JPS61139692A - アクリロニトリルのヒドロ二量体化の方法 - Google Patents
アクリロニトリルのヒドロ二量体化の方法Info
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- JPS61139692A JPS61139692A JP60274297A JP27429785A JPS61139692A JP S61139692 A JPS61139692 A JP S61139692A JP 60274297 A JP60274297 A JP 60274297A JP 27429785 A JP27429785 A JP 27429785A JP S61139692 A JPS61139692 A JP S61139692A
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- Japan
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- acrylonitrile
- adiponitrile
- cathode
- carbon
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B3/00—Electrolytic production of organic compounds
- C25B3/20—Processes
- C25B3/29—Coupling reactions
- C25B3/295—Coupling reactions hydrodimerisation
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、有機化合物を合成するための電気分解プロセ
ス、特にアジポニトリルを製造する方法に係る。
ス、特にアジポニトリルを製造する方法に係る。
背景技術
アジポニトリルはナイロン６６形式合成繊維の製造に、
またいくつかの他の有機合成プロセスに広範囲に利用さ
れている。
またいくつかの他の有機合成プロセスに広範囲に利用さ
れている。
アジポニトリルを製造するための最も簡単な公知の方法
はアクリロニトリルのヒドロ二量体化を含んでいる。電
気分解プロセスでは、アジポニトリルは陰極（ｃａｔｈ
ｏ、ｄｅ）で発生され、また酸素が陽極（ａｎｏｄｅ）
、で発生される。経験的に、これは下式％式％： 典型的に陽極反応、すなわち酸素発生は鉛陽極上で行わ
れる。この反応は０．８Ｖ又はそれ以上であり得る高い
過電圧により特徴（１けられている。
はアクリロニトリルのヒドロ二量体化を含んでいる。電
気分解プロセスでは、アジポニトリルは陰極（ｃａｔｈ
ｏ、ｄｅ）で発生され、また酸素が陽極（ａｎｏｄｅ）
、で発生される。経験的に、これは下式％式％： 典型的に陽極反応、すなわち酸素発生は鉛陽極上で行わ
れる。この反応は０．８Ｖ又はそれ以上であり得る高い
過電圧により特徴（１けられている。
加えて、酸素発生のための理論的電圧が１．２３ Ｖで
あり、陽極反応を行わせるのに２■を越える全電圧（Ｅ
）を必要とする。これらの電圧はかなりの電解摺電力消
費（ＩＢ）を生ずる。
あり、陽極反応を行わせるのに２■を越える全電圧（Ｅ
）を必要とする。これらの電圧はかなりの電解摺電力消
費（ＩＢ）を生ずる。
従って、アジポニトリルを発生ずるためアクリロニトリ
ルのエレクトロヒドロニ慣体化を行うプロセスとして、
電解摺電力消費を低減しＩＭるプロセスが絶えず探究さ
れている。
ルのエレクトロヒドロニ慣体化を行うプロセスとして、
電解摺電力消費を低減しＩＭるプロセスが絶えず探究さ
れている。
発明の開示
本発明は、電１すｒ槽のなかでアジポニトリルを発生ず
るためアクリロニトリルのヒドロニ量体化を低エネルギ
ーで行う方法を指向している。電解槽はガス減極された
陽極、陰極、水溶外電ＩＷ質及び還元剤を含んでいる。
るためアクリロニトリルのヒドロニ量体化を低エネルギ
ーで行う方法を指向している。電解槽はガス減極された
陽極、陰極、水溶外電ＩＷ質及び還元剤を含んでいる。
電解質溶液は陰極及びガス減極された陽極と接触する状
態に保たれている。
態に保たれている。
アクリロニトリルの源は陰極と接触する状態に保たれて
おり、還元剤の源は陽極と接触する状態に保たれている
。直流電流が上記システムを通じて流され、陰極でアジ
ポニトリルへのアクリロニトリルのヒドロニ量体化を、
また陽極で還元剤の酸化を生じさせる。このプロセスで
は、電極面積のｌ ｃｍ ’あたり１００ｍＡの電流密
度にて必要とされる陽極電圧が約４００ｍＶよりも低い
。
おり、還元剤の源は陽極と接触する状態に保たれている
。直流電流が上記システムを通じて流され、陰極でアジ
ポニトリルへのアクリロニトリルのヒドロニ量体化を、
また陽極で還元剤の酸化を生じさせる。このプロセスで
は、電極面積のｌ ｃｍ ’あたり１００ｍＡの電流密
度にて必要とされる陽極電圧が約４００ｍＶよりも低い
。
本発明は電気化学工学、特にアジポニトリル製造に有意
義な進歩をもたらす。アジポニトリルへのアクリロニト
リルのヒドロニ量体化のためにガス減極された陽極を利
用する電気化学的プロセスが必要とする陽極電圧が低く
、有意義なエネルギー節減を可能にする。
義な進歩をもたらす。アジポニトリルへのアクリロニト
リルのヒドロニ量体化のためにガス減極された陽極を利
用する電気化学的プロセスが必要とする陽極電圧が低く
、有意義なエネルギー節減を可能にする。
本発明の他の特徴及び利点は以下の説明、特許請求の範
囲及び本発明の実施例を示す図面から明らかになろう。
囲及び本発明の実施例を示す図面から明らかになろう。
発明を実施するための最良の形態
一般にアクリロニトリルのエレクトロヒドロニ量体化シ
ステムと両立可能な導電性電極ザブストレートは陽極、
好ましくは炭素紙、ステンレス鋼又は炭素鋼、又はニッ
ケルザブストレートを製作するのに使用され得る。炭素
紙導電性電極サブストレートが使用されることは特に好
ましい。典型的なサブストレートは約３８１μｍないし
約６３５μｍの厚みである。ザブストレートの多孔性は
約６０％の低い値から約９０％の高い値にわたっており
、好ましくは約８０％であり、約１５〜５０μｍの孔サ
イス寸法を有する。オプションとして、多孔性ザブスト
レートはｌ ｃｍ ２あたり約２ｍｇないし約Ｉ Ｑｍ
ｇのボリテ１〜ラフルオロエチレ７ （ＰＴＦＥ） 又
はフッ化エチレンプロピレンで防水されている。
ステムと両立可能な導電性電極ザブストレートは陽極、
好ましくは炭素紙、ステンレス鋼又は炭素鋼、又はニッ
ケルザブストレートを製作するのに使用され得る。炭素
紙導電性電極サブストレートが使用されることは特に好
ましい。典型的なサブストレートは約３８１μｍないし
約６３５μｍの厚みである。ザブストレートの多孔性は
約６０％の低い値から約９０％の高い値にわたっており
、好ましくは約８０％であり、約１５〜５０μｍの孔サ
イス寸法を有する。オプションとして、多孔性ザブスト
レートはｌ ｃｍ ２あたり約２ｍｇないし約Ｉ Ｑｍ
ｇのボリテ１〜ラフルオロエチレ７ （ＰＴＦＥ） 又
はフッ化エチレンプロピレンで防水されている。
導電性電極ザブストレートは典型的に触媒層と呼ばれる
触媒−結合剤層を支えている。一般にアクリロニトリル
のエレクトロヒドロニ量体化システムと両立可１１シな
任意の触媒−結合剤混合物が使用され得るが、１０６よ
りも大きい分子量を有するフルオロカーボンポリマー及
び貴金属触媒の混合物が好ましい。結合剤がＰＴＦＥで
あり、また触媒が白金であることは特に好ましい。一般
に約３０％ないし約５０％、好ましくは４０％の結合剤
と約４％ないし約８％、好ましくは６％の触媒との混合
物が使用される。典型的に触媒層は約５０．８μｎｌな
いし１２７μｍの厚みであり、また平均あな直径は約１
μｍである。ザブスルレート及び触媒層は通當のガス減
極陽極を形成し、当業者に知られている方法により製作
され１Ｍる。これについては本願の譲受人と同一の譲受
人に譲渡された米国特許第４．１７５，０５５号及び第
４，３１３．９７２号明細書に記載されており、その内
容を参照によりここに組み入れたものとする。要約する
と、サブストレートが製作され、また触媒層がザブスト
レートの上に着装される。
触媒−結合剤層を支えている。一般にアクリロニトリル
のエレクトロヒドロニ量体化システムと両立可１１シな
任意の触媒−結合剤混合物が使用され得るが、１０６よ
りも大きい分子量を有するフルオロカーボンポリマー及
び貴金属触媒の混合物が好ましい。結合剤がＰＴＦＥで
あり、また触媒が白金であることは特に好ましい。一般
に約３０％ないし約５０％、好ましくは４０％の結合剤
と約４％ないし約８％、好ましくは６％の触媒との混合
物が使用される。典型的に触媒層は約５０．８μｎｌな
いし１２７μｍの厚みであり、また平均あな直径は約１
μｍである。ザブスルレート及び触媒層は通當のガス減
極陽極を形成し、当業者に知られている方法により製作
され１Ｍる。これについては本願の譲受人と同一の譲受
人に譲渡された米国特許第４．１７５，０５５号及び第
４，３１３．９７２号明細書に記載されており、その内
容を参照によりここに組み入れたものとする。要約する
と、サブストレートが製作され、また触媒層がザブスト
レートの上に着装される。
炭素紙自体は、例えばナイロン、レーコン、コールター
ル又はオイルクールのような繊維を不活性雰囲気中で約
７０４°Ｃに加熱することにより炭化することによって
製作され得る。炭化された繊維は次いで所望の長さに切
断され、また周知の紙製作プロセスの任意の一つにより
紙に製作され得る。紙は次いでその後の加熱にり黒鉛化
され得る。黒鉛化された紙は次いで、例えば黒鉛化され
た炭素紙を２６％固体を含むＴＦＥ−’３０ （デュ
ポン社）の溶液に浸漬して２〜１０ ｍ ｇ ／ ｃｍ
’ Ｐ ＴＦＥで含浸することにより防水され得る。
ル又はオイルクールのような繊維を不活性雰囲気中で約
７０４°Ｃに加熱することにより炭化することによって
製作され得る。炭化された繊維は次いで所望の長さに切
断され、また周知の紙製作プロセスの任意の一つにより
紙に製作され得る。紙は次いでその後の加熱にり黒鉛化
され得る。黒鉛化された紙は次いで、例えば黒鉛化され
た炭素紙を２６％固体を含むＴＦＥ−’３０ （デュ
ポン社）の溶液に浸漬して２〜１０ ｍ ｇ ／ ｃｍ
’ Ｐ ＴＦＥで含浸することにより防水され得る。
ＴＦＥ−３０は約０．２μｍの寸法のＰＴＦＥ粒子の水
溶性分散剤（界面活性剤を含む）である。含浸された炭
素紙は２５分間にわたり７１＋６°Ｃで乾燥される。乾
燥された炭素紙は次いで界面活性剤のほとんどを浸出さ
せるべくイソプロパツールの浴のなかに置かれる。界面
活性剤は電極製造プロセスの後続過程の間に除去され得
るので、浸出過程はオプショナルである。最後に、ザブ
ストレートは３３８℃に加熱され、また約２０分間にわ
たりその温度に保たれる。炭素紙ザブストレートは本願
の譲受人と同一の譲受人に譲渡された米国特許第３．９
７２，７３５号及び第３，８２９，３２７号明細書にも
記載されている。炭素繊維紙もユニオン・カーバイド・
カンパニー（Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ Ｃｏ、）及
び呉羽化学工業株式会社のような種々の製造業者から購
入し得る。
溶性分散剤（界面活性剤を含む）である。含浸された炭
素紙は２５分間にわたり７１＋６°Ｃで乾燥される。乾
燥された炭素紙は次いで界面活性剤のほとんどを浸出さ
せるべくイソプロパツールの浴のなかに置かれる。界面
活性剤は電極製造プロセスの後続過程の間に除去され得
るので、浸出過程はオプショナルである。最後に、ザブ
ストレートは３３８℃に加熱され、また約２０分間にわ
たりその温度に保たれる。炭素紙ザブストレートは本願
の譲受人と同一の譲受人に譲渡された米国特許第３．９
７２，７３５号及び第３，８２９，３２７号明細書にも
記載されている。炭素繊維紙もユニオン・カーバイド・
カンパニー（Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ Ｃｏ、）及
び呉羽化学工業株式会社のような種々の製造業者から購
入し得る。
上記の触媒層は次いで噴霧、直接濾過及び間接濾過（フ
ィルタートランスファ）のような当業者に知られている
任意の適当な方法により被覆サブストレートに着装され
る。好ましくは、層は米国特許第４，３１３，９７２号
及び第４，１７５，０５５号明細書に開示されている乾
式法により着装される。こうして炭素粉末及び水溶性Ｐ
ＴＦＥ分散剤が、触媒化炭素及びＰＴＦＥＯ共＋！！、
濁液を形成するべくアルコール／水溶液のなかへ混合さ
れる。典型的には、炭素は手触媒化され、炭素が触媒に
対する支えとなるように触媒、好ましくは白金が炭素粒
子の表面上におかれる。触媒化炭素は本願の譲受人と同
一の譲受人に譲渡された米国特許第３．８．５７，７３
７号明細書に記載されている手段を含む通常の手段によ
り製作され得る。この米国特許第３，８５７，７３７号
明細書の内容を参照によりここに組み入れたものとする
。手触媒化炭素の使用は、炭素−疎水性ポリマ一層がサ
ブストレートに着装された後の別の触媒化過程がそれに
より省略されるので、好ましい。上記の懸濁液は加熱又
は凝集剤の追加により凝集させられる。触媒化炭素粒子
とＰＴＦＥ粒子との凝結である。凝集後に過剰液がデカ
ントされ、また凝集物が乾燥され且つ微細粉末に粉末化
される。粉末はザブストレートの上のチャンバのなかに
粒子の雲として分散され、またサブストレーｌ−の下を
真空に引くことによりザブストレートの上へ引かれる。
ィルタートランスファ）のような当業者に知られている
任意の適当な方法により被覆サブストレートに着装され
る。好ましくは、層は米国特許第４，３１３，９７２号
及び第４，１７５，０５５号明細書に開示されている乾
式法により着装される。こうして炭素粉末及び水溶性Ｐ
ＴＦＥ分散剤が、触媒化炭素及びＰＴＦＥＯ共＋！！、
濁液を形成するべくアルコール／水溶液のなかへ混合さ
れる。典型的には、炭素は手触媒化され、炭素が触媒に
対する支えとなるように触媒、好ましくは白金が炭素粒
子の表面上におかれる。触媒化炭素は本願の譲受人と同
一の譲受人に譲渡された米国特許第３．８．５７，７３
７号明細書に記載されている手段を含む通常の手段によ
り製作され得る。この米国特許第３，８５７，７３７号
明細書の内容を参照によりここに組み入れたものとする
。手触媒化炭素の使用は、炭素−疎水性ポリマ一層がサ
ブストレートに着装された後の別の触媒化過程がそれに
より省略されるので、好ましい。上記の懸濁液は加熱又
は凝集剤の追加により凝集させられる。触媒化炭素粒子
とＰＴＦＥ粒子との凝結である。凝集後に過剰液がデカ
ントされ、また凝集物が乾燥され且つ微細粉末に粉末化
される。粉末はザブストレートの上のチャンバのなかに
粒子の雲として分散され、またサブストレーｌ−の下を
真空に引くことによりザブストレートの上へ引かれる。
着装された粉末層は次いで、良好な粒子間接触を保証す
るべく通常の仕方で（例えばローリングにより）稠密化
され、また被覆されたサブストレートが約１５分間にわ
たり３１０°Ｃで焼結される。
るべく通常の仕方で（例えばローリングにより）稠密化
され、また被覆されたサブストレートが約１５分間にわ
たり３１０°Ｃで焼結される。
上記のガス減極された陽極はアジポニトリルへのアクリ
コニ１〜リルのエレクトロヒドロニ量体化のために使用
される通常の陰極と組み合わせて利用される。これらの
陰極は鉛、カドミューム、亜鉛、黒鉛、炭素鋼、チタン
、ニッケル及び銅から製作された電極を含んでいる。電
解質システムは通常のものであり、Ｎ ａ ２ ＨＰ
Ｏ４主体のシステム及び硫酸主体のシステムのような電
解質を含んでいる。陰極室に使用される電解質組成とは
異なる電解質組成を陽極室に使用すること通常のように
行われている。典型的には、腐食防止剤のような添加物
が電解質システムに添加され得る。
コニ１〜リルのエレクトロヒドロニ量体化のために使用
される通常の陰極と組み合わせて利用される。これらの
陰極は鉛、カドミューム、亜鉛、黒鉛、炭素鋼、チタン
、ニッケル及び銅から製作された電極を含んでいる。電
解質システムは通常のものであり、Ｎ ａ ２ ＨＰ
Ｏ４主体のシステム及び硫酸主体のシステムのような電
解質を含んでいる。陰極室に使用される電解質組成とは
異なる電解質組成を陽極室に使用すること通常のように
行われている。典型的には、腐食防止剤のような添加物
が電解質システムに添加され得る。
モンサント・コーポレイション（Ｍｏｎｓａｎｔ Ｃｏ
ｒｐ。
ｒｐ。
ｒａｔｉｏｎ）から入手可ｆｊ＝なアクリロニＩ・リル
を含む任意の市販されている良好な等級のアクリロニト
リルがエレクトロヒドロニ量体化のために適している。
を含む任意の市販されている良好な等級のアクリロニト
リルがエレクトロヒドロニ量体化のために適している。
エレクトロヒドロニ量体化プロセスと両立可能な任意の
酸化可能なガスが還元剤として適している。還元剤は、
定義により、陽極で酸化される物質である。好ましい還
元ガスは水素、メタノール、改質ガス及び石炭ガス化装
置流出ガスを含んでいる。改質ガスは炭化水素及び蒸気
の反応生成物であり、典型的にｃｏ’２、Ｎ２、ＣＯ及
び水蒸気の混合物である。石炭ガス化装置流出ガスは石
炭蒸気及び空気又は酸素の反応生成物であり、典型的に
Ｎ２、ＣＯ及びＮ２の混合物である。
酸化可能なガスが還元剤として適している。還元剤は、
定義により、陽極で酸化される物質である。好ましい還
元ガスは水素、メタノール、改質ガス及び石炭ガス化装
置流出ガスを含んでいる。改質ガスは炭化水素及び蒸気
の反応生成物であり、典型的にｃｏ’２、Ｎ２、ＣＯ及
び水蒸気の混合物である。石炭ガス化装置流出ガスは石
炭蒸気及び空気又は酸素の反応生成物であり、典型的に
Ｎ２、ＣＯ及びＮ２の混合物である。
通常の電解槽及びエレクトロヒドロニ量体化プロセスは
ディー・イー・ダンリイ（Ｄ、ｌＥ、Ｄａｎｌｙ）
ｒ改良されたＥＨＤを介してのアジポニトリル（Ａｄｉ
ｐｏｎｉｔｒｉｌｅ ｖｉａ Ｉｍｐｒｏｖｅｄ ＥＩ
ＩＤ） Ｊ 、炭化水素プロセッシング（Ｈｙｄｒｏｃ
ａｒｂｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）、１９８１年４月
に記載されており、その内容を参照によりここに組み入
れたものとする。このプロセスでは、電気回路を閉じる
ため、電解質／８液が双方の電極と接触する状態に保た
れる！この明細書に開示されるようなこのプロセスの適
応にあたっては、燃料ガスはガスマニホルドと各種への
流路とを通じて通常の燃料電池技術を利用する陽極に供
給され、他方、アクリロニトリルは通常の手段により、
例えばアクリロニトリル、水及び溶１す〒塩を含む流体
蒸気を反応槽の陰極質へ循環さ−Ｕることにより、陰極
に供給される。電気分解生成物が除去されるにつれて燃
料ガス及びアクリロニトリルが連続的にそれぞれの電極
に供給されること（ハツチプロセスと対照的に連続プロ
セスであること）は好ましい。約２０ｍΔ／ ｃｍ ２
ないし約２５０ｍＡ／ｃｍ”’の電流密度の電流が電極
に流される時、電気分解が生起する。陰極でアクリロニ
トリルがアジボニトすルにヒドロニ量体化される。経験
的にこれは ２１１２ＣＣＩＩＣＮ ＋２１１２０＋２
ｅ−−ＮＣ（Ｃ１１２）＋ＣＮ ＋２０１１″ とし
て表される。本発明のガス減極陽極では、還元剤、好ま
しくは水素が酸化される。水素に対してこれば経験的に
Ｉ＋ ２ ＋２０１ド→２＋１２’ｏ ＋ ２ｅ−と
して表される。アジポニトリルの典型的な収率は約６０
％と約９０％との間にわたってい名。
ディー・イー・ダンリイ（Ｄ、ｌＥ、Ｄａｎｌｙ）
ｒ改良されたＥＨＤを介してのアジポニトリル（Ａｄｉ
ｐｏｎｉｔｒｉｌｅ ｖｉａ Ｉｍｐｒｏｖｅｄ ＥＩ
ＩＤ） Ｊ 、炭化水素プロセッシング（Ｈｙｄｒｏｃ
ａｒｂｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）、１９８１年４月
に記載されており、その内容を参照によりここに組み入
れたものとする。このプロセスでは、電気回路を閉じる
ため、電解質／８液が双方の電極と接触する状態に保た
れる！この明細書に開示されるようなこのプロセスの適
応にあたっては、燃料ガスはガスマニホルドと各種への
流路とを通じて通常の燃料電池技術を利用する陽極に供
給され、他方、アクリロニトリルは通常の手段により、
例えばアクリロニトリル、水及び溶１す〒塩を含む流体
蒸気を反応槽の陰極質へ循環さ−Ｕることにより、陰極
に供給される。電気分解生成物が除去されるにつれて燃
料ガス及びアクリロニトリルが連続的にそれぞれの電極
に供給されること（ハツチプロセスと対照的に連続プロ
セスであること）は好ましい。約２０ｍΔ／ ｃｍ ２
ないし約２５０ｍＡ／ｃｍ”’の電流密度の電流が電極
に流される時、電気分解が生起する。陰極でアクリロニ
トリルがアジボニトすルにヒドロニ量体化される。経験
的にこれは ２１１２ＣＣＩＩＣＮ ＋２１１２０＋２
ｅ−−ＮＣ（Ｃ１１２）＋ＣＮ ＋２０１１″ とし
て表される。本発明のガス減極陽極では、還元剤、好ま
しくは水素が酸化される。水素に対してこれば経験的に
Ｉ＋ ２ ＋２０１ド→２＋１２’ｏ ＋ ２ｅ−と
して表される。アジポニトリルの典型的な収率は約６０
％と約９０％との間にわたってい名。
例
０、 ’５ ｍ ｇの白金粒子が５ Ｑ ｒｎ ｇのハ
ルカン（Ｖｕｌｃａｎ）Ｘ Ｃ−７２’（キ中ボット・
コーポレイショシ（Ｃａｂｏｔ’Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏ
’ｎ））カーボンブランク粒子の上に諭かれた。この触
媒化粒子は３３．３ ｒｎｇのテフロン３０粒子と混合
された。この炭素触媒混合物は通常の炭素紙電極構造の
上に着装され、またガス減極陽極を形成するべく約１５
分間にわたり３゛１０℃：？：熱処理された。゛この電
極は１０％のＮ’ａ２１−ＩＰＯ’４．３．８％のＮａ
２Ｂ４０７ ・１０１（２０及び０．４％のエチルジ
ブチル・リン酸アンモニウｆを含む水溶性溶液のなかで
試験された。エレクトロヒドロニ量体化プロセスに使用
される典型的な電解質溶液内のガス減極陽極の試験は、
その陽極は電解槽の残りの部分に無関係であるので、そ
の陽極を利用するエレクトロヒドロニ量体花プロセスの
有効性を示すのに十分である。試験の結果は図面の曲線
２として示されている。
ルカン（Ｖｕｌｃａｎ）Ｘ Ｃ−７２’（キ中ボット・
コーポレイショシ（Ｃａｂｏｔ’Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏ
’ｎ））カーボンブランク粒子の上に諭かれた。この触
媒化粒子は３３．３ ｒｎｇのテフロン３０粒子と混合
された。この炭素触媒混合物は通常の炭素紙電極構造の
上に着装され、またガス減極陽極を形成するべく約１５
分間にわたり３゛１０℃：？：熱処理された。゛この電
極は１０％のＮ’ａ２１−ＩＰＯ’４．３．８％のＮａ
２Ｂ４０７ ・１０１（２０及び０．４％のエチルジ
ブチル・リン酸アンモニウｆを含む水溶性溶液のなかで
試験された。エレクトロヒドロニ量体化プロセスに使用
される典型的な電解質溶液内のガス減極陽極の試験は、
その陽極は電解槽の残りの部分に無関係であるので、そ
の陽極を利用するエレクトロヒドロニ量体花プロセスの
有効性を示すのに十分である。試験の結果は図面の曲線
２として示されている。
図面でＸ軸は電ＩＷ槽の電流密度を表している。
図面には陽極電圧（単位：ｒｎ Ｖ ）が描がれている
。陽極電圧は絶対値ではなく、参照電極（ＨＲＥ）とし
て使用されゼいる同一／８液内の水素電極に対する相刻
値である。ＨＲＥの電圧は零であると仮定されている。
。陽極電圧は絶対値ではなく、参照電極（ＨＲＥ）とし
て使用されゼいる同一／８液内の水素電極に対する相刻
値である。ＨＲＥの電圧は零であると仮定されている。
点で示されている１、 ２３ Ｖは陽極から酸素蕃発止
させるために必要とされるｆ！ｌ！論的電圧である。曲
線１はＮａ ２ ＨＰ ’０４の溶液（アクリロニトリ
ルのエレクトロヒドロニ量体化によりアジポニトリルを
発生さ：Ｉ！る電解槽内に使用される典型的な電解質）
内の炭素鋼電極から酸素を発生させるために必要とされ
る実際の電圧である。酸素ふ生データ点は前記ダンリイ
の論文がらとられた。曲線と１．２３Ｖとの間の差ば、
水溶性電解質の観察された分解電圧が理論的な可逆分解
電圧を超過する差電圧として１義されている過電圧であ
る。曲線１と対照的に、曲線２は類似の電解質溶液内で
水′素消費陽極に対して必要とされる電圧を示している
。例えば、電極領域の１’ＯＯｍＡ’ ／ ｃｍ ’の
電流密度では約４ｏｏｍｖよりも低い電圧要求が存在す
る。ｍ’Ｖは０．００１Ｖとして定義されている。水素
消費陽極に対しては過電圧はＨＲＥ（Ｘ軸）と曲線２と
の間の差である。特定の電流密度に於げる曲線２と曲線
１との比較から明らかなように、水素消費陽極により必
要とされる電圧は低い。もし過電圧を有さない酸素発生
電極が開発されたとしても、水素消費陽極は優位を保つ
であろう。
させるために必要とされるｆ！ｌ！論的電圧である。曲
線１はＮａ ２ ＨＰ ’０４の溶液（アクリロニトリ
ルのエレクトロヒドロニ量体化によりアジポニトリルを
発生さ：Ｉ！る電解槽内に使用される典型的な電解質）
内の炭素鋼電極から酸素を発生させるために必要とされ
る実際の電圧である。酸素ふ生データ点は前記ダンリイ
の論文がらとられた。曲線と１．２３Ｖとの間の差ば、
水溶性電解質の観察された分解電圧が理論的な可逆分解
電圧を超過する差電圧として１義されている過電圧であ
る。曲線１と対照的に、曲線２は類似の電解質溶液内で
水′素消費陽極に対して必要とされる電圧を示している
。例えば、電極領域の１’ＯＯｍＡ’ ／ ｃｍ ’の
電流密度では約４ｏｏｍｖよりも低い電圧要求が存在す
る。ｍ’Ｖは０．００１Ｖとして定義されている。水素
消費陽極に対しては過電圧はＨＲＥ（Ｘ軸）と曲線２と
の間の差である。特定の電流密度に於げる曲線２と曲線
１との比較から明らかなように、水素消費陽極により必
要とされる電圧は低い。もし過電圧を有さない酸素発生
電極が開発されたとしても、水素消費陽極は優位を保つ
であろう。
これらの電解槽ば、エネルギー節減ガス減極陽極の採用
により、電気化学工学、特にアジポニトリル産業に有意
義な寄与をする。アジポニトリルへのアクリロニトリル
のエレクトロヒドロニ１９化のため電力消費は陽極及び
陰極反応のために必要とされる電圧に関係する。ヒドロ
ニ量体化プロセスに使用される典型的な陽極はほぼ２．
４■を必要とする。対照的に、本発明のヒドロニ量体化
プロセスはほぼ０．５ｖの電圧を必要とする陽極を採用
しており、約１．５ Ｖの節減が達成される。
により、電気化学工学、特にアジポニトリル産業に有意
義な寄与をする。アジポニトリルへのアクリロニトリル
のエレクトロヒドロニ１９化のため電力消費は陽極及び
陰極反応のために必要とされる電圧に関係する。ヒドロ
ニ量体化プロセスに使用される典型的な陽極はほぼ２．
４■を必要とする。対照的に、本発明のヒドロニ量体化
プロセスはほぼ０．５ｖの電圧を必要とする陽極を採用
しており、約１．５ Ｖの節減が達成される。
これらの電圧低減の結果としてエレクトロヒドロニ量体
化プロセスの有意義なエネルギー節減が達成される。本
発明の陽極は燃料ガスを必要とするが、それらはアジポ
ニトリル製造プラントで良好に作動する。なぜならば、
純粋な水素がアジポニトリルのその後の処理のために典
型的に得られるからである。こうして本発明によるエネ
ルギー節減電極の採用はアジポニトリル製造に関する電
気化学工学に進歩をもたらす。
化プロセスの有意義なエネルギー節減が達成される。本
発明の陽極は燃料ガスを必要とするが、それらはアジポ
ニトリル製造プラントで良好に作動する。なぜならば、
純粋な水素がアジポニトリルのその後の処理のために典
型的に得られるからである。こうして本発明によるエネ
ルギー節減電極の採用はアジポニトリル製造に関する電
気化学工学に進歩をもたらす。
以上に於ては本発明を特定の好ましい実施例について説
明してきたが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではなく、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能で
あること番Ｊ当業者に止って明らかであろう。
明してきたが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではなく、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能で
あること番Ｊ当業者に止って明らかであろう。
図面は本発明による水素消費電極と公知の典型的な酸素
発生電極との電圧を比較して示すグラフである。 特許出願人 ユナイテソド・チクノロシーズ・コーポ
レイション
発生電極との電圧を比較して示すグラフである。 特許出願人 ユナイテソド・チクノロシーズ・コーポ
レイション
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 少なくとも１つの水溶性電解質、還元剤、陽極及び陰極
を含む電解槽内の電気化学的システムのなかでアジポニ
トリルを発生させるべくアクリロニトリルをヒドロ二量
体化する方法に於て、ａ）陰極及びガス減極された陽極
と接触する状態に水溶性電解質を保つ過程と、 ｂ）陰極にアクリロニトリルの源を保つ過程と、ｃ）陽
極に還元剤の源を保つ過程と、 ｄ）前記システムを通じて直流電流を流し、陰極でアジ
ポニトリルへのアクリロニトリル のヒドロ二量体化を、また陽極で還元剤の 酸化を生じさせる過程とを含んでおり、 電極面積の１ｃｍ＾２あたり１００ｍＡの電流密度にて
必要とされる陽極電圧が約４００ｍＶよりも低いことを
特徴とするアクリロニトリルのヒドロ二量体化の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US680405 | 1976-04-26 | ||
| US06/680,405 US4566957A (en) | 1984-12-10 | 1984-12-10 | Use of gas depolarized anodes for the electrochemical production of adiponitrile |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61139692A true JPS61139692A (ja) | 1986-06-26 |
Family
ID=24730982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60274297A Pending JPS61139692A (ja) | 1984-12-10 | 1985-12-05 | アクリロニトリルのヒドロ二量体化の方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4566957A (ja) |
| JP (1) | JPS61139692A (ja) |
| CA (1) | CA1263626A (ja) |
| GB (1) | GB2168079B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022091361A1 (ja) * | 2020-10-30 | 2022-05-05 | Ｅｎｅｏｓ株式会社 | 有機ハイドライド製造装置およびカソード触媒層の形成方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5232561A (en) * | 1989-12-15 | 1993-08-03 | Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K. | Electrolytic method of preparing compounds with a gas permeable electrode |
| WO2003077341A2 (en) * | 2002-03-04 | 2003-09-18 | New Energy Solutions, Inc. | High performance fuel cells |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5141590A (en) * | 1974-10-04 | 1976-04-07 | Horiba Ltd | Ph sokuteiyofukugodenkyoku |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA813877A (en) * | 1969-05-27 | Petrovich Tomilov Andrei | Method of preparing adiponitrile | |
| NL6914397A (ja) * | 1968-09-28 | 1970-04-01 | ||
| GB1251899A (ja) * | 1969-02-10 | 1971-11-03 | ||
| JPS4941175B1 (ja) * | 1970-04-25 | 1974-11-07 | ||
| DE2733731A1 (de) * | 1976-07-28 | 1978-02-02 | Diamond Shamrock Corp | Verfahren und vorrichtung zur elektrolytischen herstellung von alkalihypochlorit |
| IL50217A (en) * | 1976-08-06 | 1980-01-31 | Israel State | Electrocatalytically acitve spinel type mixed oxides |
| SE415039B (sv) * | 1978-03-02 | 1980-09-01 | Lindstroem Ab Olle | Elektrolysor for elektrolys av saltlosningar |
| EP0004191B1 (en) * | 1978-03-13 | 1982-05-05 | Eltech Systems Corporation | Chloralkali electrolytic cell and method for operating same |
| NO800391L (no) * | 1979-02-23 | 1980-08-25 | Ppg Industries Inc | Kloralkalicelle med fast polymerelektrolytt. |
| US4221644A (en) * | 1979-08-14 | 1980-09-09 | Diamond Shamrock Corporation | Air-depolarized chlor-alkali cell operation methods |
-
1984
- 1984-12-10 US US06/680,405 patent/US4566957A/en not_active Expired - Fee Related
-
1985
- 1985-09-05 CA CA000490069A patent/CA1263626A/en not_active Expired
- 1985-12-03 GB GB08529794A patent/GB2168079B/en not_active Expired
- 1985-12-05 JP JP60274297A patent/JPS61139692A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5141590A (en) * | 1974-10-04 | 1976-04-07 | Horiba Ltd | Ph sokuteiyofukugodenkyoku |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022091361A1 (ja) * | 2020-10-30 | 2022-05-05 | Ｅｎｅｏｓ株式会社 | 有機ハイドライド製造装置およびカソード触媒層の形成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4566957A (en) | 1986-01-28 |
| GB8529794D0 (en) | 1986-01-08 |
| GB2168079A (en) | 1986-06-11 |
| GB2168079B (en) | 1988-08-24 |
| CA1263626A (en) | 1989-12-05 |
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