SE518493C2 - Kontinuerlig katalytisk process för reaktion av två eller fler reaktanter i flytande fas - Google Patents

Kontinuerlig katalytisk process för reaktion av två eller fler reaktanter i flytande fas

Info

Publication number
SE518493C2
SE518493C2 SE9903765A SE9903765A SE518493C2 SE 518493 C2 SE518493 C2 SE 518493C2 SE 9903765 A SE9903765 A SE 9903765A SE 9903765 A SE9903765 A SE 9903765A SE 518493 C2 SE518493 C2 SE 518493C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
phase
catalyst
reactor
process according
reactants
Prior art date
Application number
SE9903765A
Other languages
English (en)
Other versions
SE9903765D0 (sv
SE9903765L (sv
Inventor
Bjoern Aakermark
Pehr Bjoernbom
Original Assignee
Kth Holding Ab
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 Kth Holding Ab filed Critical Kth Holding Ab
Priority to SE9903765A priority Critical patent/SE518493C2/sv
Publication of SE9903765D0 publication Critical patent/SE9903765D0/sv
Priority to PCT/SE2000/002005 priority patent/WO2001028674A1/en
Priority to AU11828/01A priority patent/AU1182801A/en
Publication of SE9903765L publication Critical patent/SE9903765L/xx
Publication of SE518493C2 publication Critical patent/SE518493C2/sv

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/49—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reaction with carbon monoxide
    • C07C45/50—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reaction with carbon monoxide by oxo-reactions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/248—Reactors comprising multiple separated flow channels
    • B01J19/2485—Monolithic reactors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/28—Moving reactors, e.g. rotary drums
    • B01J19/285—Shaking or vibrating reactors; reactions under the influence of low-frequency vibrations or pulsations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/20—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their non-solid state
    • B01J35/23—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their non-solid state in a colloidal state
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/40—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed subjected to vibrations or pulsations

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Description

25 30 s 1 s 493 šï* o u ~ f - - . , , ,, 2 uppvisar affmitet med avseende på katalysatom och/eller den flytande fasen, i vilken denna förekommer, och den (de) flytande fasen (faserna) flyter från den ena öppningen till den andra, varvid flödesriktningen för den (de) flytande fasen (fasema) omkastas periodiskt, så att i den (de) flytande fasen (faserna) flyter i en första flödesriktning under en första tidsperiod och den (de) flytande fasen (fasema) bringas att flyta i en flödesriktning, som är motsatt nämnda första flödesriktning, under en efterföljande tidsperiod.
Genom periodisk omkastning av flödet på detta sätt kvarhålles katalysatom väsentligen inom reaktorn emedan reaktom innehåller en stationär fas som undertrycker migrering av katalysatorn ut ur reaktorn. Den nödvändiga katalysatorrnängden kan tillföras reaktorn i början av processen, varvid dock ytterligare katalysator också kan tillföras under processens gång.
Katalysatom kan vara upplöst i den flytande fasen eller kan utgöra en flytande fas i sig. Den kan också vara dispergerad, företrädesvis emulgerad, i en flytande fas. Enligt en speciell utföringsform kan katalysatorn bestå av katalytiskt aktiva ligander som är bundna vid partiklar som är suspenderade i en flytande fas, företrädesvis under bildning av en kolloidal lösning, i vilken ligandema bildar miceller runt de suspenderade partiklarna, och således hind-ras partiklarna från att agglomerera eller den kolloidala lösningen från att koagulera.
Enligt en utföringsform utövar den stationära fasen sorptionskrafter på katalysatom, dvs. den stationära fasen tenderar att adsorbera eller absorbera katalysatom.
Företrädesvis innefattar den stationära fasen ett fast material, som helst uppvisar partikelform och eventuellt kan vara poröst. Nämnda fasta material kan fungera såsom en bärare för den stationära fasen, eller kan utgöra den stationära fasen i sig, eller kan föreligga såsom en kombination därav. Kiseldioxid- eller aluminiumoxidpartiklar kan nämnas såsom exempel på fasta material som skulle kunna användas enligt uppfinningen.
Enligt en annan utföringsform genomföres processen i en tubreaktor som uppvisar en första och en andra ände samt en mittdel, varvid nämnda första ände och andra ände är placerade nära nämnda öppningar, och nämnda stationära fas utsträcker sig från ett parti nära den första änden över mittdelen till ett parti nära den andra änden, och varvid den stationära fasen vid nämnda första ände och andra ände uppvisar en högre affinitet med avseende på katalysatorn än vad den stationära fasen i mittdelen av reaktom uppvisar. På detta sätt blir förlusten av katalysator genom öppningarna, om någon sådan överhuvudtaget uppstår, t o m ändå mindre.
Enligt ännu en utföringsforrn tillhandahålles reaktantema i en första flytande fas och katalysatorn i en andra flytande fas, varvid nämnda första flytande fas och andra flytande fas O:\MKL\DOK\word-dok\l l00 l4000.b.d0c 10 15 20 25 30 518 493 3 väsentligen är icke-blandbara, den stationära fasen uppvisar afñnitet med avseende på den andra flytande fasen, och reaktantema reageras med varandra vid fasgränsytan mellan nämnda första flytande fas och andra flytande fas.
Enligt ytterligare en utföringsforrn tillhandahålles reaktantema i en första flytande fas och nämnda katalysator tillhandahålles i nämnda första flytande fas och dessutom i en andra flytande fas, varvid nämnda först flytande fas och andra flytande fas, är väsentligen icke-blandbara, den stationära fasen uppvisar affinitet med avseende på den andra flytande fasen, och reaktantema reagerar med varandra i hela volymen (”bulk”) av nämnda första flytande fas.
Katalysatorn kan vara icke-kovalent bunden vid den stationära fasens yta, och reaktantema kan reageras med varandra på den stationära fasens yta, och eventuellt också i den flytande fasen. De icke kovalenta bindningarna kan vara av vilken som helst lämplig typ, såsom van-der-Waals-bindningar, vätebindningar eller sorptionsbindningar, så länge som bindningama väsentligen inte stör katalysatoms effektivitet.
Enligt vissa utföringsformer kan emellertid en inaktiverad och/eller en aktiv form av katalysatom vara kovalent bunden vid den stationära fasen, och mämnda inaktiverade och/eller aktiva form föreligga i jämvikt med en aktiv form av katalysatom, som är upplöst eller dispergerad i den (de) flytande fasen (faserna).
Enligt en speciell utföringsforrn av uppfinningen utgöres åtminstone en av de flytan- de reaktanterna av en gasforrnig reaktant. I detta fall kan reaktom vara en fastbäddreaktor, dvs. en reaktor i vilken den stationära fasen tillhandhålles såsom en fast bädd.
Flödesriktningen för de olika flytande faserna, dvs. vätskefasema och gasfasema, kan vara medströms eller motströms.
Alternativt, kan reaktom vara en monolitreaktor som uppvisar kanaler, vilka kan vara vertikalt eller horisontellt anordnade, eller anordnade i en position mellan dessa två extremlägen, genom vilka kanaler den (de) flytande fasen (fasema) bringas att passera.
Flödet av gasfasen kan vara trycksatt, dvs. gasfasen kan tvingas att strömma genom reaktorn, eller kan vara icke trycksatt, dvs. utgöra ett flöde av gasbubblor som stiger upp vertikalt genom reaktom.
Om ett icke trycksatt gasfasflöde är väsentligen uppåtriktat kan reaktom anordnas på en horisontell axel som tillåter att reaktom vrids runt ett halvt varv för att gasflödet skall reverseras. Följaktligen kan flödet av en icke trycksatt gasfas bibehållas i uppåtgående riktning oavsett flödesriktningen hos vilken som helst vätskefas.
O:\MKL\DOK\word-dok\l l00l4000.b.d0c s 1 a 493 ~;I=. ~= ' ' ' I I I u | a .- 4 Om en vätskefas uppvisar ett väsentligen nedåtriktat flöde, som drivs av gravitationen, kan reaktorn också monteras på en horisontell axel. Då kan vätskeflödet reverseras under bibehållen riktning nedåt genom vridning av reaktorn ett halvt varv.
Den katalyserade reaktionen kan exempelvis vara en Heck-reaktion, en katalytisk 5 hydreringsreaktion, en katalytisk hydroformyleringsreaktion eller en oxidationsreaktion såsom epoxidering.
Såsom ett exempel kan nämnas att föreliggande uppfinning skulle kunna tillämpas på Heck-reaktionen, varvid 4-jodanisol reagerar med metylakrylat i närvaro av fosfiner, såsom belyses i formel I nedan, antingen i ett tvåfassystem med hexan och vatten under 10 fasöverfóringsbetingelser enligt T. Jeffrey (Tetrahedron Lett., 1994, 35, 3051; J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1994, 1287), eller i en homogen blandning av acetonitril och vatten, eller i vatten utan något lösningsmedel. 15 1 0 i “ä gg Pd(oAc)2, fosfin x f 0M° Ö »- - í, __?í_________ __ / \ l + iocoz, n-Buinnsoi Äš/'l M0 Lösningsmedel, 140 W ...... .formel l Ot\MKL\DOK\\vord-dok\l 100 l4000.b.doc

Claims (10)

10 15 20 25 30 518 4 93532533 - Iiïï Patentkrav
1. Kontinuerlig katalytisk process för reaktion av två eller flera reaktanter som ingår i en flytande fas, i närvaro av en katalysator, som åtminstone initiellt innefattas i samma eller i en annan flytande fas, i en reaktor, som är försedd med en första och en andra öppning för passage av reaktanter och reaktionsprodukter in i och ut ur reaktorn, vilken reaktor innehåller en stationär fas, som uppvisar affinitet med avseende på katalysatom och/eller den flytande fasen i vilken katalysatom finns, och vari den (de) flytande fasen (faserna) flyter från den ena öppningen till den andra, k ä n n e t e c k n a d av att flödesriktningen för den (de) flytande fasen (fasema) omkastas periodiskt, så att den (de) flytande fasen (faserna) flyter under en första tidsperiod i en forsta riktning, och så att den (de) flytande fasen (faserna) bringas att flyta i en riktning motsatt nämnda första riktning under en efterföljande tidsperiod.
2. Process enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den stationära fasen utövar sorptionskrafter på katalysatom.
3. Process enligt krav 1, vilken process genomföres i en tubreaktor som uppvisar en forsta och en andra ände samt en mittdel, varvid nämnda förste ände och andra ände är placerade nära nämnda öppningar, och nämnda stationära fas utsträcker sig från ett parti nära den första änden över mittdelen och till ett parti nära den andra änden, k ä n n e t e c k n a d av att vid nämnda första ände och andra ände uppvisar den stationära fasen en högre affinitet med avseende på katalysatom än vad den stationära fasen i nämnda mittdel av reaktom uppvisar.
4. Process enligt krav 1, varvid nämnda reaktanter tillhandahålles i en första flytande fas och nämnda katalysator tillhandahålles i en andra flytande fas, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda första flytande fas och andra flytande fas är väsentligen icke-blandbara, att den stationära fasen uppvisar affinitet med avseende på den andra flytande fasen, och att reaktanterna reagerar med varandra vid fasgränsytan mellan nämnda första flytande fas och andra flytande fas.
5. Process enligt krav l, varvid nämnda reaktanter tillhandahålles i en första flytande fas och nämnda katalysator tillhandahålles i nämnda första flytande fas och dessutom i en andra flytande fas, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda första flytande fas och andra flytande fas är väsentligen icke-blandbara, att den stationära fasen uppvisar affinitet med avseende på den andra flytande fasen, och att reaktantema reagera med varandra i hela volymen av nämnd första fas. O:\l\flKL\DOK\\vord-dok\l l00l4000.b.doc 10 s 1 e 4esgir=grrg ~ 6
6. Process enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att katalysatom är icke kovalent bunden vid ytan av den stationära fasen, och att reaktantema reagerar med varandra på ytan av den stationära fasen.
7. Process enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att katalysatom är icke-kovalent bunden vid ytan av den stationära fasen, och att reaktantema reagerar med varandra på ytan av den stationära fasen och i den flytande fasen.
8. Process enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att åtminstone en av reaktantema som föreligger i flytande fas är en gasfasreaktant.
9. Process enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda reaktor är en fastbäddreaktor.
10. Process enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda reaktor är en _ monolitreaktor. O:\MKL\DOK\word-dok\l [00 l4000.b.doc
SE9903765A 1999-10-19 1999-10-19 Kontinuerlig katalytisk process för reaktion av två eller fler reaktanter i flytande fas SE518493C2 (sv)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9903765A SE518493C2 (sv) 1999-10-19 1999-10-19 Kontinuerlig katalytisk process för reaktion av två eller fler reaktanter i flytande fas
PCT/SE2000/002005 WO2001028674A1 (en) 1999-10-19 2000-10-17 A catalytic process in a flow-reversal reactor
AU11828/01A AU1182801A (en) 1999-10-19 2000-10-17 A catalytic process in a flow-reversal reactor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9903765A SE518493C2 (sv) 1999-10-19 1999-10-19 Kontinuerlig katalytisk process för reaktion av två eller fler reaktanter i flytande fas

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9903765D0 SE9903765D0 (sv) 1999-10-19
SE9903765L SE9903765L (sv) 2001-04-20
SE518493C2 true SE518493C2 (sv) 2002-10-15

Family

ID=20417407

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9903765A SE518493C2 (sv) 1999-10-19 1999-10-19 Kontinuerlig katalytisk process för reaktion av två eller fler reaktanter i flytande fas

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU1182801A (sv)
SE (1) SE518493C2 (sv)
WO (1) WO2001028674A1 (sv)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4374019A (en) * 1981-05-13 1983-02-15 Ashland Oil, Inc. Process for cracking high-boiling hydrocarbons using high ratio of catalyst residence time to vapor residence time
DE3508553A1 (de) * 1985-03-11 1986-09-11 Hüls AG, 4370 Marl Verfahren und vorrichtung zum katalytischen umsetzen von gasen
US5254368A (en) * 1987-11-02 1993-10-19 University Of Michigan Periodic chemical processing system
US6121184A (en) * 1997-07-29 2000-09-19 E. I. Du Pont De Nemours And Company Supported bis(phosphorus) ligands

Also Published As

Publication number Publication date
SE9903765D0 (sv) 1999-10-19
SE9903765L (sv) 2001-04-20
AU1182801A (en) 2001-04-30
WO2001028674A1 (en) 2001-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9302260B2 (en) Method and system for forming plug and play metal catalysts
Wang et al. Liquid–liquid microflow reaction engineering
Ricciardi et al. Nanocatalysis in flow
KR100773666B1 (ko) 층상 촉매 조성물 및 그의 제조 및 사용 방법
US20010021724A1 (en) Structured Fischer-Tropsch catalyst system and method
Tschentscher et al. Gas–liquid mass transfer in rotating solid foam reactors
Aran et al. Influence of geometrical and operational parameters on the performance of porous catalytic membrane reactors
Bauer et al. Comparison of structured trickle-bed and monolithic reactors in Pd-catalyzed hydrogenation of alpha-methylstyrene
US9868088B2 (en) Porous catalyst washcoats
Hiebler et al. Heterogeneous Pd catalysts as emulsifiers in Pickering emulsions for integrated multistep synthesis in flow chemistry
Navin et al. Lab-on-a-chip devices for gold nanoparticle synthesis and their role as a catalyst support for continuous flow catalysis
Hoek et al. Performance of the monolithic stirrer reactor: applicability in multi-phase processes
SE518493C2 (sv) Kontinuerlig katalytisk process för reaktion av två eller fler reaktanter i flytande fas
Zhu et al. Core-shell structured Pd catalyst layer encapsulated by polydopamine for a gas-liquid-solid microreactor
Centi et al. Integrated design for solid catalysts in multiphase reactions
Ciriminna et al. Towards waste free organic synthesis using nanostructured hybrid silicas
Jahanshahi et al. Preparation and evaluation of polymer-coated adsorbents for the expanded bed recovery of protein products from particulate feedstocks
CN103894221A (zh) 一种利用分子筛无汞催化剂催化乙炔氢氯化反应制备氯乙烯的方法
Yap et al. Triphasic Segmented Flow Millireactors for Rapid Nanoparticle-Catalyzed Gas–Liquid Reactions—Hydrodynamic Studies and Reactor Modeling
Hesemann Applications of ionosilicas in heterogeneous catalysis: Opportunities for the elaboration of new functional catalytic phases
WO2006065127A1 (en) Multiphase reactions using solid foams
Jia Progress in membrane gas–liquid reactors
Rani et al. CHEMICAL PROCESS INTENSIFICATION: AN ENGINEERING OVERVIEW
Aghaebrahimian et al. Transport phenomena in membrane contactor systems
Hereijgers et al. Chromatography as an inspiration for microreactors

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed