous oxide from waste gas streams for applications other than extremely pure nitrous acid for medical purposes has been too costly, and therefore, in diacid waste gas streams. No nitrous oxide was recovered. The nitrous oxide present in waste gas streams is either discharged, decomposed, or recycled to form nitric acid. Thus, the use of nitrous oxide from diacid waste gas streams, including the hydroxylation of aromatics, has never been considered before.

【0010】 従って、大規模に、経済的に、安全にならびに高収率および高変換率で亜酸化
窒素を製造する方法が必要とされている。
[0010] Therefore, there is a need for a process for producing nitrous oxide on a large scale, economically, safely and with high yield and high conversion.

【0011】 さらに、フェノール性化合物を商業的に製造する一方えで別の望ましい化学的
中間物質を製造する経済的な方法をも提供する必要性もある。
There is a further need to provide an economical method of producing phenolic compounds commercially while producing other desirable chemical intermediates.

【0012】 発明の要旨 本発明はアンモニア酸化を用いてエネルギー消費を非常に低く抑えて最終亜酸
化窒素生成物ガス流中の窒素酸化物(NOx)および酸素の含量を厳しく制限し
ながら亜酸化窒素を製造する方法である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention utilizes ammonia oxidation to reduce energy consumption to a very low level while limiting the content of nitrogen oxides (NOx) and oxygen in the final nitrous oxide product gas stream. It is a method of manufacturing.

【0013】 本発明はまた、アンモニア酸化によりNOxを亜酸化窒素に変換することによ
り種々NOx含有ガス流に存在する亜酸化窒素の回収および精製方法にも関する
The present invention also relates to a method for recovering and purifying nitrous oxide present in various NOx containing gas streams by converting NOx to nitrous oxide by ammonia oxidation.

【0014】 本発明は: 反応装置中亜酸化窒素を用いて芳香族化合物をヒドロキシル化してフェノール
性化合物を形成すること; フェノール性化合物を還元して環式脂肪族ケトンおよび/またはアルコール性
化合物を形成すること; 環式脂肪族ケトンおよび/またはアルコール性化合物を酸化して 脂肪族二酸化合物および亜酸化窒素ガス流を形成すること; 亜酸化窒素ガス流を反応させて精製亜酸化窒素ガス流を提供すること;および 精製亜酸化窒素ガス流を反応装置にリサイクルすること; による脂肪族二酸の製造方法に関する。
The present invention provides: hydroxylating an aromatic compound with nitrous oxide in a reactor to form a phenolic compound; reducing the phenolic compound to form a cycloaliphatic ketone and / or alcoholic compound. Forming; oxidizing a cycloaliphatic ketone and / or alcoholic compound to form an aliphatic diacid compound and a nitrous oxide gas stream; reacting the nitrous oxide gas stream to a purified nitrous oxide gas stream. And recycling the purified nitrous oxide gas stream to the reactor.

【0015】 本発明はまた: アンモニアおよびNOx含有ガス流を含んでなる反応混合物を反応装置に供給
すること;および アンモニアを酸化し、NOxを還元して亜酸化窒素の生成物ガス流を形成する
こと; によるNOx含有ガス流からの亜酸化窒素の製造方法にも関する。
The present invention also provides: supplying a reaction mixture comprising a gas stream containing ammonia and NOx to a reactor; and oxidizing ammonia and reducing NOx to form a product gas stream of nitrous oxide. A process for producing nitrous oxide from a NOx-containing gas stream.

【0016】 好ましい実施態様の詳細な説明 本発明は亜酸化窒素を用いて芳香族化合物をヒドロキシル化し、フェノール性
化合物を形成すること;該フェノール性化合物を還元して環式脂肪族ケトン/ア
ルコール性化合物を形成し、該環式脂肪族ケトン/アルコール性化合物を酸化し
て脂肪族二酸化合物および亜酸化窒素ガス流を形成すること;該亜酸化窒素ガス
流を反応させて精製亜酸化窒素ガス流を提供すること;および該精製亜酸化窒素
ガス流を該ヒドロキシル化工程にリサイクルすることからなる脂肪族二酸(たと
えばアジピン酸、グルタル酸、コハク酸、シュウ酸等)の製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention comprises hydroxylating an aromatic compound with nitrous oxide to form a phenolic compound; reducing the phenolic compound to form a cycloaliphatic ketone / alcoholic Forming a compound and oxidizing the cycloaliphatic ketone / alcoholic compound to form an aliphatic diacid compound and a nitrous oxide gas stream; reacting the nitrous oxide gas stream to produce purified nitrous oxide gas Providing a stream; and recycling the purified nitrous oxide gas stream to the hydroxylation step to produce an aliphatic diacid (eg, adipic acid, glutaric acid, succinic acid, oxalic acid, etc.).

【0017】 米国特許番号5110995;5672777;および5756861に記載
(その内容は参照により本明細書に組み込む)のとおり、ゼオライト触媒下亜酸
化窒素を用いて芳香族核を直接酸化して芳香族化合物のヒドロキシル化を行う。
As described in US Pat. Nos. 5,110,995; 5,672,777; and 5,756,861 (the contents of which are incorporated herein by reference), the aromatic nucleus is directly oxidized using nitrous oxide over a zeolite catalyst to form the aromatic compound. Perform hydroxylation.

【0018】 たとえば、ベンゼンをフェノールに酸化するために選択した条件下でベンゼン
および亜酸化窒素の混合物を反応装置中触媒に接触させる。混合物中のベンゼン
に対する亜酸化窒素のモル比は0.5未満でよい。ベンゼンに対する亜酸化窒素
の比率が十分低いと少なくとも90モル%のベンゼンのフェノールに対する反応
選択性が得られる。「反応選択性が得られる」とは、ベンゼンに対する亜酸化窒
素のモル比を低下させることにより、与えられた反応条件および触媒で得ること
ができるフェノールに対するベンゼンの選択性が最高であることを意味する。通
常の反応温度で好ましい触媒を用いた場合、得られる選択性は典型的にはベンゼ
ンに対する亜酸化窒素の比率が約0.1に近づくかまたは0.1に達する。反応
装置の下流では慣用的な分離技術により生成物から未反応ベンゼンを分離でき、
反応装置にリサイクルできる。
For example, a mixture of benzene and nitrous oxide is contacted with a catalyst in a reactor under conditions selected to oxidize benzene to phenol. The molar ratio of nitrous oxide to benzene in the mixture may be less than 0.5. If the ratio of nitrous oxide to benzene is sufficiently low, a reaction selectivity for phenol of at least 90 mol% benzene is obtained. By "obtaining reaction selectivity" is meant that by reducing the molar ratio of nitrous oxide to benzene, the selectivity of benzene to phenol obtained with a given reaction condition and catalyst is the highest. I do. With the preferred catalyst at normal reaction temperatures, the selectivity obtained typically approaches or reaches a ratio of nitrous oxide to benzene of about 0.1. Downstream of the reactor, unreacted benzene can be separated from the product by conventional separation techniques,
Recyclable to reactor.

【0019】 反応装置で用いる亜酸化窒素、ベンゼンおよびいずれかの不活性ガスの混合物
(ベンゼン−亜酸化窒素反応混合物)は少なくとも0.3モル%の亜酸化窒素を
含有しうる。低量では生産性が制限される傾向がある。反応装置中の混合物の割
合を選択することにより、発熱反応による断熱温度上昇を150℃またはそれ以
下に制限できる。これを行った場合、生成物に望ましくないものを不当に増加さ
せることなく経費のかかる熱交換手段を使用しないで反応を断熱的に実施できる
。温度調節のために混合物の不活性ガスまたはベンゼン含量を増加させると混合
物の可燃性も低くなる。
The mixture of nitrous oxide, benzene and any inert gas used in the reactor (benzene-nitrous oxide reaction mixture) may contain at least 0.3 mol% of nitrous oxide. Low amounts tend to limit productivity. By choosing the proportion of the mixture in the reactor, the adiabatic temperature rise due to the exothermic reaction can be limited to 150 ° C. or less. If this is done, the reaction can be performed adiabatically without unduly increasing the undesired product and without using expensive heat exchange means. Increasing the inert gas or benzene content of the mixture for temperature control also reduces the flammability of the mixture.

【0020】 この方法は通常250ないし600℃の温度範囲で実施する。高温では結果的
に望ましくない高レベルの副産物を形成し、一方低温では触媒量を最高にしても
反応速度は不当に低くなる。しかしながら、過剰の副産物を形成せず、許容でき
る反応速度を提供するいずれかの温度を用いることができる。ベンゼンまたはベ
ンゼン置換体のフェノールまたはフェノール置換体への部分酸化に有効ないずれ
かの触媒を用いることができる。たとえば、シリカまたは種々のゼオライト上の
酸化バナジウム(V)を用いることができる。好ましい触媒には、触媒的に有効
量の鉄を含有する酸性化ZSM−5およびZSM−11などがある。さらに、こ
の方法の生産性は約500ないし900℃で2時間空気中で水蒸気に曝露するこ
とにより熱水と反応させたゼオライトを用いることにより、この方法の生産性を
高めることができる。かかる反応については1995年4月10日出願および同
時係属出願された米国特許出願番号08/419361に記載されており、該出
願の開示は参照により本明細書に組み込む。
This method is usually carried out in a temperature range from 250 to 600 ° C. High temperatures result in the formation of undesirably high levels of by-products, while low temperatures result in unduly low reaction rates even at the highest catalyst loadings. However, any temperature that does not form excess by-products and provides acceptable reaction rates can be used. Any catalyst that is effective for the partial oxidation of benzene or a benzene-substituted product to phenol or a phenol-substituted product can be used. For example, vanadium (V) oxide on silica or various zeolites can be used. Preferred catalysts include acidified ZSM-5 and ZSM-11 which contain a catalytically effective amount of iron. Further, the productivity of this method can be increased by using a zeolite that has been reacted with hot water by exposing it to water vapor in air at about 500-900 ° C. for 2 hours. Such reactions are described in U.S. patent application Ser. No. 08 / 419,361, filed Apr. 10, 1995 and co-pending, the disclosure of which is incorporated herein by reference.

【0021】 一般に、フェノールに対するベンゼン選択性(反応するベンゼンのモルあたり
の生成するフェノールのモル数)を最大にし;フェノールに対する亜酸化窒素の
選択性(反応する亜酸化窒素のモルあたりの生成するフェノールのモル数)を最
大にし;生産性(触媒の質量により分割された単位時間あたりのフェノールの質
量)を最大にし;および触媒活性損失率を最小にするようにこの方法を操作する
。(フェノールに対する亜酸化窒素またはベンゼンの収率は系における物質の損
失のために選択性よりも通常幾分低くなる) ベンゼンをフェノールに変換する1次反応は種々の副反応:ベンゼンのコーク
スへの変換反応;ベンゼンの二酸化炭素および一酸化炭素への変換反応;および
ベンゼンの種々の部分的酸化芳香族、たとえばジヒドロキシベンゼンへの変換反
応等を伴う。
In general, the benzene selectivity for phenol (the number of moles of phenol formed per mole of benzene reacted) is maximized; the selectivity of nitrous oxide for phenol (phenol formed per mole of nitrous oxide reacted) The process is operated to maximize productivity (mass of phenol per unit time divided by mass of catalyst); and to minimize the loss of catalyst activity. (The yield of nitrous oxide or benzene over phenol is usually somewhat lower than selectivity due to loss of material in the system.) The primary reaction to convert benzene to phenol is a variety of side reactions: benzene to coke It involves the conversion reaction of benzene to carbon dioxide and carbon monoxide; and the conversion reaction of benzene to various partially oxidized aromatics such as dihydroxybenzene.

【0022】 供給成分の比率以外にも前記した変動要因が無関係ではないことは理解されよ
う。たとえば、供給温度の上昇により反応速度が上昇し、亜酸化窒素の変換が増
大し、そのために反応装置の出口温度が上昇する。また変換の増大のために反応
装置内の亜酸化窒素の平均濃度が低下する。フェノールに対する亜酸化窒素の収
率は亜酸化窒素の低濃度による利益が高温度のための不利益より大きいかまたは
小さいかに依存する。同様に、生産性は選択性の低下が亜酸化窒素の変換の増加
により補われるかどうかに依存する。
It will be appreciated that other than the ratios of the feed components, the aforementioned variables are not irrelevant. For example, increasing the feed temperature will increase the reaction rate and increase the conversion of nitrous oxide, thereby increasing the reactor outlet temperature. Also, due to increased conversion, the average concentration of nitrous oxide in the reactor decreases. The yield of nitrous oxide relative to phenol depends on whether the benefits from low concentrations of nitrous oxide are greater or less than the disadvantages due to high temperatures. Similarly, productivity depends on whether the decrease in selectivity is compensated for by an increase in nitrous oxide conversion.

【0023】 前記の反応で得られたフェノールを水素化し、シクロヘキサノールおよびシク
ロヘキサノンの混合物(通常KAオイルと称する)を形成する。この型の反応は
英国特許番号1063357;1257607;1316820;147185
4;および米国特許番号3932514;3998884;4053524;4
092360;4162267;4164515;4200553;42039
23;4283560および4272326で示されるように公知であり、その
内容は参照により本明細書に組み込む。
The phenol obtained from the above reaction is hydrogenated to form a mixture of cyclohexanol and cyclohexanone (commonly referred to as KA oil). This type of reaction is described in UK Patent Nos. 1063357; 1257607; 1316820; 147185.
And U.S. Pat. Nos. 3,932,514; 3,988,884; 4,053,524; 4.
092360; 4162267; 4164515; 4200553; 42039
23; 4283560 and 4272326, the contents of which are incorporated herein by reference.

【0024】 一つの実施態様では、パラジウム含有触媒の存在下、気相のフェノールの選択
的水素化によりKAオイルを製造し、τ−酸化アルミニウム上0.3ないし5重
量%のパラジウムを含んでなる触媒の存在下、該触媒はまた(全触媒性物質を基
にして)2から60重量%のアルカリ土類水酸化物をも含有し、100から20
0℃の温度で反応を実施することを特徴とする。
In one embodiment, the KA oil is produced by selective hydrogenation of phenol in the gas phase in the presence of a palladium-containing catalyst, comprising 0.3 to 5% by weight palladium on τ-aluminum oxide. In the presence of a catalyst, the catalyst also contains from 2 to 60% by weight of alkaline earth hydroxide (based on total catalytic material);
The reaction is carried out at a temperature of 0 ° C.

【0025】 アルカリ土類水酸化物として水酸化カルシウムを含有する触媒がとりわけ有効
であることが解っている。
Catalysts containing calcium hydroxide as alkaline earth hydroxide have been found to be particularly effective.

【0026】 本発明が関連する触媒はτ−Alおよびアルカリ土類水酸化物を一緒に
成型し、成型した触媒ペレットまたは触媒体を塩化パラジウム水溶液または硝酸
パラジウム溶液に含浸させ、続いてそれを水素で還元して製造するのが好ましい
The catalyst to which the present invention relates is to form τ-Al 2 O 3 and an alkaline earth hydroxide together, impregnate the formed catalyst pellets or catalyst body with an aqueous palladium chloride solution or a palladium nitrate solution, It is preferably produced by reducing it with hydrogen.

【0027】 この方法は120から170℃の反応温度で大気圧かまたは加圧して、フェノ
ール蒸気および水素をモル比1:5ないし1:50で、好ましくは1:10から
1:25で反応チューブに入れた触媒に通して連続的に実施し、この方法では時
間あたり、触媒1リットルあたり0.15から30kgのフェノールの押し出し
量が維持される。反応生成物は92ないし96%のシクロヘキサノン、2ないし
4%のシクロヘキサノールおよび数%の未変換フェノールを含有する。
The process comprises reacting the phenol vapor and hydrogen at a reaction temperature of 120 to 170 ° C. at atmospheric pressure or at a pressure of 1: 5 to 1:50, preferably 1:10 to 1:25, in a reaction tube. The process is carried out continuously through a catalyst charged in the reactor, in which a phenol extrusion rate of 0.15 to 30 kg per liter of catalyst per hour is maintained. The reaction product contains 92 to 96% of cyclohexanone, 2 to 4% of cyclohexanol and some% of unconverted phenol.

【0028】 前記で得られたKAオイルを硝酸と反応させてアジピン酸を形成する。この反
応型は公知であり、たとえば米国特許番号4423018;3758564;3
329712;および3186952に開示されており、その内容を参照により
本明細書に組み込む。かかる反応により望ましいアジピン酸に加え、ベンゼン酸
化反応にリサイクルする亜酸化窒素が生成される。この反応で得られた亜酸化窒
素はしばしば10重量%以上のNXを夾雑する。高レベルのNOxはベンゼンの
フェノールへの反応過程に有害であることが解っている。従って、ベンゼンのフ
ェノールへの反応にリサイクル供給される亜酸化窒素はNOxを2容量%以上含
有すべきでなく、好ましくは1容量%以下、より好ましくは0.1容量%以下に
すべきである。KA酸化を調節してNOx形成を最低にし、高純度の亜酸化窒素
を含むリサイクルガス流で希釈することによりリサイクルガス流の望ましい純度
を達成できる。しかしながら、かかる技術は経済的には不都合があり、非現実的
である。従って、アジピン酸法からの亜酸化窒素ガス流を操作してNOx含量を
低くするのが好ましい。
The KA oil obtained above is reacted with nitric acid to form adipic acid. This type of reaction is known and is described, for example, in U.S. Patent Nos. 4,423,018;
329712; and 3186952, the contents of which are incorporated herein by reference. Such a reaction produces, in addition to the desired adipic acid, nitrous oxide which is recycled to the benzene oxidation reaction. The nitrous oxide obtained in this reaction often contaminates more than 10% by weight of NX. High levels of NOx have been found to be detrimental to the process of converting benzene to phenol. Therefore, the nitrous oxide recycled for the reaction of benzene to phenol should not contain more than 2% by volume of NOx, preferably less than 1% by volume, more preferably less than 0.1% by volume. . The desired purity of the recycle gas stream can be achieved by adjusting the KA oxidation to minimize NOx formation and diluting with a recycle gas stream containing high purity nitrous oxide. However, such techniques are economically disadvantageous and impractical. Therefore, it is preferred to operate the nitrous oxide gas stream from the adipic acid method to reduce the NOx content.

【0029】 公知の方法によりNOxを除去できる。かかる方法はたとえば米国特許番号3
689212;4507271;5030436および日本特許公開5−139
710;7−122505:および6−122507に開示されており、その内
容は参照により本明細書に組み込む。
NOx can be removed by a known method. Such a method is described, for example, in US Pat.
689212; 4507271; 5030436 and Japanese Patent Publication 5-139.
710; 7-122505: and 6-122507, the contents of which are incorporated herein by reference.

【0030】 しかしながら、以下に記載する本発明の方法はとりわけ好ましい。本発明の方
法が概して素晴らしく、経済的なNOx除去方法であるのみならず、その後のベ
ンゼンのフェノールへのヒドロキシル化に必要なさらなる亜酸化窒素を生成する
However, the method of the invention described below is particularly preferred. The process of the present invention is not only a generally excellent and economical NOx removal process, but also produces the additional nitrous oxide required for subsequent hydroxylation of benzene to phenol.

【0031】 たとえば、本発明は低いエネルギー消費で窒素酸化物および酸素の含量を制限
して亜酸化窒素の直接的な製造を提供する。
For example, the present invention provides for the direct production of nitrous oxide with low energy consumption and limited nitrogen oxide and oxygen content.

【0032】 本発明の一つの実施態様はNOx含有ガス流を反応させることにより亜酸化窒
素を生成する方法であって; アンモニアおよびNOx含有ガス流を含んでなる反応混合物を反応装置に供給
すること;および アンモニアを酸化し、NOxを還元して亜酸化窒素生成物ガス流を形成するこ
と; からなる方法に関する。
[0032] One embodiment of the present invention is a method for producing nitrous oxide by reacting a NOx-containing gas stream; providing a reaction mixture comprising ammonia and a NOx-containing gas stream to a reactor. Oxidizing ammonia and reducing NOx to form a nitrous oxide product gas stream.

【0033】 本発明の方法ではNOx含有ガスからのNOxの除去を亜酸化窒素製造とは分
離して行うか、または本明細書に前記したのと同一の反応装置/方法で亜酸化窒
素製造と同時に行うことができる。さらに亜酸化窒素製造は独立した方法として
NOxの除去とは分離して行うことができる。
In the method of the present invention, the removal of NOx from the NOx-containing gas is carried out separately from the production of nitrous oxide, or the production of nitrous oxide is carried out in the same reactor / method as described herein before. Can be done simultaneously. Furthermore, nitrous oxide production can be performed separately from NOx removal as an independent method.

【0034】 本発明の方法の一つの実施態様によれば、酸素分子、窒素分子、アンモニアお
よび水蒸気を含有する反応混合物ガス流を酸素でアンモニアを酸化するための反
応装置触媒床に供給し、亜酸化窒素に対するその触媒の選択性は80%以上であ
る。床で生成した反応ガス生成物は主に亜酸化窒素、窒素および水蒸気を含有す
る。次いで水分凝縮の温度よりも高温(すなわち5℃ないし450℃、好ましく
は70ないし330℃、より好ましくは90ないし150℃)で生成物ガス流の
一部(例えば25ないし89%)を分離し、反応混合物ガス流に戻す。任意に、
分離した生成物ガス流の一部を空気、アンモニアおよび窒素分子と混合し、酸素
分子含量が1.0ないし20.0容量%、好ましくは1.5ないし15.0容量
%、より好ましくは2.0ないし12.5容量%内に留まるようにする。酸素容
量濃度に対するアンモニアの比率は0.2ないし5.0、好ましくは0.5ない
し2.0、より好ましくは0.8ないし1.5である。亜酸化窒素は窒素を含ん
でよく、生成物ガス流の残りの部分から分離して生成する。
According to one embodiment of the method of the present invention, a reaction mixture gas stream containing molecular oxygen, molecular nitrogen, ammonia and water vapor is fed to a reactor catalyst bed for oxidizing ammonia with oxygen, The selectivity of the catalyst for nitric oxide is over 80%. The reaction gas product formed in the bed contains mainly nitrous oxide, nitrogen and water vapor. A portion (eg 25-89%) of the product gas stream is then separated at a temperature higher than the temperature of the water condensation (ie 5 ° C. to 450 ° C., preferably 70 ° to 330 ° C., more preferably 90 ° to 150 ° C.) Return to the reaction mixture gas stream. Optionally,
A portion of the separated product gas stream is mixed with air, ammonia and molecular nitrogen to provide a molecular oxygen content of 1.0 to 20.0% by volume, preferably 1.5 to 15.0% by volume, more preferably 2% by volume. 0.0-12.5% by volume. The ratio of ammonia to oxygen capacity concentration is 0.2 to 5.0, preferably 0.5 to 2.0, more preferably 0.8 to 1.5. The nitrous oxide may include nitrogen and is produced separately from the rest of the product gas stream.

【0035】 一つの実施態様では、本発明の方法を以下のとおり実施できる。最初に反応混
合物ガス流を2段階で形成する。第一の段階では塵を除去した空気を前記の分離
し、リサイクルした生成ガス流の一部と混合する。次いで、第二段階ではアンモ
ニアを加える。アンモニア水を用いてこの目的を達成することもできる(アンモ
ニアはいずれの段階で加えてもよい)。一つの段階で窒素を加え、より希釈され
たNOガス生成物を得ることができる。希釈された生成物はまたCOまたは
アルゴンのごとき不活性混合物をも含有してよい。空気の流速、生成部分、アン
モニアおよび窒素を制御して反応混合物ガス流中の酸素含量を1.0ないし20
.0容量%、好ましくは1.5ないし15.0容量%、さらに好ましくは2.0
ないし12.5容量%内に留め、一方アンモニアおよび酸素分子の容量濃度の比
率は0.2ないし5.0、好ましくは0.5ないし2.0、より好ましくは0.
8ないし1.5である。
In one embodiment, the method of the present invention can be performed as follows. First, a reaction mixture gas stream is formed in two stages. In the first stage, the dedusted air is mixed with a portion of the separated and recycled product gas stream. Then, in a second stage, ammonia is added. This purpose can also be achieved with aqueous ammonia (ammonia may be added at any stage). Nitrogen can be added in one stage to obtain a more diluted N 2 O gas product. Diluted products also may also contain CO 2, or such as argon inert mixture. The oxygen content in the reaction mixture gas stream is controlled to 1.0 to 20 by controlling the air flow rate, product section, ammonia and nitrogen.
. 0% by volume, preferably 1.5 to 15.0% by volume, more preferably 2.0%
To 12.5% by volume, while the ratio of the volumetric concentrations of ammonia and oxygen molecules is between 0.2 and 5.0, preferably between 0.5 and 2.0, more preferably between 0.
8 to 1.5.

【0036】 反応混合物ガス流を酸化触媒床に導入する。アンモニアを亜酸化窒素に酸化す
るための触媒の組成はMnO/Bi/AlまたはMnO/Bi /FeまたはMnOまたはMnO/BiまたはMnO /CuOである。これらの触媒をアンモニアを亜酸化窒素に酸化する以下の反応
に提供する: 2NH+2O→N+2HO (I) 反応(I)と同時に触媒床では望ましくない反応が起こっている: 2NH+5/2O→2NO+3HO (II) 2NH+3/2O→N+3HO (III) 反応(II)により窒素酸化物(NOx)を生じ、一方反応(III)では最
終生成物(NO)に対する選択性が低下している。前記した触媒は全て亜酸化
窒素に対して80%以上の選択性を提供し、これは目的の問題を解決するための
重要なパラメーターである。一方、アンモニアの0.3ないし3.0%のみが反
応(II)により酸化されてにNOxなる。触媒上での反応によりNOxが一部
還元されている。
The reaction mixture gas stream is introduced into an oxidation catalyst bed. Oxidizes ammonia to nitrous oxide
The composition of the catalyst for MnO2/ Bi2O3/ Al2O3Or MnO2/ Bi 2 O3/ Fe2O3Or MnO2Or MnO2/ Bi2O3Or MnO2 / CuO. The following reactions that oxidize ammonia to nitrous oxide on these catalysts
Serve to: 2NH3+ 2O2→ N2+ 2H2O (I) At the same time as reaction (I), an undesired reaction takes place in the catalyst bed: 2NH3+ 5 / 2O2→ 2NO + 3H2O (II) 2NH3+ 3 / 2O2→ N2+ 3H2O (III) Reaction (II) produces nitrogen oxides (NOx), while reaction (III)
Final product (N2The selectivity to O) is reduced. All of the above catalysts are sub-oxidized
Provides over 80% selectivity for nitrogen, which is
This is an important parameter. On the other hand, only 0.3 to 3.0% of ammonia
NOx is oxidized by the reaction (II). Part of NOx due to reaction on catalyst
Has been reduced.

【0037】 4NO+4NH+O→4N+6HO (IV) アンモニアの亜酸化窒素への酸化を触媒上で200ないし400℃で実施する
。反応(I)から(III)の間に多量の熱が発生する。従って、熱を除去して
反応装置の温度を調節できる。たとえば、管状の反応装置(触媒をチューブに入
れる)を用いる場合、または多重床式断熱反応装置(触媒を床に組み込んでいる
)を用いる場合、床と床の間で熱を除去でき、流動触媒床を用いる場合、熱交換
装置を床内部に装着する。
4NO + 4NH 3 + O 2 → 4N 2 + 6H 2 O (IV) The oxidation of ammonia to nitrous oxide is carried out on a catalyst at 200 to 400 ° C. A great deal of heat is generated between reactions (I) and (III). Accordingly, the temperature of the reactor can be adjusted by removing heat. For example, when using a tubular reactor (with the catalyst in a tube) or using a multi-bed adiabatic reactor (with the catalyst incorporated into the bed), heat can be removed between the beds and the fluidized catalyst bed can be removed. If used, the heat exchanger is mounted inside the floor.

【0038】 触媒床を通過すると、反応混合物ガス流が主に窒素分子、水蒸気、亜酸化窒素
(NO)、窒素酸化物(NOx)ならび残留した未反応酸素分子およびアンモ
ニアを含有する生成物ガス流に変換する。次いで生成物ガス流の一部(1ないし
98容量%、好ましくは10ないし95容量%、より好ましくは25ないし89
容量%)を5℃ないし450℃、好ましくは70ないし330℃(より好ましく
は90ないし150℃)の温度で分離し、反応混合物ガス流に戻す。
Upon passing through the catalyst bed, the reaction mixture gas stream mainly comprises molecular nitrogen, water vapor, nitrous oxide (N 2 O), nitrogen oxides (NOx) and residual unreacted oxygen molecules and products containing ammonia. Convert to gas flow. Then a portion of the product gas stream (1 to 98% by volume, preferably 10 to 95% by volume, more preferably 25 to 89% by volume)
% By volume) at a temperature of 5 ° C. to 450 ° C., preferably 70 ° to 330 ° C. (more preferably 90 ° to 150 ° C.) and return to the reaction mixture gas stream.

【0039】 リサイクルの前に生成物ガス流を凝縮できるが、リサイクルされる部分は水分
凝縮温度より高い温度でリサイクルされるのが好ましい。これにより反応装置に
供給する前にリサイクルガス流を凝縮および蒸発するのに用いる別の装置が必要
なくなる。この場合、一部を反応装置にリサイクルした後、生成物ガス流を凝縮
する。一部を反応装置にリサイクルする前に生成物ガス流を凝縮する場合、いず
れかの慣用される蒸発手段、たとえば凝縮する前に生成物ガス流から得られた熱
を用いて慣用的な熱交換装置、またはその他の熱移動手段によりリサイクル部分
を蒸発させることができる。リサイクル部分にはNO、HO、NH、O 、NOxおよびN等が含まれる。
Although the product gas stream can be condensed prior to recycling, the portion to be recycled is preferably recycled at a temperature above the moisture condensation temperature. This eliminates the need for a separate device used to condense and evaporate the recycle gas stream before feeding it to the reactor. In this case, the product gas stream is condensed after partly recycled to the reactor. If the product gas stream is condensed before recycling part to the reactor, any conventional means of evaporation, for example conventional heat exchange using heat obtained from the product gas stream before condensing The recycle portion can be evaporated by a device or other heat transfer means. The recycled portion includes N 2 O, H 2 O, NH 3 , O 2 , NOx, N 2 and the like.

【0040】 生成物ガス流の分離された部分を連続的に二つの段階の反応混合物にリサイク
ルできる。第1の段階では生成物ガス流の分離した部分を連続的に供給空気と混
合する。第2の段階ではアンモニアを得られたガス混合物に供給する(アンモニ
アはいずれの段階に加えてもよい)。窒素をいずれの段階に加えてもよく、不活
性混合物を含有してもよい。酸素分子含量が1.0ないし20.0容量%、好ま
しくは1.5ないし15.0容量%、より好ましくは2.0ないし12.5容量
%内に留まり、アンモニアおよび酸素分子の容量濃度の比が1.0ないし1.5
の範囲内にあるように反応混合物ガス流を調製できる。
The separated portion of the product gas stream can be continuously recycled to a two-stage reaction mixture. In the first stage, a separate portion of the product gas stream is continuously mixed with the feed air. In the second stage, ammonia is supplied to the resulting gas mixture (ammonia may be added in any stage). Nitrogen may be added at any stage and may contain an inert mixture. The molecular oxygen content remains within 1.0 to 20.0% by volume, preferably 1.5 to 15.0% by volume, more preferably 2.0 to 12.5% by volume, and the volume concentration of ammonia and molecular oxygen Ratio of 1.0 to 1.5
The reaction mixture gas stream can be prepared to be within the range

【0041】 生成物ガス流の一部(各々全ガス流の5ないし90容量%、好ましくは8ない
し80容量%、より好ましくは11ないし75容量%)を抜き取り、主に亜酸化
窒素である最終生成物を得、これを不活性ガスとして窒素分子を用いて希釈して
よい。しかしながら、最終生成物の組成を改善するために、生成物ガス流の一部
を150ないし500℃で、好ましくは175ないし450℃で、より好ましく
は200ないし400℃でアンモニアによる選択的NOx還元のための触媒床に
通す。この目的のためにV/Al、V/TiOまたはCr 等の還元触媒を用いることができる。反応(IV)に加え、以下の反応で
もまた亜酸化窒素を生じる: 4NO+4NH+O→4NO+6HO (V) 反応(IV)および(V)では最終生成物中の窒素酸化物(NOx)、残留酸素
およびアンモニアの含量が低下する。
Part of the product gas stream (5 to 90% by volume of the total gas stream, preferably not more than 8
80% by volume, more preferably 11 to 75% by volume)
Obtain the final product, nitrogen, which is diluted with molecular nitrogen as inert gas
Good. However, to improve the composition of the final product, some of the product gas stream
At 150 to 500 ° C, preferably at 175 to 450 ° C, more preferably
Is a catalyst bed for selective NOx reduction with ammonia at 200-400 ° C
Let it through. For this purpose V2O5/ Al2O3, V2O5/ TiO2Or Cr 2 O3And the like. In addition to reaction (IV),
Also produces nitrous oxide: 4NO + 4NH3+ O2→ 4N2O + 6H2O (V) In reactions (IV) and (V), nitrogen oxide (NOx), residual oxygen in the final product
And the ammonia content is reduced.

【0042】 最終生成物中の残留酸素含量をさらに低下させる必要がある場合、生成物ガス
流の残りの部分に可燃性ガス(CO、H、炭化水素)を導入する。これらの可
燃性ガスは酸素分子と反応して二酸化炭素(CO)および/または水のみを生
じる。以下の反応が起こる: CO+1/2O→CO (VI) H+1/2O→H (VI) C+nO→XCO+Y/2HO (VII) これらの反応が起こるために、50℃ないし500℃、好ましくは175℃な
いし450℃、より好ましくは200℃ないし400℃の温度で生成物ガス流を
金属酸化剤(MnO/Al、CuO/Cr/Al)または
貴金属(Pt/Al、Pd/Al)を基にした十分量の酸化触媒床
に通す。触媒床の出口ではNO/Oの比率が10以上であり、好ましくは2
0以上であり、より好ましくは100以上である。
If the residual oxygen content in the final product needs to be further reduced, flammable gases (CO, H 2 , hydrocarbons) are introduced into the rest of the product gas stream. These combustible gases react with molecular oxygen to produce only carbon dioxide (CO 2 ) and / or water. The following reactions take place: CO + 1 / 2O 2 → CO 2 (VI) H 2 + 1 / 2O 2 → H 2 (VI) C X H Y + nO 2 → XCO 2 + Y / 2H 2 O (VII) for, to no 50 ° C. 500 ° C., preferably from 175 ° C. to 450 ° C., more preferably not 200 ° C. to metal oxidant product gas stream at a temperature of 400 ℃ (MnO 2 / Al 2 O 3, CuO / Cr 2 O 3 / Al 2 O 3 ) or a noble metal (Pt / Al 2 O 3 , Pd / Al 2 O 3 ) based sufficient oxidation catalyst bed. At the outlet of the catalyst bed, the ratio of N 2 O / O 2 is 10 or more, preferably 2
It is 0 or more, and more preferably 100 or more.

【0043】 凝縮等の公知の方法により生成物ガス流からアンモニアおよび水を除去するこ
とができ、少量の混合物を含有する窒素分子で希釈された亜酸化窒素を含有する
乾燥ガスとして最終生成物を得る。最終生成物中の亜酸化窒素濃度を特定の値に
まで低下させる必要がある場合、不活性ガス、たとえば窒素分子または二酸化炭
素を反応混合物ガス流または生成物ガス流に導入することができる。
Ammonia and water can be removed from the product gas stream by known methods such as condensation and the final product is dried as nitrous oxide-diluted gas containing a small amount of the mixture containing nitrogen. obtain. If it is necessary to reduce the nitrous oxide concentration in the final product to a certain value, an inert gas such as molecular nitrogen or carbon dioxide can be introduced into the reaction mixture gas stream or the product gas stream.

【0044】 本発明の別の実施態様はアンモニアおよび酸化体を含んでなる反応混合物を反
応装置に供給し;アンモニアを酸化して亜酸化窒素およびNOxを形成し;NO
xを亜酸化窒素に還元することにより亜酸化窒素生成物ガス流を形成することか
らなる亜酸化窒素の製造方法に関する。
Another embodiment of the present invention provides a reaction mixture comprising ammonia and an oxidant to a reactor; oxidizing the ammonia to form nitrous oxide and NOx; NO
A method for producing nitrous oxide, comprising forming a nitrous oxide product gas stream by reducing x to nitrous oxide.

【0045】 前記した酸化工程および還元工程を一つの反応装置で、または別個の反応装置
(これは本明細書で定義するように一つの反応装置の別個のゾーンまたはチャン
バーを含む)で実施できる。加えて、一つの触媒または異なる触媒を用いて同時
にまたは連続して酸化および還元工程を行うことができる。たとえば、本明細書
に記載する酸化触媒を用いることができ、または一つの反応装置内の酸化触媒お
よび別の反応装置内の還元触媒(本明細書に記載した)を組み合わせて(本明細
書に前記した条件下で)用いることができる。反応装置からの反応生成物を本明
細書に前記するようにリサイクルできる。また、二つの反応装置を用いる場合、
各反応装置からの生成物を各反応装置の注入口にリサイクルできるか、または最
後の反応装置からの反応生成物を最初の反応装置にリサイクルできる。
The oxidation and reduction steps described above can be performed in one reactor or in separate reactors, including the separate zones or chambers of one reactor as defined herein. In addition, the oxidation and reduction steps can be carried out simultaneously or sequentially using one catalyst or different catalysts. For example, an oxidation catalyst described herein can be used, or a combination of an oxidation catalyst in one reactor and a reduction catalyst (described herein) in another reactor (as used herein). (Under the conditions described above). The reaction products from the reactor can be recycled as described herein above. Also, when using two reactors,
The product from each reactor can be recycled to the inlet of each reactor, or the reaction product from the last reactor can be recycled to the first reactor.

【0046】 反応で用いる酸化剤には酸素、NOx、空気、オゾン、HNOまたはアンモ
ニアを酸化できるいずれかの酸化剤などがある。酸化剤は酸素であるのが好まし
い。
The oxidizing agent used in the reaction includes oxygen, NOx, air, ozone, HNO 3, or any oxidizing agent capable of oxidizing ammonia. Preferably, the oxidizing agent is oxygen.

【0047】 最初の反応装置からの反応生成物に存在するNOxは最後の反応装置からの反
応生成物に存在するNOxより多い。最後の反応装置の反応生成物に存在するN
Oxの量は反応生成物ガス流の容量の5容量%未満、好ましくは3容量%未満、
より好ましくは1容量%未満である 実施例 本発明の方法を以下の実施例によりさらに詳細に説明する。
The NOx present in the reaction product from the first reactor is greater than the NOx present in the reaction product from the last reactor. N present in the reaction product of the last reactor
The amount of Ox is less than 5% by volume of the volume of the reaction product gas stream, preferably less than 3% by volume;
More preferably less than 1% by volume Examples The method of the present invention is described in further detail by the following examples.

【0048】 実施例1 亜酸化窒素の製造方法を以下のように実施する。流速21.0リットル/分で
供給する生成物ガス流の分離した部分に予め塵を除去した空気を流速7.32リ
ットル/分で加える。次いで流速1.24g/分で混合物ガス流にアンモニアを
加える。内径15mmの金属チューブの内部に質量60gのマンガン・ビスマス
触媒(MnO/Bi/Al)の固定床を有するように作られた化
学反応装置に、このようにして得た反応混合物ガス流を連続的に供給する。触媒
を有するチューブを空気流動砂床の内部に装着し、強烈な反応裂の除去に供する
。触媒床温度を300℃に維持する。触媒床に存在する生成物ガス流は窒素分子
、水、窒素酸化物(NOおよびNO)、残留未反応アンモニアおよび酸素なら
びに亜酸化窒素を含有する。90℃では水分凝縮を行わないので、生成物ガス流
の一部を分離し、触媒床にリサイクルする。生成物ガス流の残りの部分をリサイ
クルループから抜き取り公知の方法を用いて最終生成物に発展させる。
Example 1 A method for producing nitrous oxide is carried out as follows. Pre-dusted air is added at a flow rate of 7.32 l / min to a separate portion of the product gas stream supplied at a flow rate of 21.0 l / min. Ammonia is then added to the mixture gas stream at a flow rate of 1.24 g / min. The chemical reactor thus obtained was prepared with a fixed bed of manganese bismuth catalyst (MnO 2 / Bi 2 O 3 / Al 2 O 3 ) with a mass of 60 g inside a metal tube with an inner diameter of 15 mm. The reaction mixture gas stream is fed continuously. The tube with the catalyst is mounted inside an air-fluidized sand bed and subjected to the removal of severe reaction cracks. Maintain the catalyst bed temperature at 300 ° C. Product gas stream present in the catalyst bed is molecular nitrogen, water, nitrogen oxides (NO and NO 2), containing residual unreacted ammonia and oxygen as well as nitrous oxide. Since no water condensation occurs at 90 ° C., a portion of the product gas stream is separated and recycled to the catalyst bed. The remaining portion of the product gas stream is withdrawn from the recycle loop and developed into the final product using known methods.

【0049】 連続反応計画では反応装置注入口での該供給流速の反応混合物ガス流は以下の
組成を有する(容量%):N−63.3;HO−19.9;NO−0.05
;NO−5.1;NH−6.5;O−4.9。生成物ガス流の非リサイク
ル部分は全生成物ガス流の30%に達し、以下の組成を有する(容量%):N −63.8;HO−27.3;NO−0.07;NO−7.3;NH−1
.5;O−0.05。
In a continuous reaction scheme, the reaction mixture gas stream at the feed flow rate at the reactor inlet has the following composition (% by volume): N 2 -63.3; H 2 O-19.9; NO-0 .05
; N 2 O-5.1; NH 3 -6.5; O 2 -4.9. Non recycle portion of the product gas stream reached 30% of the total product gas stream has the following composition (volume%): N 2 -63.8; H 2 O-27.3; NO-0.07 ; N 2 O-7.3; NH 3 -1
. 5; O 2 -0.05.

【0050】 実施例2 実施例1のように方法を実施する。質量1200gのバルク触媒MnO/B
を用いる。空気の供給速度は1.4リットル/分であり、生成物ガス流
の分離した部分を流速13.3リットル/分で供給する。アンモニアの供給速度
は0.22g/分である。触媒床の温度は320℃である。生成物ガス流の分離
を320℃で実施する。
Example 2 The method is carried out as in Example 1. Bulk catalyst MnO 2 / B weighing 1200 g
i 2 O 3 is used. The air feed rate is 1.4 liters / minute and a separate portion of the product gas stream is fed at a flow rate of 13.3 liters / minute. The feed rate of ammonia is 0.22 g / min. The temperature of the catalyst bed is 320 ° C. Separation of the product gas stream is carried out at 320 ° C.

【0051】 連続反応計画では該供給速度で供給する反応混合物ガス流は反応装置の注入口
で以下の組成を有する(容量%):N−64.7;HO−24.7;NO−
0.15;NO−6.47;NH−2.0;O−2.0。生成物ガス流の
非リサイクル部分は88.7%であり、以下の組成を有する(容量%):N
64.8;HO−27.5;NO−0.17;NO−7.29;NH−0
.1;O−0.15。
In a continuous reaction scheme, the reaction mixture gas stream fed at the feed rate has the following composition (% by volume) at the reactor inlet: N 2 -64.7; H 2 O-24.7; NO −
0.15; N 2 O-6.47; NH 3 -2.0; O 2 -2.0. The non-recycled portion of the product gas stream is 88.7% and has the following composition (% by volume): N 2
64.8; H 2 O-27.5; NO-0.17; N 2 O-7.29; NH 3 -0
. 1; O 2 -0.15.

【0052】 実施例3 実施例1のように方法を実施する。質量1550gのバルク触媒MnOを用
いる。空気の供給速度は9.3リットル/分であり、生成物ガス流の分離した部
分を流速3.8リットル/分で供給する。アンモニアの供給速度は1.46g/
分である。触媒床の温度は330℃である。生成物ガス流の分離を330℃で実
施する。
Example 3 The method is carried out as in Example 1. A bulk catalyst MnO 2 weighing 1550 g is used. The air feed rate is 9.3 liters / minute and a separate portion of the product gas stream is fed at a flow rate of 3.8 liters / minute. The feed rate of ammonia is 1.46 g /
Minutes. The temperature of the catalyst bed is 330 ° C. Separation of the product gas stream is performed at 330 ° C.

【0053】 連続反応計画では該供給速度で供給する反応混合物ガス流は反応装置の注入口
で以下の組成を有する(容量%):N−64.3;HO−8.7;NO−0
.04;NO−1.68;NH−12.8;O−12.5。生成物ガス流
の非リサイクル部分は75.0%であり、以下の組成を有する(容量%):N −65.1;HO−27.4;NO−0.17;NO−6.66;NH
0.25;O−0.47。
In a continuous reaction scheme, the reaction mixture gas stream fed at the feed rate has the following composition at the reactor inlet (% by volume): N 2 -64.3; H 2 O-8.7; NO −0
. 04; N 2 O-1.68; NH 3 -12.8; O 2 -12.5. Non recycle portion of the product gas stream is 75.0% has the following composition (volume%): N 2 -65.1; H 2 O-27.4; NO-0.17; N 2 O -6.66; NH 3 -
0.25; O 2 -0.47.

【0054】 実施例4 実施例1のように方法を実施する。質量850gのバルク触媒MnO/Cu
Oを用いる。空気の供給速度は7.27リットル/分であり、生成物ガス流の分
離した部分を流速21.1リットル/分で供給する。アンモニアの供給速度は1
.30g/分である。触媒床の温度は310℃である。生成物ガス流の分離を7
0℃で実施する。
Example 4 The method is carried out as in Example 1. 850 g bulk catalyst MnO 2 / Cu
O is used. The air feed rate is 7.27 liters / minute and provides a separate portion of the product gas stream at a flow rate of 21.1 liters / minute. Ammonia feed rate is 1
. 30 g / min. The temperature of the catalyst bed is 310 ° C. Product gas stream separation of 7
Performed at 0 ° C.

【0055】 連続反応計画では該供給速度で供給する反応混合物ガス流は反応装置の注入口
で以下の組成を有する(容量%):N−63.2;HO−19.8;NO−
0.06;NO−4.76;NH−7.3;O−4.9。生成物ガス流の
非リサイクル部分は30.0%であり、以下の組成を有する(容量%):N
63.5;HO−27.2;NO−0.08;NO−6.79;NH−2
.32;O−0.15。
In a continuous reaction scheme, the reaction mixture gas stream fed at the feed rate has the following composition at the reactor inlet (% by volume): N 2 -63.2; H 2 O-19.8; NO −
0.06; N 2 O-4.76; NH 3 -7.3; O 2 -4.9. The non-recycled portion of the product gas stream is 30.0% and has the following composition (% by volume): N 2
63.5; H 2 O-27.2; NO-0.08; N 2 O-6.79; NH 3 -2
. 32; O 2 -0.15.

【0056】 実施例5 実施例1のように方法を実施する。質量850gの触媒MnO/Bi /Feを用いる。空気の供給速度は6.32リットル/分であり、生成物
ガス流の分離した部分を流速18.0リットル/分で供給する。アンモニアの供
給速度は1.02g/分である。純粋な窒素を流速4.31リットル/分で反応
混合物に加える。触媒床の温度は310℃である。生成物ガス流の分離を100
℃で実施する。
Example 5 The method is carried out as in Example 1. A catalyst MnO 2 / Bi 2 O 3 / Fe 2 O 3 with a mass of 850 g is used. The air feed rate is 6.32 liters / minute, providing a separate portion of the product gas stream at a flow rate of 18.0 liters / minute. The feed rate of ammonia is 1.02 g / min. Pure nitrogen is added to the reaction mixture at a flow rate of 4.31 l / min. The temperature of the catalyst bed is 310 ° C. Product gas stream separation of 100
Performed at ° C.

【0057】 連続反応計画では該供給速度で供給する反応混合物ガス流は反応装置の注入口
で以下の組成を有する(容量%):N−77.1;HO−11.3;NO−
0.06;NO−2.67;NH−4.6;O−4.3。生成物ガス流の
非リサイクル部分は40.0%であり、以下の組成を有する(容量%):N
77.3;HO−17.8;NO−0.11;NO−4.44;NH−0
.30;O−0.08。 実施例6 実施例1のように方法を実施する。質量650gの触媒MnO/Bi /Alを用いる。空気の供給速度は6.93リットル/分であり、生成物
ガス流の分離した部分を流速17.1リットル/分で供給する。アンモニアの供
給速度は1.08g/分である。90容量%の窒素および10容量%のCO
含有する不活性ガスを流速4.51リットル/分で反応混合物ガス流に加える。
触媒床の温度は310℃である。生成物ガス流の分離を100℃で実施する。
In a continuous reaction scheme, the reaction mixture gas stream fed at the feed rate has the following composition (% by volume) at the inlet of the reactor: N 2 -77.1; H 2 O-11.3; NO −
0.06; N 2 O-2.67; NH 3 -4.6; O 2 -4.3. The non-recycled portion of the product gas stream is 40.0% and has the following composition (% by volume): N 2
77.3; H 2 O-17.8; NO-0.11; N 2 O-4.44; NH 3 -0
. 30; O 2 -0.08. Example 6 The method is carried out as in example 1. A catalyst MnO 2 / Bi 2 O 3 / Al 2 O 3 with a mass of 650 g is used. The air feed rate is 6.93 liters / minute, providing a separate portion of the product gas stream at a flow rate of 17.1 liters / minute. The feed rate of ammonia is 1.08 g / min. An inert gas containing 90% by volume of nitrogen and 10% by volume of CO 2 is added to the reaction mixture gas stream at a flow rate of 4.51 l / min.
The temperature of the catalyst bed is 310 ° C. Separation of the product gas stream is carried out at 100 ° C.

【0058】 連続反応計画では該供給速度で供給する反応混合物ガス流は反応装置の注入口
で以下の組成を有する(容量%):N−73.4;HO−10.9;NO−
0.06;NO−2.70;NH−4.8;O−4.6;CO−3.5
。生成物ガス流の非リサイクル部分は43.0%であり、以下の組成を有する(
容量%):N−73.5;HO−17.1;NO−0.11;NO−4.
74;NH−0.16;O−0.09;CO−3.5。
In a continuous reaction scheme, the reaction mixture gas stream fed at the feed rate has the following composition at the reactor inlet (% by volume): N 2 -73.4; H 2 O-10.9; NO −
0.06; N 2 O-2.70; NH 3 -4.8; O 2 -4.6; CO 2 -3.5
. The non-recycled portion of the product gas stream is 43.0% and has the following composition (
Volume%): N 2 -73.5; H 2 O-17.1; NO-0.11; N 2 O-4.
74; NH 3 -0.16; O 2 -0.09; CO 2 -3.5.

【0059】 実施例7 実施例1のように方法を実施する。質量850gの触媒MnO/Bi /Alを用いる。空気の供給速度は4.35リットル/分であり、生成物
ガス流の分離した部分を流速15.9リットル/分で供給する。蒸発によるアン
モニア含量が20重量%であるアンモニア水としてアンモニアを供給する。アン
モニアの供給速度は3.89g/分である。触媒床の温度は300℃である。生
成物ガス流の分離を100℃で実施する。
Example 7 The method is carried out as in Example 1. A catalyst MnO 2 / Bi 2 O 3 / Al 2 O 3 with a mass of 850 g is used. The air feed rate is 4.35 liters / minute and provides a separate portion of the product gas stream at a flow rate of 15.9 liters / minute. Ammonia is supplied as ammonia water whose ammonia content by evaporation is 20% by weight. The feed rate of ammonia is 3.89 g / min. The temperature of the catalyst bed is 300 ° C. Separation of the product gas stream is carried out at 100 ° C.

【0060】 連続反応計画では該供給速度で供給する反応混合物ガス流は反応装置の注入口
で以下の組成を有する(容量%):N−36.6;HO−52.0;NO−
0.06;NO−2.68;NH−5.1;O−3.5。生成物ガス流の
非リサイクル部分は37.0%であり、以下の組成を有する(容量%):N
36.7;HO−57.2;NO−0.09;NO−4.25;NH−1
.58;O−0.11。
In a continuous reaction scheme, the reaction mixture gas stream fed at the feed rate has the following composition at the reactor inlet (% by volume): N 2 -36.6; H 2 O-52.0; NO −
0.06; N 2 O-2.68; NH 3 -5.1; O 2 -3.5. The non-recycled portion of the product gas stream is 37.0% and has the following composition (% by volume): N 2
36.7; H 2 O-57.2; NO-0.09; N 2 O-4.25; NH 3 -1
. 58; O 2 -0.11.

【0061】 実施例8 実施例2のように方法を実施する。最終産物のために抜き取った生成物ガス流
の残りの部分を、窒素酸化物をアンモニアで還元するためのV/TiO 触媒床に通す。触媒床の温度は320℃である。触媒床を通過後の残留NO含量
は0.005容量%である。
Example 8 The method is carried out as in Example 2. The remaining portion of the product gas stream withdrawn for the end product is passed through a V 2 O 2 / TiO 2 catalyst bed for reducing nitrogen oxides with ammonia. The temperature of the catalyst bed is 320 ° C. The residual NO content after passing through the catalyst bed is 0.005% by volume.

【0062】 実施例9 実施例3のように方法を実施する。生成物ガス流の残りの部分に流速0.1リ
ットル/分で水素を加え、混合物をPt/Al触媒床に通す。触媒床の温
度は330℃である。Pt触媒床を通過した後の残留O含量は0.025容量
%である。
Example 9 The method is carried out as in Example 3. Hydrogen is added to the remainder of the product gas stream at a flow rate of 0.1 l / min and the mixture is passed through a Pt / Al 2 O 3 catalyst bed. The temperature of the catalyst bed is 330 ° C. The residual O 2 content after passing through the Pt catalyst bed is 0.025% by volume.

【0063】 実施例10 亜酸化窒素の製造方法を以下のように実施する。組成物および化学反応装置に
連続的に供給する反応混合物の流速は実施例1と同一である。質量200gのF
基盤の固定触媒床を含む断熱性部分および冷却管状部分(内径15mm
のチューブで、質量650gのマンガン・ビスマス触媒(MnO/Bi /Al)の固定床を含む)からなる化学反応装置でこの方法を実施する。
断熱部分の注入口での反応混合物の温度は300℃であり、管状部分の注入口で
の温度は−280℃である。断熱部分および管状部分の間で反応混合物を冷却す
る。その他の全ての点に関しては実施例1のように実施する。反応装置の出口で
の組成およびリサイクルしたガス流の組成は実施例1と同等である。
Example 10 A method for producing nitrous oxide is carried out as follows. The flow rate of the composition and the reaction mixture continuously fed to the chemical reactor is the same as in Example 1. 200 g of F
insulation moieties and cooling the tubular portion comprises a fixed catalyst bed of e 2 O 3 basis (inner diameter 15mm
The process is carried out in a chemical reactor consisting of a fixed bed of 650 g of manganese bismuth catalyst (MnO 2 / Bi 2 O 3 / Al 2 O 3 ) in a tube of 650 g.
The temperature of the reaction mixture at the inlet of the adiabatic part is 300 ° C and the temperature at the inlet of the tubular part is -280 ° C. Cool the reaction mixture between the adiabatic section and the tubular section. All other points are implemented as in the first embodiment. The composition at the outlet of the reactor and the composition of the recycled gas stream are the same as in Example 1.

【0064】 実施例11 亜酸化窒素の製造方法を以下のように実施する。組成物および化学反応装置に
連続的に供給する反応混合物の流速は実施例1と同一である。化学反応装置は内
径20mmで、その内部に質量800gのマンガン・ビスマス触媒(MnO
Bi/Al)の固定床を含む金属チューブから作られている。触媒
を含むチューブを空気流動砂床に装着し、強烈な反応熱を除去し、温度を280
℃に保つ。反応装置の注入口での反応混合物の温度は350℃である。その他の
全ての詳細に関しては実施例1のように実施する。反応装置の出口での組成およ
びリサイクルしたガス流の組成は実施例1と同等である。
Example 11 A method for producing nitrous oxide is carried out as follows. The flow rate of the composition and the reaction mixture continuously fed to the chemical reactor is the same as in Example 1. The chemical reaction device has an inner diameter of 20 mm and has a mass of 800 g of a manganese-bismuth catalyst (MnO 2 /
Bi 2 O 3 / Al 2 O 3 ) made of metal tubing containing a fixed bed. The tube containing the catalyst was mounted on an air-fluidized sand bed to remove the intense heat of reaction and raise the temperature to 280.
Keep at ° C. The temperature of the reaction mixture at the inlet of the reactor is 350 ° C. All other details are implemented as in Example 1. The composition at the outlet of the reactor and the composition of the recycled gas stream are the same as in Example 1.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ,BA ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CU, CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GD,G E,GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS ,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK, LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,M N,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU ,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM, TR,TT,UA,UG,UZ,VN,YU,ZA,Z W (72)発明者 ウリアルテ,アントニー・ケイ アメリカ合衆国、フロリダ・32514、ペン サコーラ、ウツドラン・コート・9221 (72)発明者 オツペンハイム,ジユデイス・ピー アメリカ合衆国、フロリダ・32501、ペン サコーラ、ポート・ロイヤル・ウエイ・13 (72)発明者 エイブナー,ジエリー・アール アメリカ合衆国、ミズーリ・63376、セン ト・ピータース、ベントウツド・レイン・ 233 (72)発明者 ビークラー,クリス・アール アメリカ合衆国、フロリダ・32561、ペン サコーラ・ビーチ、カル・ハーモウサ・27 (72)発明者 モクリンスキー,ウラジーミル・バシーリ ビツチ ロシア国、ノボシビリスク・630058、ラツ シヤン・ストリート・13、アパートメン ト・94 (72)発明者 スラビンスカヤ,エレナ・マルコブーナ ロシア国、ノボシビリスク・630058、エク バトルナーヤ・ストリート・14、アパート メント・94 (72)発明者 ノスコフ,アレクサンダー・ステパノビツ チ ロシア国、ノボシビリスク・630058、ツベ トノイ・ロード・9、アパートメント・14 (72)発明者 ゾロタルクスキー,イリヤ・アレクサンド ロビツチ ロシア国、ノボシビリスク・630058、デツ キー・ロード・9、アパートメント・2 Fターム(参考) 4H006 AA02 AC41 AC42 AC44 AC46 BA06 BA09 BA12 BA25 BA29 BA30 BA55 BA60 BD33 BD52 BE02 BE20 BE90 BS10 DA12 FC22 FC52 FE12 FE13 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE ), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, SD, SL, SZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR , BY, CA, CH, CN, CU, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS , JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, UZ, VN, YU, ZA, ZW (72) Inventor Urrialte, Antony Kay United States of America, Florida 32514, Pensacola, Utdran Court, 9221 (72) Inventor Oppenheim, Judidispie United States, Florida 32501, Pensacola, Port Royal Way 13 (72) Inventor Avener, Jielie Earl United States of America, Missouri 63376, Cent Peters, Bentwood Lane 233 (72) Inventor Beakler, Chris Earl United States, Florida 32561, Penn Sakora Beach, Kar Hermosa 27 (72) Inventor Moklinsky, Vladimir Basili Vicci Russia, Novosibirsk 630058, Latskyan Street 13, Apartment 94 (72) Inventor Slavinskaya, Elena Marcobuna Russia Country, Novosibirsk 630058, Ek Battlenaya Street 14, Apartment 94 (72) Inventor Noskov, Alexander Stepanovicz Russia, Novosibirsk 630058, Tsvetnoy Road 9, Apartment 14 (72) Inventor Zorotalksky, Ilya Alexandrovitsy Novosibirsk, Russia 630058, Detzky Road, 9 Apartment, 2F F-term (reference) 4H006 AA02 AC41 AC42 AC44 AC46 BA06 BA09 BA12 BA25 BA29 BA30 BA55 BA60 BD33 BD52 BE02 BE20 BE90 BS10 DA12 FC22 FC52 FE12 FE13

Claims (25)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 反応装置中亜酸化窒素を用いて芳香族化合物をヒドロキシル
化し、フェノール性化合物を形成すること; 該フェノール性化合物を還元して環式脂肪族ケトンまたはアルコール性化合物
を形成すること; 該環式脂肪族ケトンまたはアルコール性化合物を酸化して脂肪族二酸化合物お
よび亜酸化窒素ガス流を形成すること; 該亜酸化窒素ガス流を反応させて純粋な亜酸化窒素ガス流を提供すること;お
よび 該純粋な亜酸化窒素ガス流を該反応装置にリサイクルすること; からなる脂肪族二酸の製造方法。
1. Hydroxylating an aromatic compound using nitrous oxide in a reactor to form a phenolic compound; reducing the phenolic compound to form a cycloaliphatic ketone or alcoholic compound. Oxidizing the cycloaliphatic ketone or alcoholic compound to form an aliphatic diacid compound and a nitrous oxide gas stream; reacting the nitrous oxide gas stream to provide a pure nitrous oxide gas stream; And recycling the pure nitrous oxide gas stream to the reactor.
【請求項2】 該反応がOの亜酸化窒素への変換、ならびにNOxのN および亜酸化窒素への還元からなる請求項1に記載の方法。2. The method of claim 1 wherein said reaction comprises the conversion of O 2 to nitrous oxide and the reduction of NOx to N 2 and nitrous oxide. 【請求項3】 該Oの変換がアンモニア酸化により該Oを亜酸化窒素に
変換することからなる請求項2に記載の方法。
3. The method according to claim 2 , wherein the conversion of O 2 comprises converting the O 2 to nitrous oxide by ammonia oxidation.
【請求項4】 該NOxの還元が反応生成物として亜酸化窒素を製造するア
ンモニア酸化からなる請求項2に記載の方法。
4. The method of claim 2 wherein said reduction of NOx comprises oxidation of ammonia to produce nitrous oxide as a reaction product.
【請求項5】 該純粋な亜酸化窒素ガス流をさらなる亜酸化窒素と混合する
請求項1に記載の方法。
5. The method according to claim 1, wherein the pure nitrous oxide gas stream is mixed with further nitrous oxide.
【請求項6】 該さらなる亜酸化窒素をアンモニア酸化により製造する請求
項5に記載の方法。
6. The method of claim 5, wherein said further nitrous oxide is produced by ammonia oxidation.
【請求項7】 該アンモニア酸化が; アンモニア、亜酸化窒素および酸化体を含んでなる反応混合物をアンモニア酸
化反応装置に供給すること; アンモニアを酸化して亜酸化窒素生成物ガス流を形成すること; 該亜酸化窒素生成物ガス流の少なくとも一部を除去して分離されたリサイクル
ガス流を形成すること; 該分離リサイクル流を該アンモニア酸化反応装置に供給すること;および 該亜酸化窒素生成物ガス流を精製して該さらなる亜酸化窒素を形成すること;
からなる請求項6に記載の方法。
7. The method according to claim 1, wherein the ammonia oxidation supplies a reaction mixture comprising ammonia, nitrous oxide and an oxidant to an ammonia oxidation reactor; and oxidizes ammonia to form a nitrous oxide product gas stream. Removing at least a portion of the nitrous oxide product gas stream to form a separated recycle gas stream; feeding the separated recycle stream to the ammonia oxidation reactor; and the nitrous oxide product; Purifying a gas stream to form the additional nitrous oxide;
The method of claim 6, comprising:
【請求項8】 該リサイクルガス流が該亜酸化窒素生成物ガス流の一部、水
、空気、酸素分子、窒素分子、亜酸化窒素、NOxまたは不活性ガスを含んでな
る請求項7に記載の方法。
8. The method of claim 7, wherein the recycle gas stream comprises a portion of the nitrous oxide product gas stream, water, air, molecular oxygen, molecular nitrogen, nitrous oxide, NOx, or an inert gas. the method of.
【請求項9】 水分凝縮温度以上の温度で該リサイクルガス流を該亜酸化窒
素生成物ガス流から除去する請求項7に記載の方法。
9. The method of claim 7 wherein said recycle gas stream is removed from said nitrous oxide product gas stream at a temperature above the moisture condensation temperature.
【請求項10】 空気、水、窒素分子、酸素分子、亜酸化窒素、アンモニア
または不活性ガスを該リサイクルガス流に加える請求項7に記載の方法。
10. The method of claim 7, wherein air, water, molecular nitrogen, molecular oxygen, nitrous oxide, ammonia or an inert gas is added to the recycle gas stream.
【請求項11】 アンモニアおよび該NOx含有ガス流を含んでなる反応混
合物を反応装置に供給すること;および NOxを還元して亜酸化窒素生成物ガス流を形成すること; からなるNOx含有ガス流を反応させることにより亜酸化窒素を製造する方法。
11. A NOx-containing gas stream comprising: supplying a reaction mixture comprising ammonia and said NOx-containing gas stream to a reactor; and reducing NOx to form a nitrous oxide product gas stream. A method for producing nitrous oxide by reacting
【請求項12】 該方法が; 該亜酸化窒素生成物ガス流の少なくとも一部を除去して分離されたリサイクル
ガス流を形成すること; 該分離リサイクルガス流を該反応装置に供給すること;および 該亜酸化窒素生成物ガス流から亜酸化窒素を分離すること; からなる請求項11に記載の方法。
12. The method comprising: removing at least a portion of the nitrous oxide product gas stream to form a separated recycle gas stream; supplying the separated recycle gas stream to the reactor; The method of claim 11, comprising: and separating nitrous oxide from the nitrous oxide product gas stream.
【請求項13】 該反応混合物が該亜酸化窒素生成物ガス流、水、空気、酸
素分子、窒素分子、亜酸化窒素または不活性ガスを含んでなる希釈物を含んでな
る請求項11に記載の方法。
13. The reaction mixture of claim 11, wherein the reaction mixture comprises a diluent comprising the nitrous oxide product gas stream, water, air, molecular oxygen, molecular nitrogen, nitrous oxide or an inert gas. the method of.
【請求項14】 空気、水、窒素分子、酸素分子、亜酸化窒素、アンモニア
または不活性ガスを該リサイクルガス流に加える請求項11に記載の方法。
14. The method of claim 11, wherein air, water, molecular nitrogen, molecular oxygen, nitrous oxide, ammonia or an inert gas is added to the recycle gas stream.
【請求項15】 アンモニアおよび酸化体を含んでなる反応混合物を反応装
置に供給すること; 該アンモニアを酸化して主要な成分として亜酸化窒素を含んでなる亜酸化窒素
生成物ガス流を形成すること; 水分凝縮温度より高い温度で該亜酸化窒素生成物ガス流の少なくとも一部を除
去し、分離されたリサイクルガス流を形成すること; 該分離リサイクルガス流を該反応装置に供給すること;および 該亜酸化窒素生成物ガス流から亜酸化窒素を分離すること; からなるアンモニア酸化による亜酸化窒素の製造方法。
15. Feeding a reaction mixture comprising ammonia and an oxidant to a reactor; oxidizing the ammonia to form a nitrous oxide product gas stream comprising nitrous oxide as a major component. Removing at least a portion of the nitrous oxide product gas stream at a temperature above the moisture condensation temperature to form a separated recycle gas stream; supplying the separated recycle gas stream to the reactor; Separating nitrous oxide from the nitrous oxide product gas stream; and producing nitrous oxide by ammonia oxidation.
【請求項16】 該反応混合物が該亜酸化窒素生成物ガス流の一部、水、空
気、酸素分子、窒素分子、亜酸化窒素または不活性ガスを含んでなる希釈物を含
んでなる請求項15に記載の方法。
16. The reaction mixture comprising a portion of the nitrous oxide product gas stream, a diluent comprising water, air, molecular oxygen, molecular nitrogen, nitrous oxide or an inert gas. 16. The method according to 15.
【請求項17】 空気、水、窒素分子、酸素分子、亜酸化窒素、アンモニア
または不活性ガスを該リサイクルガス流に加える請求項15に記載の方法。
17. The method of claim 15, wherein air, water, molecular nitrogen, molecular oxygen, nitrous oxide, ammonia or an inert gas is added to the recycle gas stream.
【請求項18】 該酸化体が酸素、NOx、空気、オゾンまたはHNO
含んでなる請求項15に記載の方法。
18. The method of claim 15, oxide body comprises oxygen, NOx, air, ozone or HNO 3.
【請求項19】 アンモニアおよび酸化体を含んでなる反応混合物を反応装
置に供給すること; 該アンモニアを酸化して亜酸化窒素およびNOxを形成すること; 該NOxを亜酸化窒素に還元して亜酸化窒素生成物ガス流を形成すること; からなる亜酸化窒素の製造方法。
19. A reaction mixture comprising ammonia and an oxidant is provided to a reactor; oxidizing the ammonia to form nitrous oxide and NOx; reducing the NOx to nitrous oxide to form nitrous oxide. Forming a nitric oxide product gas stream.
【請求項20】 該亜酸化窒素生成物ガス流の一部を該反応装置にリサイク
ルする請求項19に記載の方法。
20. The method of claim 19, wherein a portion of said nitrous oxide product gas stream is recycled to said reactor.
【請求項21】 該酸化を第1の反応装置内で行い、第1の亜酸化窒素生成
物ガス流を形成し、該還元を第2の反応装置内で行い、第2の亜酸化窒素生成物
ガス流を形成する請求項19に記載の方法。
21. The oxidation in a first reactor to form a first nitrous oxide product gas stream, and the reduction in a second reactor to produce a second nitrous oxide product. 20. The method according to claim 19, wherein a flow of the product gas is formed.
【請求項22】 該第1および第2の反応装置を異なる触媒で充填する請求
項21に記載の方法。
22. The method according to claim 21, wherein said first and second reactors are filled with different catalysts.
【請求項23】 該第2の亜酸化窒素生成物ガス流の一部を該第1または第
2の反応装置にリサイクルする請求項21に記載の方法。
23. The method of claim 21, wherein a portion of said second nitrous oxide product gas stream is recycled to said first or second reactor.
【請求項24】 該第2の生成物ガス流に存在する該亜酸化窒素の量が該第
1の生成物ガス流に存在する亜酸化窒素の量よりも多い請求項21に記載の方法
24. The method of claim 21 wherein the amount of nitrous oxide present in said second product gas stream is greater than the amount of nitrous oxide present in said first product gas stream.
【請求項25】 該酸化体が酸素、NOx、空気、オゾンまたはHNO
含んでなる請求項19に記載の方法。
25. The method of claim 19, oxide body comprises oxygen, NOx, air, ozone or HNO 3.
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