JP6339497B2 - 有機ケイ素生成物含有液体反応媒体からの貴金属の回収および色除去のプロセス - Google Patents
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Description
a)貴金属触媒を含む液体反応媒体を、貴金属吸着条件下で、貴金属を吸着する為に、貴金属吸着剤と接触させるプロセス;
b)貴金属吸着剤を液体反応媒体から分離するステップ;および
c)吸着された貴金属を該貴金属吸着剤から回収するステップ
を含む。
固定床貴金属吸着ユニットは、固定床白金回収のための吸着剤として、官能化シリカゲルのPhosphonicS(商標)を充填した円柱カラムを使用した。
一つの吸着ユニット液体反応媒体が吸着ユニットを単一通過するのに使用された。
カラムには、貴金属回収のためにカラム温度を管理するため、加熱/冷却ジャケットがあった。
カラム内径:2.54センチ(1インチ)
充填長さ:27.94センチ(11インチ)
充填体積:141.6cm3
充填シリカゲルの重量:62グラム
充填密度:0.438g/cm3
固定床内の空きスペース:111.4cm3(空隙率=78.7%)
滞留時間は、供給速度に応じて変わった。
処理されたシロキサン製品:シロキサン−A(25℃でおよそ19cStの粘度)
シロキサン−Aは、シラン流体MD’Mと過剰のポリエーテルAPEG−350−Omeとのヒドロシリル化生成物であり、連続するシロキサン共重合体単位の形に作られた。MD’Mの構造は:
白金濃度:5.28ppm
製品の色:145pt−co
固定床吸着処理をしたシロキサン−A製品からの白金回収は、75℃および滞留時間74分間で完了した。本実験において、8.8Kg(BV=142)のシロキサン−Aを前記の仕様の固定床吸着装置で処理し、その結果は:
処理後の白金濃度:0.37ppm(回収率=93.0%)
処理後の製品の色:40pt−co
であった。
75℃および16分間という、実施例1Aと比較してより短い滞留時間で固定床吸着処理をしたシロキサン−Aからの回収。このスクリーニング実験において、40.3Kg(BV=650)のシロキサン−Aを前記の仕様の固定床吸着装置で処理し、その結果は:
処理後の白金濃度:1.07ppm(回収率=79.7%)
処理後の製品の色:50pt−co
であった。
滞留時間16分間および25℃という、実施例1Bと比較してより低い温度で固定床吸着処理をしたシロキサン−Aからの回収。本実験において、462g(BV=7)のシロキサン−Aを前記の仕様の固定床吸着装置で処理し、その結果は:
処理後の白金濃度:2.98ppm(回収率=43.6%)
処理後の製品の色:90pt−co
であった。
図3は、シロキサン−Aの長期固定床体積試験データ(前記の仕様の吸着ユニットにおいて、75℃、16分間の短い滞留時間で完了した)を示す。この長期試験で、シロキサン−A処理は、吸着剤の耐久性を試験し、そして吸着剤に達成可能な白金担持量を評価するために多大な時間を掛けて継続し、合計202Kg(BV=3260)のシロキサン−Aがカラムを通過させることにより処理された。吸着剤のより長い耐久性およびより高い吸着剤上の白金担持量が、プロセスをより経済的にする。例えば、吸着剤上の最終的な白金担持量は、固定床吸着ユニット中の白金飽和吸着剤が除去される前の吸着剤のコストに比べて高い筈であり、前記プロセスを有益かつ経済的にするため、該ユニットは、新しい吸着剤で再充填される。製品中の可溶化白金濃度は、誘導結合プラズマ質量分析法を用いて分析され、そして白金回収率および色の結果は、図3に示す通り、リアルタイムデータ、すなわち、全期間の平均ではなく、特定のBVにおける結果である。
処理後の白金濃度:1.80ppm(回収率=65.9%)
処理後の製品の色:80pt−co
(図3に示す、BV1320でのリアルタイムデータ)
であった。
処理後の白金濃度:2.44ppm(回収率=53.8%)
処理後の製品の色:95pt−co
(図3に示す、BV2640でのリアルタイムデータ)
であった。
処理後の平均白金濃度:1.97ppm(回収率=62.7%)
処理後の平均色:80pt−co
処理されたシロキサン製品:シロキサン−B(25℃でおよそ260cStの粘度)
シロキサン−Bは、シラン流体MD15.3D’5.7Mと過剰のポリエーテルAPEG−350−OHとのヒドロシリル化生成物であり、連続シロキサン共重合体ユニットで作られた。MD15.3D’5.7Mの構造は:
APEG−350−OHの構造は:
白金濃度:6.09ppm
製品の色:140pt−co
実施例2Aおよび2Bにおいて、前記の仕様の固定床吸着ユニットは、シロキサン−Bを特定の温度および滞留時間で処理するために用いた。前記の仕様の固定床吸着ユニットは、貴金属回収のため、シロキサン液体反応媒体が連続固定床吸着ユニットを通過するように、シロキサン−B供給容器(すなわち、大規模な商業生産における連続シロキサン製造ユニット)と生成物貯蔵容器との間に直接配置した。実施例2Aは、回収率の検討のために比較的短い滞留時間を用いた。実施例2Bは、滞留時間の効果を検討するため、実施例2Aと比較してより長い滞留時間を用いた。
固定床吸着処理をしたシロキサン−B製品からの白金回収は、75℃および滞留時間23分間で完了した。本実験において、981g(BV=16)のシロキサン−Bを前記の仕様の固定床吸着ユニットで処理し、その結果は:
処理後の白金濃度:4.36ppm(回収率=28.4%)
処理後の製品の色:130pt−co
であった。
固定床吸着処理をしたシロキサン−Bからの回収は、75℃および80分間という、実施例2Aと比較してより長い短い滞留時間で完了した。本実験において、492g(BV=8)のシロキサン−Bを前記の仕様の固定床吸着装置で処理し、その結果は:
処理後の白金濃度:3.94ppm(回収率=35.3%)
処理後の製品の色:130pt−co
であった。
処理されたシロキサン製品:シロキサン−C(25℃でおよそ2.88cStの粘度)
シロキサン−Cは、シラン流体MD’M(上記に定義)と1−オクテンとのヒドロシリル化生成物である。生成物中の可溶化白金の濃度は、誘導結合プラズマ質量分析法を用いて分析した。
白金濃度:2.05ppm
製品の色:26pt−co
実施例3において、特定の温度および滞留時間でシロキサン−Cを処理するため、前記の仕様の固定床吸着ユニットを使用した。前記の仕様の固定床吸着ユニットは、貴金属回収のために、シロキサン液体反応媒体が固定床吸着ユニットを通過するよう、シロキサン−C供給容器(すなわち、大規模な商業生産におけるシロキサン製造ユニット)と生成物貯蔵容器との間に直接配置した。
固定床吸着処理をしたシロキサン−C製品からの白金回収は、75℃および滞留時間68分間で完了した。本実験において、2.4Kg(BV=39)のシロキサン−Cを前記の仕様の固定床吸着ユニットで処理した。結果は:
処理後の白金濃度:0.04ppm(回収率=98.0%)
処理後の製品の色:3pt−co
であった。
ケース2−シラン精製ユニットと大量の廃棄物貯蔵容器間の白金回収プロセス;
処理された大量のシラン廃棄物:ヘビーA
ヘビーA廃棄物は、トリメトキシシランとアリルメタクリレートのヒドロシリル化の後、精製によって生成した大量の廃棄物である。UCON潤滑剤が精製の間使用され、そして大量の廃棄物流中に残留した。ヘビーA廃棄物は、25℃で80cSt未満の粘度を持った。ヘビーA廃棄物中の可溶化白金の濃度は、誘導結合プラズマ質量分析法を用いて分析した。市販の連続シラン精製ユニットから直接得られたヘビーA廃棄物の白金濃度は、固定床吸着処理無しで測定された。
白金濃度:41ppm
実施例4Aおよび4Bにおいて、前記の仕様の固定床吸着ユニットは、ヘビーA廃棄物を特定の温度および滞留時間で処理するために用いた。前記の仕様の固定床吸着ユニットは、貴金属回収のために、廃棄物が固定床吸着ユニットを連続的に通過するよう、大量のシラン廃棄物容器(すなわち、大規模な商業生産における連続シラン精製ユニット)と大量の廃棄物貯蔵容器との間に直接配置された。実施例4Aは、特定の温度および滞留時間における回収結果のデータを示した。実施例4Bにおいては、吸着剤の耐久性を検討するため、そして吸着剤に達成可能な白金担持量を評価するために、多大な時間を掛けて実験を行った。
75℃および滞留時間203分間で固定床吸着処理後、ヘビーA廃棄物の白金濃度を測定した。本実験において、744g(BV=12)のヘビーA廃棄物を前記の仕様の固定床吸着ユニットで処理し、その結果は:
処理後の白金濃度:<1ppm(回収率>98%)
であった。
図5は、前記の仕様の吸着ユニットにおいて、75℃、203〜464分間の滞留時間で完了した、ヘビーA廃棄物の長期固定床体積試験データを示す。この長期試験で、ヘビーA廃棄物処理は、吸着剤の耐久性を試験し、そして吸着剤上の白金担持量を評価するために多大な時間を掛けて継続し、合計18.5Kg(BV=298)のヘビーA廃棄物がカラムを通過させることにより処理された。吸着剤のより長い耐久性およびより高い吸着剤上の白金担持量が、プロセスをより経済的にする。例えば、吸着剤上の最終的な白金担持量は、固定床吸着ユニット中の白金飽和吸着剤が除去される前の吸着剤のコストに比べて高い筈であり、前記プロセスを有益かつ経済的にするため、該ユニットは、新しい吸着剤で再充填される。廃棄物流れ中の可溶化白金の濃度は、誘導結合プラズマ質量分析法を用いて分析した。図5は、白金回収結果をリアルタイムデータ、すなわち全期間の平均ではなく、特定のBVでの結果を示す。
処理後の白金濃度:5.18ppm(滞留時間=464分間;回収率=87.4%)であった。
処理後の白金濃度:10.33ppm(滞留時間=464分間;回収率=74.8%)
BV298におけるリアルタイムデータを図5に示す。
処理された大量のシラン廃棄物:ヘビーB
ヘビーB廃棄物は、トリエトキシシランと1−オクテンのヒドロシリル化の後、連続シラン精製ユニットでの精製によって生成した大量の廃棄物である。精製の間、UCON潤滑剤が用いられ、大量の廃棄物流に滞留した。ヘビーB廃棄物は、25℃で100cSt未満の粘度を持った。廃棄物流中の可溶化白金の濃度は、誘導結合プラズマ質量分析法を用いて分析した。市販の連続シラン精製ユニットから直接得られたヘビーB廃棄物の白金濃度および色は、固定床吸着処理無しで測定された。
白金濃度:50ppm
廃棄物の色:1300pt−co
実施例 5Aおよび5Bにおいて、ヘビーB廃棄物を特定の温度および滞留時間で処理するために、前記の仕様の固定床吸着ユニットを使用した。前記の仕様の固定床吸着ユニットは、貴金属回収のために、液体反応媒体廃棄物が固定床吸着ユニットを連続的に通過するよう、大量のシラン廃棄物容器(すなわち、大規模な商業生産における連続シラン精製ユニット)と大量の廃棄物貯蔵容器との間に直接配置された。実施例5Bのプロセスは、異なる温度での効果を比較するため、実施例5Aと比較してより低い温度を使用した。
ヘビーB廃棄物の白金濃度と色を90℃および168分間の滞留時間での固定床吸着処理後に測定した。シラン−Aは、25℃でおおよそ2cStの低い粘度であった。本実験において、1.9Kg(BV=31)のヘビーB廃棄物を前記の仕様の固定床吸着ユニットによって処理した。結果は:
処理後の白金濃度:4.12ppm(回収率=91.8%)
処理後の廃棄物の色:70pt−co
であった。
固定床吸着処理をしたヘビーB廃棄物からの、168分間の滞留時間と40℃という、実施例5Aと比較してより低い温度での回収が完了した。本実験において、310g(BV=5)のヘビーB廃棄物を前記の仕様の固定床吸着ユニットで処理した。結果は:
処理後の白金濃度:14.81ppm(回収率=70.4%)
ケース3−シラン製造ユニットおよび生成物貯蔵容器間の白金回収プロセス;
処理されたシラン製品:シラン製造ユニットからのシラン−A
シラン−Aは、トリエトキシシランと1−オクテンとのヒドロシリル化によって製造されるシラン製品である。シランは、25℃においておよそ2cStの低粘度を持つ。
製品純度:99.5%
白金濃度:5.21ppm
製品の色:32pt−co
であった。
実施例6において、前記の仕様の固定床吸着ユニットを使用して、シラン−Aを特定の温度および滞留時間において処理した。シラン−Aの純度、色および白金濃度を90℃および11.7分間の短い滞留時間での固定床吸着処理後に測定した。シラン−Aは、25℃でおおよそ2cStの低い粘度であった。本実験において、2Kg(BV=32)のシラン−Aが前記の仕様の固定床吸着ユニットによって処理された。結果は:
製品純度:99.5%
処理後の白金濃度:0.95ppm(回収率=81.8%)
処理後の製品の色:3pt−co
であった。
Claims (6)
- 貴金属触媒を含む有機ケイ素化合物含有液体反応媒体から貴金属触媒を、溶液またはコロイド形状で回収するプロセスであって、そのプロセスが:
a)貴金属触媒を含む液体反応媒体を、貴金属吸着条件下で、貴金属を吸着する為に、貴金属吸着剤と接触させるステップであって、ここで貴金属吸着剤が、官能化シリカゲルを含む無機骨格マトリックスを有する吸着剤であり、そして接触が連続方式で行われるステップ;
b)貴金属吸着剤を液体反応媒体から分離するステップ;および
c)吸着された貴金属を該貴金属吸着剤から回収するステップ
を含み、ここで、貴金属触媒を含む有機ケイ素化合物含有液体反応媒体に対して希釈溶媒が添加されず、かつ貴金属吸着条件が、周囲温度〜200℃の温度範囲、大気圧〜100大気圧の圧力範囲、および前記貴金属吸着剤と接触させられる液体反応媒体の、1分間〜24時間の滞留時間を含み、
ここでステップa)の液体反応媒体が、連続シロキサン共重合体ユニット、連続シラン精製ユニットまたは連続シランヒドロシリル化ユニットから直接得られ、
貴金属が、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、レニウム、または白金である、
プロセス。 - d)ステップb)の完了により生じる液体反応媒体を、貴金属吸着条件で、貴金属を吸着するために、貴金属吸着剤と再接触させるステップ;
e)貴金属吸着剤を液体反応媒体から分離するステップ;および
f)吸着された貴金属を該貴金属吸着剤から回収するステップ
を更に含む、請求項1に記載のプロセス。 - 貴金属が白金、ロジウムまたはパラジウムである、請求項1に記載のプロセス。
- 液体反応媒体の粘度が25℃で0cSt〜500cStである、請求項1に記載のプロセス。
- 貴金属触媒を含む液体反応媒体を接触させるステップa)は、液体反応媒体を、少なくとも一つの貴金属吸着剤を含む、一つまたはそれ以上の固定貴金属回収吸着剤床を通過させて貴金属を吸着することにより行われる、請求項1に記載のプロセス。
- 貴金属触媒を含む液体反応媒体を接触させるステップa)および再接触させるステップd)の各々は、液体反応媒体を、少なくとも一つの貴金属吸着剤を含む、一つまたはそれ以上の固定貴金属回収吸着剤床を通過させて貴金属を吸着することにより行われる、請求項2に記載のプロセス。
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