PL210527B1 - Sposób katalitycznego uwodorniania dwunitrotoluenu do toluenodwuaminy - Google Patents
Sposób katalitycznego uwodorniania dwunitrotoluenu do toluenodwuaminyInfo
- Publication number
- PL210527B1 PL210527B1 PL380585A PL38058506A PL210527B1 PL 210527 B1 PL210527 B1 PL 210527B1 PL 380585 A PL380585 A PL 380585A PL 38058506 A PL38058506 A PL 38058506A PL 210527 B1 PL210527 B1 PL 210527B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- catalyst
- dinitrotoluene
- hydrogenation
- palladium
- colloidal
- Prior art date
Links
- DYSXLQBUUOPLBB-UHFFFAOYSA-N 2,3-dinitrotoluene Chemical compound CC1=CC=CC([N+]([O-])=O)=C1[N+]([O-])=O DYSXLQBUUOPLBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 19
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 title claims description 9
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 41
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- VOZKAJLKRJDJLL-UHFFFAOYSA-N 2,4-diaminotoluene Chemical compound CC1=CC=C(N)C=C1N VOZKAJLKRJDJLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical group OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 claims description 5
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000009903 catalytic hydrogenation reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000012454 non-polar solvent Substances 0.000 claims description 3
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 claims description 3
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 1
- 239000007868 Raney catalyst Substances 0.000 description 1
- 229910000564 Raney nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CXKCTMHTOKXKQT-UHFFFAOYSA-N cadmium oxide Inorganic materials [Cd]=O CXKCTMHTOKXKQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- OTCVAHKKMMUFAY-UHFFFAOYSA-N oxosilver Chemical class [Ag]=O OTCVAHKKMMUFAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001923 silver oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania toluenodwuaminy (TDA) w procesie katalitycznego uwodornienia dwunitrotoluenu (DNT).
Uwodornienie dwunitrotoluenu (DNT) do toluenodwuaminy (TDA) jest kluczowym etapem w produkcji pianek poliuretanowych dla przemysłu meblarskiego, opakowań, materacy, elementów tapicerki samochodowej itp.
W warunkach przemysłowych toluenodwuamina jest produkowana w reakcji gazowego wodoru z dwunitrotoluenem, najczęściej podawanym w postaci metanolowego roztworu. Reakcja jest katalizowana obecnością spreparowanego niklu lub metali szlachetnych w postaci granulek, gąbki, pastylek lub nieregularnych bryłek. Proces przebiega pod zwiększonym do ok. 1 MPa ciśnieniem i w temperaturze rzędu 120-140°C.
Znane są katalizatory, w których dla zapewnienia kontaktu katalizatora z reagentami są potrzebne dodatkowe nośniki, takie jak krzemionka, kaolin, tlenek glinu, siarczan baru, węglan wapnia, węgiel aktywny czy sadza koloidalna.
Istnieją cztery główne technologie stosowane do uwodornienia DNT, w których używa się różnych typów katalizatorów;
- katalizatora niklowego naniesionego na krzemionce, w którym powierzchnia aktywna niklu kształtuje się na poziomie ok. 0,055 m2/g katalizatora,
- katalizatora niklowego stosowanego w formie porowatej struktury metalicznej, w którym powierzchnia aktywna niklu kształtuje się na poziomie ok. 0,5 m2/g katalizatora,
- metali szlachetnych naniesionych na wę glu aktywnym, w którym powierzchnia aktywna kształ tuje się na poziomie ok. 0,02 m2/g katalizatora.
- metali szlachetnych naniesionych na powierzchni sadzy, w którym powierzchnia aktywna kształtuje się na poziomie ok. 0,04 m2/g katalizatora.
Katalizatory używane do uwodornienia DNT do TDA są przedmiotem licznych patentów. Na przykład z opisu patentowego US nr 6903046 znany jest katalizator niklowy na nośniku palladowym domieszkowany tlenkami cynku, kadmu i srebra, z opisu patentowego US nr 6818720 - katalizator, który stanowi mieszanina proszków metali szlachetnych i nieszlachetnych, z opisu patentowego US nr 6395403 - katalizator, który stanowi porowaty metal domieszkowany metalami szlachetnymi w iloś ci 0,01-1,5%, a z opisu patentowego US nr 3517063 - proces uwodornienia DNT do TDA z uż yciem niklu Raneya. Stosowane są także katalizatory oparte na rodzie (np. opis patentu kanadyjskiego Nr 712,193) lub zawierające niewielkie ilości irydu, co poprawiać ma selektywność reakcji (EP0091383).
Celem wynalazku było opracowanie katalizatora działającego bezpośrednio w środowisku reakcji bez konieczności zastosowania niereaktywnego nośnika. Celem wynalazku było także uzyskanie katalizatora o powierzchni aktywnej liczonej na jednostkę masy metalu wielokrotnie większej od dotychczas stosowanych katalizatorów.
Sposób katalitycznego uwodorniania dwunitrotoluenu do toluenodwuaminy w reakcji uwodornienia dwunitrotoluenu, w obecności katalizatora zawierającego metale szlachetne i/lub nikiel według wynalazku charakteryzuje się tym, że katalizator wprowadza się do środowiska reakcji w formie koloidalnej, w rozpuszczalniku polarnym i/lub niepolarnym.
Korzystnie jako metal szlachetny stosuje się pallad i/lub platynę.
Korzystnie średnica cząstek metalu stanowiącego katalizator zawiera się w zakresie 10-100 nm.
Korzystnie powierzchni czynna katalizatora zawiera się w zakresie od 5-40 m2/g.
Korzystnie jako rozpuszczalnik polarny stosuje się wodę
Korzystnie jako rozpuszczalnik niepolarny stosuje się metanol, toluen.
W sposobie według wynalazku, dzi ęki zastosowaniu katalizatora w formie koloidalnej uzyskuje się w praktyce układ reakcyjny gaz-ciecz, bez dodatkowej fazy stałej. Powoduje to minimalizację oporów dyfuzyjnych reagentów do i z powierzchni cząstek metalu-katalizatora. Istotną zaletą jest wyeliminowanie operacji sączenia roztworu i zawracania katalizatora z powrotem do reaktora. Katalizator w formie koloidalnej pozostaje w strumieniu TDA kierowanym do oczyszczania. Metale szlachetne będą gromadzić się w pozostałościach stałych po oczyszczaniu produktu. W przypadku, gdyby było to uzasadnione ekonomicznie mogą być poddane procesowi odzysku.
W porównaniu do tradycyjnych katalizatorów opartych na metalach szlachetnych naniesionych na stałym nośniku katalizator w formie koloidalnej charakteryzuje się znacznie większą, przeszło 300
PL 210 527 B1 razy, powierzchnią czynną. Poniżej przedstawiono porównanie wielkości powierzchni dla dwóch rodzajów katalizatora palladowego: pallad osadzony na sadzy (aglomerat o średnicy 20Am) i pallad w formie koloidalnej (wielkość cząstki 40 nm) przy założeniu, że w obydwóch przypadkach występuje jednorodna struktura metalu.
| Rodzaj katalizatora | Masa palladu w katalizatorze | Powierzchnia czynna palladu |
| Pallad na sadzy | 1 g | 0,04 m2 |
| Pallad w formie koloidalnej | 1 g | 12,53 m2 |
Katalizator w formie koloidalnej może być stosowany nawet w temperaturze pokojowej i pod ciśnieniem atmosferycznym. Jednakże zalecane jest podniesienie temperatury oraz ciśnienia ze względu na wpływ tych czynników na szybkość procesu.
Możliwości zastosowania katalizatorów w formie koloidalnej nie ograniczają się do procesu uwodornienia. Mogą one być stosowane w wielu innych procesach przemysłu chemicznego, szczególnie w procesach uwodornienia.
Sposób według wynalazku został bliżej przedstawiony w przykładach stosowania. Przykładowy schemat reaktora do zastosowania katalizatora według wynalazku w procesie otrzymywania toluenodwuaminy pokazano na rysunku.
P r z y k ł a d 1
Uwodornienie dwunitrotoluenu do toluenodwuaminy prowadzi się z zastosowaniem jako katalizatora roztworu koloidalnego palladu o średnicy cząstek 30-60 nm, w mieszaninie wody i metanolu w proporcji 75:25. Zawartość palladu wynosi 50-200 ppm, a powierzchnia czynna katalizatora zawarta jest w zakresie od 5 do 40 m2/kg roztworu Roztwór koloidalny katalizatora dozuje się wprost do reaktora razem ze strumieniem dwunitrotoluenu. Stosunek ilości strumienia katalizatora wynosi od 1·10-5 do 1·10-2 kg palladu/kg dwunitrotoluenu. Schematycznie sposób prowadzenia procesu został zilustrowany na rysunku. Wydajność procesu uwodornienia wynosi około 90%
P r z y k ł a d 2
Uwodornienie dwunitrotoluenu do toluenodwuaminy prowadzi się z zastosowaniem jako katalizatora roztworu koloidalnego platyny w metanolu.
Średnica cząstek platyny wynosi 30-60 nm. Zawartości platyny wynosi 1000 ppm. Powierzchnia czynna koloidu wynosi około 20 m2/g.
Roztwór koloidalny katalizatora podaje się do strumienia dwunitrotoluenu przed wprowadzeniem go do reaktora. Stosunek ilości strumienia katalizatora wynosi 10-5 kg platyny/kg DNT.
Reagenty ciekłe wprowadzane są do reaktora poprzez dysze inżektorowe zasysające do strumienia cieczy strumień wodoru. Układ reakcyjny charakteryzuje się dużym rozwinięciem powierzchni międzyfazowej, intensywnym mieszaniem i co za tym idzie wysoka sprawnością przemiany.
Claims (6)
1. Sposób katalitycznego uwodorniania dwunitrotoluenu do toluenodwuaminy w reakcji uwodornienia dwunitrotoluenu, w obecności katalizatora zawierającego metale szlachetne i/lub nikiel, znamienny tym, że katalizator wprowadza się do środowiska reakcji w formie koloidalnej, w rozpuszczalniku polarnym wodług/lub niepolarnym.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako metal szlachetny stosuje się pallad i/lub platynę.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że średnica cząstek metalu stanowiącego katalizator zawiera się w zakresie 10-100 nm.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że powierzchnia czynna katalizatora zawiera się w zakresie od 5-40 m2/g.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako rozpuszczalnik polarny stosuje się wodę.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako rozpuszczalnik niepolarny stosuje się metanol lub toluen.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL380585A PL210527B1 (pl) | 2006-09-08 | 2006-09-08 | Sposób katalitycznego uwodorniania dwunitrotoluenu do toluenodwuaminy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL380585A PL210527B1 (pl) | 2006-09-08 | 2006-09-08 | Sposób katalitycznego uwodorniania dwunitrotoluenu do toluenodwuaminy |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL380585A1 PL380585A1 (pl) | 2008-03-17 |
| PL210527B1 true PL210527B1 (pl) | 2012-01-31 |
Family
ID=43033999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL380585A PL210527B1 (pl) | 2006-09-08 | 2006-09-08 | Sposób katalitycznego uwodorniania dwunitrotoluenu do toluenodwuaminy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL210527B1 (pl) |
-
2006
- 2006-09-08 PL PL380585A patent/PL210527B1/pl not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL380585A1 (pl) | 2008-03-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7070757B2 (en) | Method for producing catalysts consisting of metal of the platinum group by means of electroless deposition and the use thereof for the direct synthesis of hydrogen peroxide | |
| CN101687181B (zh) | 制备胺类的方法 | |
| CN106034401B (zh) | 含有所选择的卤素的底物的还原胺化和选择性氢化的改进方法 | |
| ZA200109145B (en) | Method for producing platinum metal catalysts. | |
| JP4550064B2 (ja) | アミンの製造方法 | |
| WO2003039743A1 (en) | Supported catalyst for hydrogenation of nitroaromatics | |
| CN101648135A (zh) | 一种用于将芳香族卤代硝基化合物选择性氢化为芳香族卤化胺的催化剂及其制备方法 | |
| CN102872862A (zh) | 一种载体型铂钌催化剂及在芳香硝基化合物加氢中的应用 | |
| PL210527B1 (pl) | Sposób katalitycznego uwodorniania dwunitrotoluenu do toluenodwuaminy | |
| GB2374071A (en) | Hydrogenation reactions using supercritical fluids | |
| US6818720B2 (en) | Supported hydrogenating catalyst in powder form | |
| US6521791B1 (en) | Process for regenerating a monolith hydrogenation catalytic reactor | |
| CN111036148A (zh) | 一种使用微泡沫填充床进行气液固反应的装置和方法 | |
| CN114749187B (zh) | 一种金属骨架催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN109420492B (zh) | 一种加氢催化剂及其制备方法和应用以及一种酚类加氢反应的方法 | |
| US20040023798A1 (en) | Micro-structured, self-cleaning catalytically active surface | |
| CN1982204A (zh) | 金属镁及其掺杂其他金属的混合物催化分解碳氢化合物制氢 | |
| CN101161631A (zh) | 一种环己胺的制备方法 | |
| Gupta et al. | Nanodiamonds for catalytic reactions | |
| CN114225668A (zh) | 一种二氧化碳捕获和加氢制甲酸反应装置、方法和应用 | |
| US6242649B1 (en) | Continuous method for producing aromatic amines | |
| Han et al. | Hydrogenation catalysts based on platinum complexes with polymer | |
| KR100971893B1 (ko) | 니트로방향족 화합물을 수소화시키기 위한 지지된 촉매 | |
| Mi et al. | Bio-based graphene-coated Co@ CS catalysts are used to selectively hydrogenate nitriles to prepare primary amines via flow synthesis under mild conditions | |
| CN119751264B (zh) | 一种局域电子环境调控的镍基催化剂催化对苯二甲腈连续加氢精制对苯二甲胺的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Decisions on the lapse of the protection rights |
Effective date: 20140908 |