NO315970B1 - Fremgangsmåte ved fremstilling av en katalysator, og fremgangsmåte ved fremstilling av hydrogenperoksyd i n¶rv¶r av katalysatoren - Google Patents

Fremgangsmåte ved fremstilling av en katalysator, og fremgangsmåte ved fremstilling av hydrogenperoksyd i n¶rv¶r av katalysatoren Download PDF

Info

Publication number
NO315970B1
NO315970B1 NO19982015A NO982015A NO315970B1 NO 315970 B1 NO315970 B1 NO 315970B1 NO 19982015 A NO19982015 A NO 19982015A NO 982015 A NO982015 A NO 982015A NO 315970 B1 NO315970 B1 NO 315970B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
catalyst
active metal
solution
catalytically active
support
Prior art date
Application number
NO19982015A
Other languages
English (en)
Other versions
NO982015D0 (no
NO982015L (no
Inventor
Annicka Sellin
Mats Nystroem
Original Assignee
Akzo Nobel Nv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Akzo Nobel Nv filed Critical Akzo Nobel Nv
Publication of NO982015D0 publication Critical patent/NO982015D0/no
Publication of NO982015L publication Critical patent/NO982015L/no
Publication of NO315970B1 publication Critical patent/NO315970B1/no

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/16Reducing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/44Palladium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/56Platinum group metals
    • B01J23/62Platinum group metals with gallium, indium, thallium, germanium, tin or lead
    • B01J23/622Platinum group metals with gallium, indium, thallium, germanium, tin or lead with germanium, tin or lead
    • B01J23/626Platinum group metals with gallium, indium, thallium, germanium, tin or lead with germanium, tin or lead with tin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0201Impregnation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0201Impregnation
    • B01J37/0207Pretreatment of the support
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/03Precipitation; Co-precipitation
    • B01J37/031Precipitation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B15/00Peroxides; Peroxyhydrates; Peroxyacids or salts thereof; Superoxides; Ozonides
    • C01B15/01Hydrogen peroxide
    • C01B15/022Preparation from organic compounds
    • C01B15/023Preparation from organic compounds by the alkyl-anthraquinone process
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B15/00Peroxides; Peroxyhydrates; Peroxyacids or salts thereof; Superoxides; Ozonides
    • C01B15/01Hydrogen peroxide
    • C01B15/029Preparation from hydrogen and oxygen

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte ved fremstilling av en katalysator omfattende en porøs bærer og et katalytisk aktivt metall avsatt på denne. Oppfinnelsen vedrører også en katalysator erholdt ved fremgangsmåten, samt fremgangsmåter ved fremstilling av hydrogenperoksyd.
Katalysatorer fremstilt på en porøs bærer og et katalytisk aktivt metall avsatt på denne anvendes i mange kjemiske prosesser. En porøs bærer innbefatter fordelen ved å oppnå et høyt spesifikt overflateareal og en effektiv utnyttelse av det aktive metall. En slik katalysator kan f.eks. anvendes for hydrogenering av alkylerte antrakinoner i antrakinonprosessen for fremstilling av hydrogenperoksyd eller for fremstilling av hydrogenperoksyd direkte ved omsetning mellom hydrogen og oksygen.
Ved antrakinonprosessen for fremstilling av hydrogenperoksyd ble alkylerte antrakinoner oppløst i egnede organiske oppløsningsmidler, såkalt arbeidsoppløsning, behandlet med hydrogen i nærvær av en katalysator til å danne de tilsvarende hydrokinoner. Hydrokinonene ble deretter oksydert til kinoner med oksygen (vanligvis luft) med simultan dannelse av hydrogenperoksyd som ekstraheres med vann, mens kinonene returneres med arbeidsoppløsning til hydro-generingstrinnet.
Hydrogeneringen er det viktige trinn ved moderne hydrogenperoksydproduksjon og forskjellige fremgangsmåter for å utføre dette trinn effektivt er beskrevet i litteraturen. Eksempelvis viser US patent nr. 3.009.782 anvendelse av et fast sjikt av katalysatorpartikler, US patentene 4,552 748 og 5 063 043 viser anvendelse av en monolitisk, fast sjiktkatalysator, og US patent nr. 5.071.634 viser anvendelse av en katalytisk belagt statisk blander.
I de fleste tilfeller er de katalytisk aktive metaller edle metaller slik som platina eller palladium. Katalysatoren blir normalt fremstilt ved impregnering av en porøs bærer med en oppløsning av et salt av metallet og deretter behandles den impregnerte bærer med et reduksjonsmiddel såsom hydrogengass. Slike prosesser er beskrevet eksempelvis i US 4.521.531, US 4.240.933 og GB 933.979. Skjønt effektiviteten av de kjente katalysatorer normalt er akseptable, så er det alltid et behov for katalysatorer med forbedret aktivitet. Da kjemiske prosesser slik som hydrogenperoksydproduksjon utføres i stor skala, vil selv en liten forbedring av katalysatoraktivitet være avgjørende for prosessens økonomi.
Mange metaller kan avsettes på forskjellige overflater på elektrofri eller autokatalytisk avsetning, hvilket eksempelvis er beskrevet i W. Goldie, "Metallic Coating of Plastic, Electrochemical Publications Ltd. 1969, s. 39-52, 55-58, 99-110; F.A. Lowenheim, "Modem Electroplating, John Wiliey & Sons, inc, 1974, s. 710-711, 738-745; og J.L. Vossen, W. Kem, "Thin Film Processes", Academic Press 1978, s. 212-221.
J.R. Kosak (DuPont), "A novel Fixed Bed Catalyst for the Direct Combination of H2 og 02 to H202", Chem. Ind.
(Dekker), 1995, Vol., s. 115-125, 62, Catalysis of Organic Reactions, beskriver fremstilling av en katalysator ved elektrofri avsetning av palladium på en basemetallbærer.
Foreliggende oppfinnelse har til hensikt å løse problemet ved å tilveiebringe en forbedret katalysator omfattende en porøs bærer og et katalytisk aktivt metall avsatt derpå. Det er også en hensikt med foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte ved fremstilling av hydrogenperoksyd. I henhold til oppfinnelsen er det overraskende funnet at aktiviteten av en metallkatalysator på en porøs bærer forbedres signifikant hvis katalytisk aktivt metall avsettes derpå ved elektrofri avsetning.
Elektrofri avsetning henviser til fremgangsmåter for avsetning av metaller på katalytiske overflater ved virkningen av et kjemisk reduserende middel i oppløsning, for å redusere metallioner til metall, dvs. autokatalytisk avsetning.
Således vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte ved fremstilling av en katalysator omfattende en porøs bærer og et katalytisk aktivt metall avsatt derpå, særpreget ved trinnene å aktivere den porøse bærer for å absorbere en katalysator for elektrofri avsetning, hvor aktiveringen omfatter trinnene først å behandle den porøse bærer med en oppløsning av en sensibilisator, og deretter med en opp-løsning av et salt av katalysatoren for elektrofri avsetning, og deretter å behandle den aktiverte bærer med en oppløsning av et salt av det katalytisk aktive metall og et reduserende middel for å oppnå elektrofri avsetning av det katalytisk aktive metallet på bæreren.
Katalytisk aktivt metall kan f.eks. være hvilke som helst av nikkel, palladium, platina, rhodium, ruthen, gull, sølv eller blandinger derav. Foretrukne metaller er nikkel, palladium, platina og gull, av hvilke palladium eller blandinger omfattende minst 50 vekt% palladium er spesielt foretrukne. Ethvert vannoppløselig salt av det katalytisk aktive metall kan anvendes. Eksempler på nyttige salter er klorider og nitrater, slik som PdCl2 (NH3)4PdCl2, H2PtCl6 og Pd(N03)2.
Den porøse bærer kan foreligge i form av enkeltpartikler eller fiberduk, eller, som spesielt foretrukket, være anordnet i form av en monolitisk struktur, eksempelvis i form av i den vesentlige parallelle kanal belagt med bæreren eller en statisk blanding. En monolitisk struktur kan fremstilles av den porøse bærer som sådan, eller av et annet materiale så som keramikk, metall eller polymere materialer eller glass som er belagt med en porøs bærer. Egnede materialer for en porøs bærer kan eksempelvis være silika, silikat, aluminiumoksyd, karbon, aluminiumsilikat, så som zeolitt, karbonater av jordalkalimetaller slik som magnesium, kalsium, barium eller strontium, oksyder av magnesium, aluminium, titan eller zirkonium, eller karbider av magnesium, silicium, aluminium, titan eller zirkon. Silika og aluminiumoksyd er foretrukket. Fortrinnsvis har bæreren et spesifikt overflateareal i området 0,3 - 500 m<2>/g, mer foretrukket fra 1 til 200 m<2>/g, og spesielt i området 10 - 100 m<2>/g.
Reduksjonsmidlet kan eksempelvis foreligge i form av maur-syre, formaldehyd, hydrazin, salter av hypofosfitt eller borhydrid, eller derivater derav, eller en reduserende gass slik som hydrogen. Foretrukne reduksjonsmidler er salter av hypofosfitt, spesielt alkalimetallsalter, slik som natriumhypofosfitt.
Oppløsningen av saltet av det katalytisk aktive metall inneholder også fortrinnsvis ytterligere bestanddeler, slik som stabilisatorer, spesielt kompleksdannende midler slik som ammoniakk eller derivater derav, så som ammoniumklorid, EDTA; DTPA, eller blandinger derav, av hvilke ammoniakk og ammoniumklorid er spesielt foretrukne. Det er fordelaktig hvis oppløsningene inneholder en tilstrekkelig mengde av stabilisatorer for å unngå spontan utfelling av det katalytisk aktive metall.
Behandlingen kan utføres ved å kontakte den porøse bærer med en oppløsning inneholdende saltet av det katalytisk aktive metall, reduksjonsmidlet og eventuelt andre bestanddeler slik som stabilisatorer, eksempelvis ved å neddykke bæreren i oppløsningen eller pumpe oppløsningen gjennom et legeme av bæreren i et tidsrom tilstrekkelig til å oppnå elektrofri avsetning av en ønsket mengde av det aktive metall derpå, hvilket normalt er 0,1 - 10 g katalytisk aktivt metall pr. 100 g bærer. Normalt vil en egnet kontakttid ligge i området 30 s til 2 timer, fortrinnsvis 1-60 min. En lengre kontakttid er ikke ugunstig, men vil ikke by på noen signifikante fordeler. Temperaturen er ikke kritisk og kan eksempelvis være fra frysepunktet til kokepunktet for oppløsningen, fortrinnsvis SO - 70°C.
Konsentrasjonen av oppløsningen er ikke kritisk og kan eksempelvis være fra 0,0001 g katalytisk aktivt metall/l oppløsning eller opp til metning, eksempelvis opp til 50 g metall/l eller mer. Mengden av reduksjonsmiddel er passende tilstrekkelig for å utfelle i det vesentlige alt av det katalytiske metall på bæreren. Fortrinnsvis blir reduksjonsmidlet tilsatt i et støkiometrisk overskudd og oppløsningen i kontakt med bæreren kan eksempelvis inneholde opp til 100 g/l eller mer av reduksjonsmidlet, selv om det er foretrukket å holde konsentrasjonen under ca. 50 g/l for å unngå spontan utfelling av det katalytisk aktive metall i oppløsningen. Det kan være passende å legge til rette for en god omrøring, eksempelvis med en mekanisk omrører, ved å tilveiebringe tvungen sirkulasjon av oppløsningen, eller blåse en gass, slik som nitrogen eller en annen inert gass, gjennom oppløsningen, hvilket også innebærer fordelen av å fjerne oksygen fra oppløsningen. Det er mulig å bruke oppløsningen på nytt og kun tilsette oppfriskningsmengder av reduksjonsmidlet og saltet av det katalytisk aktive metall.
En foretrukket fremgangsmåte omfatter trinnene å først kontakte den porøse bærer med en oppløsning som inneholder saltet av det katalytisk aktive metall, deretter tilsette reduksjonsmidlet til oppløsningen og til slutt opprettholde bæreren i kontakt med nevnte oppløsning i et tidsrom tilstrekkelig til å oppnå elektrofri avsetning av en ønsket mengde av metallet. En annen foretrukket fremgangsmåte omfatter trinnene først å kontakte den porøse bærer med reduksjonsmidlet, fortrinnvis i en vandig oppløsning som eventuelt inneholder én eller flere av de ovenfor nevnte tilleggsbestanddeler, slik som stabilisatorer, og deretter tilsette en oppløsning som inneholder saltet av det katalytisk aktive metall, og til slutt opprettholde bæreren i kontakt med nevnte oppløsning i et tidsrom tilstrekkelig til å oppnå elektrofri avsetning av en ønsket mengde av metallet. Ytterligere en annen foretrukket fremgangsmåte innbefatter trinnene å bringe den porøse bæreren i kontakt med en oppløsning som allerede inneholder både saltet av det katalytisk aktive metall og reduksjonsmidlet, og til slutt opprettholde bæreren i kontakt med nevnte oppløsning i et tidsrom tilstrekkelig til å oppnå elektrofri avsetning av en ønsket mengde av metallet.
Fortrinnsvis omfatter fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen å aktivere den porøse bærer for å absorbere en katalysator for elektrofri avsetning, og deretter å behandle den aktiverte bærer med en fortrinnsvis vandig oppløsning av et salt av det katalytisk aktive metall og et reduksjonsmiddel for å oppnå elektrofri avsetning av det katalytisk aktive metall derpå. Aktiveringen er normal å anbefale hvis bæreren ikke har noen katalytiske egenskaper, hvilket er tilfellet for de fleste ikke-metaller.
Katalysatoren for elektrofri avsetning er normalt et metall og kan eksempelvis være hvilke som helst av aluminium, krom, kobolt, gull, jern, molybden, nikkel, palladium, platina, rhodium, ruthenium, sølv, stål, tinn eller wolfram eller blandinger derav. Foretrukne katalysatorer for elektrofri avsetning er palladium, platina, gull eller blandinger derav, hvorav palladium er spesielt foretrukket. Det er også foretrukket å anvende det samme metall elle blanding av metaller som det katalytisk aktive metall som skal avsettes.
Fortrinnsvis omfatter aktiveringen trinnene først å behandle den porøse bærer med en fortrinnsvis vandig oppløsning av en sensibilisator som er i stand til å virke som et reduksjonsmiddel og deretter med en fortrinnsvis vandig oppløsning av et salt av katalysatoren for elektrofri avsetning for å oppnå dannelse av et tynt lag av katalysatoren på bæreren. Passende utføres disse trinn separat, og behandlingen med sensibilisatoren blir fortrinnsvis etterfulgt av en vasking eller et rensetrinn, eksempelvis med vann før den sensiterte bærer bringes i kontakt med oppløsningen av saltet av katalsyatoren. Behandlingen kan utføres ved konvensjonelle metoder, slik som neddykking (fortrinnsvis under omrøring), pumping av oppløsningen gjennom et legeme av en porøs bærer, på-sprøyt ing, etc. Konsentrasjonen av oppløsningene er ikke kritisk. Oppløsningen av sensibilisatoren kan eksempelvis inneholde ca. 0,01 g/l opp til metning, eksempelvis 100 g/l eller mer, mens oppløsningen av saltet av katalysatoren for elektrofri avsetning kan inneholde fra ca. 0,0001 g metall/l opp til metning, eksempelvis opp til 50 g/l eller mer. Passende behandlingstid for hvert trinn er fortrinnsvis fra 5 s til 60 min, mer foretrukket 1-10 min. En lengre behandlingstid er ikke ødeleggende, men gir ingen signifikante fordeler. Temperaturen kan eksempelvis være fra frysepunktet til kokepunktet for den respektive oppløsning, fortrinnvis fra 5 - 70°C. Den samme oppløsning kan anvendes flere ganger etter tilsetninger for å kompen-sere for kjemikalietap.
Selv om det er mulig å oppnå aktivering uten behandling med sensibilisatoren, er det normalt nødvendig å utføre den elektrofrie avsetning ved en høyere temperatur, og det er også funnet at den ferdige katalysator erholdt har en lavere aktivitet enn de katalysatorer som erholdes ved fremgangsmåter som innbefatter behandling med en sensibilisator.
Hvis katalysatoren for elektrofri avsetning er det samme metall eller blanding av metaller som det katalytisk aktive metall som til slutt avsettes, er det mulig å anvende den samme oppløsning ved aktiveringen som ved den elektrofrie avsetningen. F.eks. er det mulig å tilsette reduksjonsmidlet til aktiveringsoppløsningen, mens denne fremdeles er i kontakt med bæreren.
Sensibilisatoren kan eksempelvis være tinn (II)-forbin-delser, sølvnitrat, titansalter, hypofosfattsalter eller formaldelyd. Foretrukne sensibilsatorer er tinn(II)-forbindelser, slik som klorid, fluorborat, sulfat eller stannitt, hvorav tinn(II)klorid er spesielt foretrukket. Oppløsningen av sensibilisatoren inneholder fortrinnsvis også en syre, mest foretrukket saltsyre.
Følgelig omfatter en spesielt foretrukken fremgangsmåte ved fremstilling av en katalysator de følgende trin: a) behandle en porøs bærer med en fortrinnsvis vandig oppløsning av en sensibilisator med evne til å virke som et
reduksj onsmiddel,
b) vaske bæreren fra trinn (a), fortrinnsvis med vann.
c) behandle bæreren fra trinn (b) med en fortrinnsvis vandig oppløsning av et salt av en katalysator for elektrofri avsetning for å oppnå dannelse av et tynt lag av katalysatoren; d) kontakte bæreren fra trinn (c) med en oppløsning av et salt av et katalytisk aktivt metall som fortrinnsvis også inneholder én eller flere stabilisatorer, slik som ammoniakk og/eller ammoniumklorid; og e) tilsette et reduksjonsmiddel til oppløsningen i trinn d) for å oppnå elektrofri avsetning av det katalytisk
aktive metall på den porøse bærer, idet reduksjonsmidlet
fortrinnsvis tilsettes i overskudd for å utfelle i det vesentlige alt av det katalytisk aktive metall på bæreren.
Alternativt kan trinnene d) og e) utføres i motsatt rekke-følge eller samtidig ved å bringe bæreren i kontant med en oppløsning som inneholder både et katalytisk aktivt metall og et reduksjonsmiddel.
Oppfinnelsen vedrører også en katalysator omfattende en porøs bærer og et katalytisk aktivt metall avsatt derpå, erholdt ved elektrofri avsetning av det aktive metall på bæreren i henhold til den ovenfor beskrevne fremgangsmåte.
Sammenlignet med katalysatorer fremstilt ved konvensjonelle impregneringsmetoder så utviser katalysatoren i henhold til oppfinnelsen høyere aktivitet, spesielt for hydrogenering og spesielt for hydrogenering av antrakinoner og derivater derav, men også for produksjon av hydrogenperoksyd ved direkte reaksjon mellom hydrogen og oksygen. Det er også funnet at det katalytisk aktive metall i katalysatorene ifølge oppfinnelsen ikke er jevnt fordelt gjennom den porøse bærer, men er hovedsakelig lokalisert på den ytre overflate derav, hvilket kan være én forklaring på den uventede høye aktivitet. Med hensyn til ytterligere trekk for katalysatoren så henvises det til den ovenfor beskrevne fremgangsmåte ved dens fremstilling.
Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte ved fremstilling av hydrogenperoksyd i henhold til antrakinonprosessen som innbefatter vekselvis oksydasjon og hydrogenering av antrakinoner eller derivater derav i en arbeidsoppløsning av organiske oppløsningsmidler i nærvær av en katalysator særpreget ved at hydrogeneringen finner sted i nærvær av en katalysator omfattende en porøs bærer og et katalytisk aktivt metall avsatt på bæreren i henhold til foreliggende beskrivelse.
Hydrogeneringen blir vanligvis utført ved en temperatur på i området 0 - 100°C, fortrinnsvis 40 - 70°C, og ved et trykk i området 10 - 1500 kPa, fortrinnsvis 200 - 600 kPa. Fortrinnsvis anvendes alkylerte antrakinoner, slik som 2-alkyl-9,10-antrakinoner. Eksempler på anvendelige alkylantrakinoner er 2-etylantrakinon, 2-tert-butyl-an-trakinon, 2-heksenylantrakinon, eutektiske blandinger av alkylantrakinoner, blandinger av 2-amylantrakinoner og deres tetrahydroderivater. Arbeidsoppløsningen kan passende omfatte ett eller flere hydrokinonoppløsningsmidler. Egnede kinonoppløsningsmidler innbefatter aromatiske, alifatiske eller naftenhydrokarboner, eksempelvis benzen, alkylerte eller polyalkylerte benzener så som tert-butylbenzen eller trimetylbenzen, alkylert toluen eller naftalen, slik som tert-butyltoluen eller metylnaftalen. Egnede hydrokinonoppløsningsmidler kan innbefatte alkylfosfater, alkylfosfonater, nonylalkoholer, alkylcykloheksanolestere, N,N-dialkylkarbonamider, tetraalkylureaer, N-alkyl-2-pyrrolidoner. Spesielt foretrukne hydrokinonoppløsningsmidler er beskrevet i US patentene nr. 4 800 073 og 4 800 074 og innbefatter alkylsubstituerte kaprolaktamer og cykliske ureaderivater slik som N,N' - dialkylsubstituert alkylenurea.
Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte for fremstilling av hydrogenperoksyd ved direkte reaksjon mellom hydrogen og oksygen særpreget ved at reaksjonen finner sted i nærvær av en katalysator omfattende en porøs bærer og et katalytisk aktivt metall avsatt derpå, erholdt ved elektrofri avsetning av det aktive metall på bæreren i henhold til foreliggende beskrivelse.
Fremgangsmåten blir passende utført ved kontinuerlig å innmate hydrogen og oksygen i gassform til et trykksatt reaksjonskammer inneholdende en oppslemning av katalysatorpartikler, fortrinnsvis i et vandig reaksjonsmedium. Oksygenet kan tilføres som i den vesentlige rene gass eller i form av en oksygeninneholdende gass, så som luft. Gassfasen i reaktoren inneholder passende et overskudd av oksygen, eksempelvis fra 0 til nesten 25 mol%. Reaksjonen fremmes ved et høyt innhold av hydrogen, passende 0,1 mol%, fortrinnsvis ca. 1 mol%, men av sikkerhetshensyn er det foretrukket at den ikke overskrider detonasjonsgrensen på ca. 19 mol%, og mest foretrukket overskrider den ikke eksplosjonsgrensen på ca. 5 mol%. Reaksjonsmediet er passende surt og inneholder fortrinnsvis 0,01 - 1 mol/l frie hydrogenioner, mest foretrukket 0,02 - 0,2 mol/l frie hydrogenioner. Syren kan eksempelvis tilføres i form av svovelsyre, fosforsyre eller perklorsyre, som fortrinnsvis er tilstede i en mengde på 0,01 - 1 mol/l, mest foretrukket 0,02 - 0,2 mol/l. Ytterligere inneholder reaksjonsmidlet passende én eller flere halogenidioner slik som bromid, klorid eller jodid, hvorav bromid er spesielt foretrukket. Halogenidet er til stede fortrinnsvis i en mengde på 1 - 1000 vekt ppm, mest foretrukket 2 - 100 vekt ppm, og kan tilføres i form av alkalimetallsalter, slik som natrium, kalium eller blandinger derav eller som de tilsvarende syrer. Trykket blir passende holdt ved 10 - 200 bar, fortrinnvis 30 - 100 bar, mens temperaturen passende holdes ved 0 -100°C, fortrinnsvis 20 - 70°C. I den hensikt å oppnå tilstrekkelig massetransport er det foretrukket at reaksjonsmediet omrøres eller pumpes rundt, eller at gassen injiseres i bunnen av reaksjonskammeret. Hydrogenperoksydet dannet oppløses i reaksjonsmediet og avtrekkes kontinuerlig fra reaksjonskammeret gjennom et filter som holder katalysatoren tilbake. Hydrogenperoksydet kan separeres fra reaksj+3onsmediet med konvensjonelle enhetsoperasjoner, slik som fordampning, destillasjon eller kombinasjoner derav. Reaksjonsmediet kan deretter resirkuleres til reaksjonskammeret, eventuelt etter tilsetning av oppfriskningskjemikalier, slik som svovelsyre, alkalimetallbromid, etc..
Med hensyn til de egnede og foretrukne katalysatorer så henvises det til den ovenfor gitte beskrivelse av katalysatoren og dens fremstilling.
Ytterligere detaljer vedrørende hydrogenperoksydproduksjon som sådan fremgår av de heri nevnte patenter, spesielt US 4 552 748 og US 4 800 074.
Oppfinnelsen skal ytterligere beskrives ved det følgende eksempel. Hvis intet annet er angitt, så er alle innhold og prosentandeler basert på vekt.
EKSEMPEL
En katalysator i henhold til oppfinnelsen ble fremstilt ved avsetning av palladium på en monolittisk, porøs silikabærer omfattende kanaler med et totalt volum på 0,1 1 som beskrevet i det etterfølgende.
De følgende vandige oppløsninger ble fremstilt:
(a) 4,67 g HC1, 95,43 g vann og 1,192 g SnCl2* 2H20(s) ble blandet. (b) 3,75 ml sur vandig PdCl2 oppløsning (7 g Pd/l), 0,4 g HC1 og vann til et volum på 100 ml ble blandet. (c) 18,85 g NH3 og 6,76 g NH4Cl(s) ble oppløst i 121,26 g vann. Oppløsningen ble blandet med en sur vandig oppløsning av PdCl2 (7 g Pd/l) og den resulterende oppløsning fikk henstå over natten. (d) 3,08 g NaH2P02<*> 2H20 og 44,7 g vann ble blandet.
Deretter ble de følgende trinn utført:
( 1) Sensibilisering:
Den monolittiske bærer ble neddykket i oppløsning (a) i 2 min. og ble deretter vasket med 4 x 250 ml vann.
( 2) Akt ivering:
Den sensibiliserte bærer ble neddykket i oppløsning (b) i 2 min.
( 3) Elektrofri avsetning:
Den aktiverte bærer ble neddykket i oppløsning (c), hvoretter oppløsning (d) ble langsomt tilsatt. Etter 45 minutter ble bæreren, som nå var blitt sort, tatt ut og vasket med en sur vandig oppløsning i 10 min. Deretter fikk den tørke ved 50°C over natten.
Den fremstilte katalysator ble anvendt for hydrogenering av alkylantrakinon og aktiviteten ble bestemt og sammenlignet med en referansekatalysator, fremstilt ved impregnering av bæreren med et palladiumsalt etterfulgt av reduksjon i en hydrogenatmosfære. Resultatene er vist i den etterfølgende tabell.
Det fremgår at katalysatoren ifølge oppfinnelsen har signifikant høyere aktivitet enn referansekatalysatoren, både som ny og etter 16 døgns drift.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av en katalysator omfattende en porøs bærer og et katalytisk aktivt metall avsatt derpå, karakterisert ved trinnene å aktivere den porøse bærer for å absorbere en katalysator for elektrofri avsetning, hvor aktiveringen omfatter trinnene først å behandle den porøse bærer med en oppløsning av en sensibilisator, og deretter med en oppløsning av et salt av katalysatoren for elektrofri avsetning, og deretter å behandle den aktiverte bærer med en oppløsning av et salt av det katalytisk aktive metall og et reduserende middel for å oppnå elektrofri avsetning av det katalytisk aktive metallet på bæreren.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det katalytisk aktive metall er palladium eller en blanding omfattende minst 50 vektprosent palladium.
3. Fremgangsmåte ifølge hvilke som helst av kravene 1-2, karakterisert ved at oppløsningen av saltet av det katalytisk aktive metall ytterligere inneholder ammoniumklorid eller ammoniakk eller en blanding derav.
4. Fremgangsmåte ifølge hvilke som helst av kravene 1-3, karakterisert ved at reduks j onsmidlet er et alkalimetallhypofosfitt.
5. Fremgangsmåte i følge hvilket som helst av kravene 1-4, karakterisert ved at sensibilisatoren er i stand til å virke som en reduktant.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 1-5, karakterisert ved at aktiveringen omfatter trinnene først å behandle den porøse bærer med en oppløsning av sensibilisator som er i stand til å virke som et reduserende middel og deretter med en oppløsning av et salt av katalysatoren for elektrofri avsetning for å oppnå dannelse av et tynt lag av katalysatoren på bæreren.
7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at sensibilisatoren er en tinn(II)forbindelse.
8. Fremgangsmåte ifølge hvilke som helst av kravene 1 - 7, karakterisert ved at den porøse bærer er fremstilt av silika, silikat, aluminiumoksyd, karbon, karbonater av jordalkalimetaller, slik som magnesium, kalsium, barium eller strontium, oksyder av magnesium, aluminium, titan eller zirkonium, eller karbider av magnesium, silicium, aluminium, titan eller zirkonium.
9. Katalysator omfattende en porøs bærer og et katalytisk aktivt metall avsatt derpå er holdt ved elektrofri avsetning av det aktive metall på en bærer i følge hvilket som helst av kravene 1-8.
10. Fremgangsmåte ved fremstilling av hydrogenperoksyd i henhold til antrakinonprosessen, innbefattende vekselvis oksydasjon og hydrogenering av antrakinoner eller derivater derav i en arbeidsoppløsning av organiske oppløsningsmidler i nærvær av en katalysator, karakterisert ved at hydrogeneringen finner sted i nærvær av en katalysator omfattende en porøs bærer og et katalytisk aktivt metall avsatt derpå oppnådd ved elektrofri avsetning av det aktive metall på bæreren, i henhold til hvilke som helst av kravene 1 - 7.
11. Fremgangsmåte ved fremstilling av hydrogenperoksyd ved direkte reaksjon av hydrogen og oksygen, karakterisert ved at reaksjonen finner sted i nærvær av en katalysator omfattende en porøs bærer og et katalytisk aktivt metall avsatt derpå, erholdt ved elektrofri avsetning av det aktive metall på bæreren i henhold til hvilke som helst av kravene 1-7.
NO19982015A 1997-05-05 1998-05-04 Fremgangsmåte ved fremstilling av en katalysator, og fremgangsmåte ved fremstilling av hydrogenperoksyd i n¶rv¶r av katalysatoren NO315970B1 (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP97850074 1997-05-05

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO982015D0 NO982015D0 (no) 1998-05-04
NO982015L NO982015L (no) 1998-11-06
NO315970B1 true NO315970B1 (no) 2003-11-24

Family

ID=8230958

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO19982015A NO315970B1 (no) 1997-05-05 1998-05-04 Fremgangsmåte ved fremstilling av en katalysator, og fremgangsmåte ved fremstilling av hydrogenperoksyd i n¶rv¶r av katalysatoren

Country Status (14)

Country Link
EP (1) EP0878235B1 (no)
JP (1) JP3821338B2 (no)
KR (1) KR100269538B1 (no)
CN (1) CN1082391C (no)
AT (1) ATE344101T1 (no)
BR (1) BR9801535A (no)
CA (1) CA2235981C (no)
DE (1) DE69836295T2 (no)
ES (1) ES2273394T3 (no)
ID (1) ID20312A (no)
NO (1) NO315970B1 (no)
PL (1) PL196181B1 (no)
PT (1) PT878235E (no)
RU (1) RU2150322C1 (no)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU1994499A (en) 1997-12-22 1999-07-12 Akzo Nobel N.V. Process for production of hydrogen peroxide
DE19915681A1 (de) * 1999-04-07 2000-10-12 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Platinmetall-Katalysatoren
CN1092137C (zh) * 1999-12-24 2002-10-09 中国科学院兰州化学物理研究所 蒽醌法生产过氧化氢用高效负载型双金属催化剂
IT1318550B1 (it) * 2000-06-01 2003-08-27 Eni Spa Catalizzatore e processo per la sintesi diretta di acqua ossigenata.
DE10048844A1 (de) * 2000-10-02 2002-04-11 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Platinmetall-Katalysatoren
US6787497B2 (en) 2000-10-06 2004-09-07 Akzo Nobel N.V. Chemical product and process
KR100383218B1 (ko) * 2000-10-26 2003-05-12 한국화학연구원 과산화수소의 직접적 제조방법
KR100665235B1 (ko) * 2003-10-18 2007-01-16 한국과학기술연구원 기상 화합물을 흡착 분해하는 세라믹 촉매 및 이의 제조방법
JP2007519213A (ja) * 2004-01-20 2007-07-12 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 安定なプロトン交換膜およびその中に使用するための触媒を調製する方法
AU2011343489A1 (en) * 2010-12-16 2013-08-01 Energia Technologies, Inc. Catalysts, methods of preparation of catalyst, methods of deoxygenation, and systems for fuel production
CN104039442B (zh) * 2011-11-07 2017-02-22 索尔维公司 用于直接合成过氧化氢的包括氧化锆的催化剂
CN103785406A (zh) * 2012-10-26 2014-05-14 山东科技大学 一种过渡金属复合氧化物整体式加氢脱氧催化剂及其制法
WO2015010198A1 (en) 2013-07-24 2015-01-29 National Research Council Of Canada Process for depositing metal on a substrate
CN106232230B (zh) * 2014-02-26 2020-09-18 不列颠哥伦比亚大学 由纳米结构化基体制备金属/金属氧化物材料的方法及其应用
CN108067274A (zh) * 2016-11-10 2018-05-25 中国科学院大连化学物理研究所 一种制备双氧水用贵金属改性碳化物催化剂及其制备和应用

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE519537A (no) * 1952-04-28 1900-01-01
US4061598A (en) * 1976-06-25 1977-12-06 E. I. Du Pont De Nemours And Company Catalyst for hydrogenating anthraquinones
JPS54122691A (en) * 1978-03-16 1979-09-22 Agency Of Ind Science & Technol Production of palladium and platinum catalyst
DE2962577D1 (en) * 1978-10-02 1982-06-03 Du Pont Pd/sio2 hydrogenation catalyst, the process of preparing the catalyst and its use for producing hydrogen peroxide
JPS5549145A (en) * 1978-10-02 1980-04-09 Du Pont Pd*sio2 hydrogenated catalyst suitable for h2o2 manufacture
DE3006398A1 (de) * 1980-02-21 1981-09-03 Degussa Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zum aufbringen eines katalytisch aktiven, insbesondere platin und/oder palladium enthaltenden ueberzugs auf katalysatortraeger
JPS59102444A (ja) * 1982-11-30 1984-06-13 Rin Kagaku Kogyo Kk 触媒の製造法
JPH0613753B2 (ja) * 1988-09-29 1994-02-23 三晃特殊金属工業株式会社 無電解メッキに使用する微細な金属体を含む溶液の製造方法
JPH02169029A (ja) * 1988-12-20 1990-06-29 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk 燃焼用触媒の製造方法
JPH02303541A (ja) * 1989-05-17 1990-12-17 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk 高表面積金属担持触媒の製造方法
DE4127918A1 (de) * 1991-03-05 1992-09-10 Interox Int Sa Verfahren zur herstellung von wasserstoffperoxid
JP3101061B2 (ja) * 1992-02-14 2000-10-23 日本エレクトロプレイテイング・エンジニヤース株式会社 白金無電解めっき浴及びそれを用いた白金めっき品の製造方法
FI93316C (fi) * 1993-02-10 1995-03-27 Kemira Oy Vetyperoksidiprosessissa käytettävä hydrauskatalyytti ja menetelmä sen valmistamiseksi
JPH06305715A (ja) * 1993-04-19 1994-11-01 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 過酸化水素の製造方法
JPH0768173A (ja) * 1993-06-28 1995-03-14 Toshiba Corp 燃焼用触媒およびその製造方法
JPH0724328A (ja) * 1993-07-07 1995-01-27 Soken Kagaku Kk 触媒粒子およびその使用方法
JP3255764B2 (ja) * 1993-07-07 2002-02-12 綜研化学株式会社 金属被覆粒子およびその製造方法
JPH082904A (ja) * 1994-06-20 1996-01-09 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 過酸化水素の製造法
JPH10355A (ja) * 1996-06-14 1998-01-06 Hitachi Ltd 水素添加用パラジウム/炭素触媒及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
NO982015D0 (no) 1998-05-04
PT878235E (pt) 2007-01-31
PL196181B1 (pl) 2007-12-31
EP0878235A1 (en) 1998-11-18
KR19980086734A (ko) 1998-12-05
ES2273394T3 (es) 2007-05-01
DE69836295D1 (de) 2006-12-14
CN1198365A (zh) 1998-11-11
RU2150322C1 (ru) 2000-06-10
KR100269538B1 (ko) 2000-10-16
CN1082391C (zh) 2002-04-10
NO982015L (no) 1998-11-06
JP3821338B2 (ja) 2006-09-13
BR9801535A (pt) 1999-03-02
DE69836295T2 (de) 2007-04-12
CA2235981C (en) 2002-10-15
CA2235981A1 (en) 1998-11-05
ATE344101T1 (de) 2006-11-15
PL326147A1 (en) 1998-11-09
ID20312A (id) 1998-11-26
EP0878235B1 (en) 2006-11-02
JPH10309477A (ja) 1998-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6207128B1 (en) Method of producing a catalyst
NO315970B1 (no) Fremgangsmåte ved fremstilling av en katalysator, og fremgangsmåte ved fremstilling av hydrogenperoksyd i n¶rv¶r av katalysatoren
KR20010105411A (ko) 백금 금속 촉매의 제조 방법
EP1160196B1 (en) Catalyst and process for the direct synthesis of hydrogen peroxide
Choudhary et al. Activation of supported Pd metal catalysts for selective oxidation of hydrogen to hydrogen peroxide
EP1160195A1 (en) Process for the continuous production of hydrogen peroxide
NO318102B1 (no) Fremgangsmate ved fremstilling av hydrogenperoksid
US5985235A (en) Method of treating a catalyst
KR100851688B1 (ko) 다성분 용매 시스템에서 직접적인 과산화수소 제조방법
US6306359B1 (en) Hydrogenation catalysts, method for making same and use thereof for preparing hydrogen peroxide
CN1424145A (zh) 蒽醌加氢用负载型钯系非晶态合金催化剂及其制备方法
EP3033170B1 (en) Catalyst for direct synthesis of hydrogen peroxide
KR101618507B1 (ko) 과산화수소 직접 제조용 촉매, 그 제조방법 및 이를 이용한 과산화수소 직접 제조방법
WO2012171892A1 (en) Process for the manufacture of hydrogen peroxide
US3789115A (en) Process for preparing a highly selective catalyst used in the production of hydrogen peroxide
JP2010207688A (ja) フェノールを製造するための触媒の製造方法および該製造方法で得られる触媒ならびにフェノールの製造方法
Kosak A novel fixed bed catalyst for the direct combination of H2 and O2 to H2O2
JP2001316315A (ja) アルケン類の選択的水素添加方法
CN112403510A (zh) 一种用于提高异丙醇转化率的催化剂、制备方法及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees