WO2002034668A1 - Kontinuierliches verfahren zur hydrierung - Google Patents

Kontinuierliches verfahren zur hydrierung Download PDF

Info

Publication number
WO2002034668A1
WO2002034668A1 PCT/EP2001/009722 EP0109722W WO0234668A1 WO 2002034668 A1 WO2002034668 A1 WO 2002034668A1 EP 0109722 W EP0109722 W EP 0109722W WO 0234668 A1 WO0234668 A1 WO 0234668A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
hydrogenated
reactor
hydrogen
hydrogenation
substance
Prior art date
Application number
PCT/EP2001/009722
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Korl
Bernhard Maurer
Original Assignee
Degussa Ag
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7660628&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=WO2002034668(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Degussa Ag filed Critical Degussa Ag
Priority to CA2426313A priority Critical patent/CA2426313C/en
Priority to AU2001289827A priority patent/AU2001289827A1/en
Priority to EP01969632A priority patent/EP1334062B1/de
Priority to BR0114752-8A priority patent/BR0114752A/pt
Priority to AT01969632T priority patent/ATE552211T1/de
Publication of WO2002034668A1 publication Critical patent/WO2002034668A1/de

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B15/00—Peroxides; Peroxyhydrates; Peroxyacids or salts thereof; Superoxides; Ozonides
    • C01B15/01—Hydrogen peroxide
    • C01B15/022—Preparation from organic compounds
    • C01B15/023—Preparation from organic compounds by the alkyl-anthraquinone process
    • 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
    • B01J19/2415—Tubular reactors
    • B01J19/243—Tubular reactors spirally, concentrically or zigzag wound
    • 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
    • B01J19/2415—Tubular reactors
    • B01J19/2435—Loop-type 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
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00162—Controlling or regulating processes controlling the pressure

Definitions

  • the present invention relates to a continuous process for catalytic hydrogenation, in which the hydrogenation catalyst suspended in the reaction mixture is circulated. This process is particularly suitable for the hydrogenation step in the anthraquinone process for the production of hydrogen peroxide.
  • the catalyst is generally used as a fixed bed, as a supported or as a suspension catalyst.
  • EP-A-111 133 it is shown that in a continuous direct current process for catalytic hydrogenation for the production of hydrogen peroxide in the so-called Anthraquinone process can increase the efficiency of the hydrogenation, if this is carried out in a loop reactor at flow speeds of more than 3 m / s, preferably 4-7 m / s.
  • the flow rate is selected so that the phase interface remains gaseous / liquid as it is generated at the beginning of the reactor. This ensures that the hydrogen can react completely along the reaction path and that there are no separations between the gas and liquid phases.
  • a disadvantage of this process described in EP-A-111 133 is that the mixing elements for the substance to be hydrogenated and the hydrogen, in particular when tubular reactors are to be operated at the stated high circulation flows and circulation speeds, lead to high pressure losses and therefore a higher energy input is necessary.
  • the object of the present invention was therefore to improve the efficiency of a hydrogenation process in which a reaction mixture which contains the substance to be hydrogenated, the hydrogenation product, hydrogen and the catalyst suspended in the reaction mixture is circulated, part of the hydrogenation product is removed from the reactor and the substance to be hydrogenated and hydrogen is supplied to the reaction.
  • the object is achieved in that the substance to be hydrogenated, the hydrogenation product, hydrogen and the hydrogenation catalyst suspended in the reaction mixture are circulated in a reactor, part of the hydrogenation product is removed from the reactor, and the substance to be hydrogenated and the hydrogen are fed to the reactor be, wherein the substance to be hydrogenated and the hydrogen are mixed before entering the reactor.
  • the total circulation volume can be increased at a constant speed of the circulation pump, which leads to a higher speed and space-time yield and thus ultimately to an increase in capacity.
  • the conversion in the reactor type described above is greatest when the gas / liquid phase interface generated is maintained along the reaction zone. This is the case when the gas and liquid phases are mixed at flow speeds of at least 3 m / s. Outside the hydrogenation reactor, the flow velocities are significantly less than 3 m / s. As a result, it should be expected that the fine distribution should not be transferred to the reactor and that this would result in a reduced conversion. Nevertheless, it has now been shown that even if the gas and liquid phases are premixed upstream of the hydrogenation reactor, the conversion is not reduced.
  • the process according to the invention of mixing substance to be hydrogenated and hydrogen can preferably be carried out in such a way that the gas bubbles generated in the mixing element have a maximum diameter of 2.5 mm, particularly preferably less than 1.5 mm, in order to transfer them quickly into the liquid phase to enable.
  • Possible mixing devices with which this gas bubble size can be achieved are, for example, sieve plates, frits, nozzles or static mixers.
  • a venturi nozzle is particularly suitable for the method according to the invention.
  • This known device has a low pressure drop compared to other mixing elements and is largely maintenance-free.
  • the nominal width of the throat is set so that the maximum gas bubble diameter does not exceed 2.5 mm.
  • the stability of the bubbles is also important. The aim is to prevent the bubbles from coalescing and thus insufficient hydrogen distribution in the liquid phase.
  • a particularly preferred embodiment of the method according to the invention is therefore to carry out the hydrogenation in a coalescence-inhibited system.
  • Coalescence-inhibited systems are understood to mean those gas / liquid systems in which the gas bubbles retain their size when there is no external influence. This is due to the interface-influencing values of the liquid, such as viscosity and specific surface tension, such as the type of gas.
  • the working solutions used in the AO process for the production of hydrogen peroxide as the liquid phase meet the conditions for a coalescence-inhibited system when the total quotient of all interfacial tensions of the components involved reaches at least 16 mN / m, preferably 17 up to 25 mN / m.
  • EP-A-221 931 describes oxygen or an oxygen / nitrogen mixture as the gas phase.
  • a simple experiment also shows that working solutions and hydrogen or a hydrogen-containing gas form a coalescence-inhibited system if the above-mentioned condition for the sum quotient of all interfacial tensions of the components involved is fulfilled. Consequently With appropriate selection of the components of the reaction system and their relative amounts, it can be ensured that a pre-mixed hydrogen and working solution form a system inhibited by coalescence and as such reaches the hydrogenation reactor.
  • the proportion of gas in the premixing of hydrogen and the substance to be hydrogenated should be above 30% by volume, preferably above 40% by volume.
  • the range between 60 and 80% by volume is particularly preferred.
  • reactor types the reaction space of which, apart from the distributor element, are free of internals with a gas separation function, are, in particular, stirred tanks, gas-lift reactors, fluidized bed reactors or loop reactors for hydrogenation in the AO process for the production of hydrogen peroxide.
  • the process according to the invention is particularly suitable in the process mentioned above for the catalytic hydrogenation of
  • 2-alkyl-substituted anthraquinones are used, the alkyl radical of which can contain 1 to 8 carbon atoms and which can be linear or branched.
  • Examples include 2-ethyl, 2-amyl and 2-tert. -Butyl anthraquinone and their tetrahydro derivatives.
  • the substance to be hydrogenated can be introduced as such or in solution.
  • Anthraquinones are preferably dissolved in a solvent mixture containing a quinone solvent and a hydroquinone solvent.
  • Known quinone solvents are benzene, tert-butylbenzene, tert-butyltoluene, trimethylbenzene, polyalkylated benzenes and methylnaphthalene.
  • hydroquinone solvents are alkyl phosphates, alkyl phosphonates, nonyl alcohols, alkyl cyclohexanol esters, N, N-dialkyl carbonamides, tetraalkyl ureas, N-alkyl-2-pyrrolidones.
  • the premixing of hydrogen and liquid phase according to the invention is preferably carried out in the catalytic hydrogenation of substituted anthraquinones in the AO process in the built-in reactor type described.
  • the substance to be hydrogenated, the hydrogenation product, hydrogen and the catalyst suspended in the reaction mixture are circulated, part of the hydrogenation product is removed from the reactor and the substance and hydrogen to be fed to the reaction.
  • the removed part, which contains the hydrogenated product, is oxidized in a subsequent reaction step, hydrogen peroxide being formed and the substance to be hydrogenated being re-formed.
  • the hydrogen peroxide is then extracted and the substance to be hydrogenated is returned to the hydrogenation.
  • 1 shows a possible embodiment of a hydrogenation reactor with premixing of the hydrogen.
  • the three-phase mixture 9, containing a solution with the substance to be hydrogenated and already hydrogenated, hydrogen and the suspended hydrogenation catalyst, is circulated, starting from a pump supply 4, via line 4a, by means of a circulation pump 5, through the loop reactor 3.
  • a partial stream of this solution is passed through a Filterogan 6 via line 5a.
  • this stream is divided again: the catalyst-containing solution is returned via line 6a to the loop reactor 3, while the catalyst-free product stream 7 is removed from the circuit and is supplemented at the inlet point 8 by fresh catalyst-free solution 9a containing the substance to be hydrogenated.
  • the hydrogen 1 is dispersed in the gas introduction point 2, which is preferably designed as a venturi nozzle, into the catalyst-free liquid phase 9a and only then combined with the catalyst-containing partial streams 4a and 6a.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren zur katalytischen Hydrierung, bei der ein Reaktionsgemisch, das die zu hydrierende Substanz, das Hydrierungsprodukt, Wasserstoff und den im Reaktionsgemisch suspendierten Hydrierkatalysator enthält, in einem Reaktor (3) im Kreislauf geführt wird, ein Teil des Hydrierungsproduktes dem Reaktor entnommen wird (7), und die zu hydrierende Substanz und Wasserstoff (6a) der Reaktion zugeführt wird. Dabei wird die zu hydrierende Substanz und der Wasserstoff (1) vor dem Eintritt in den Reaktor vermischt. Als Mischorgan eignet sich besonders eine Venturi-Düse. Die Anmeldung findet besonders Anwendung im Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxid nach dem Anthrachinonverfahren.

Description

Kontinuierliches Verfahren zur Hydrierung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren zur katalytischen Hydrierung, bei der der im Reaktionsgemisch suspendierte Hydrierkatalysator im Kreislauf geführt wird. Dieses Verfahren ist insbesondere für den Hydrierungsschritt im Anthrachinonverfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxid geeignet.
Bei bekannten Hydrierungsverfahren wird der Katalysator im allgemeinen als Festbett-, als Träger- oder Suspensionskatalysator eingesetzt.
Beim Festbettreaktor ist der Katalysator auf einem Träger aufgebracht. Ein großer Nachteil dieses Reaktortypes ist der langsame Transfer des gasförmigen Wasserstoffes in die Lösung und weiter zur Katalysatoroberfläche.
Es wurden verschiedene Möglichkeiten vorgeschlagen, den Wasserstoff rascher in Lösung zu bringen. US-Patent 2 837 411 beschreibt das Sättigen der Lösung mit Wasserstoff vor der Hydrierung in einem separaten Tank. Erhebliche Investitionskosten und die Tatsache, dass nur ein Bruchteil des in der Reaktion benötigten Wasserstoffes in Lösung gebracht werden kann, machen diesen Weg unattraktiv.
Auch die Vorvermischung des Wasserstoffes mit zu hydrierender Lösung mittels eines statischen Mischers wie im US- Patent 4 428 922 beschrieben, führt nur zu einer geringfügigen Verbesserung, da die Wasserstoffbläschen beim Kontakt mit den Einbauten des Reaktors koaleszieren.
Bei Verwendung eines Träger- oder Suspensionskatalysators wie in EP-A-111 133 beschrieben, treten diese Nachteile nicht auf .
In EP-A-111 133 wird gezeigt, dass sich in einem kontinuierlichen Gleichstromverfahren zur katalytischen Hydrierung zur Herstellung von Wasserstoffperoxid im sogenannten Anthrachinonverfahren die Effizienz der Hydrierung erhöhen läßt,, wenn diese in einem Schlaufenreaktor bei Strömungsgeschwindigkeiten von mehr als 3 m/s, bevorzugt 4 - 7 m/s, durchgeführt wird. Die Strömungsgeschwindigkeit ist so gewählt, daß die Phasengrenzfläche gasförmig/flüssig so bleibt, wie sie am Anfang des Reaktors erzeugt wird. Dadurch wird gewährleistet, das sich der Wasserstoff entlang der Reaktionsstrecke vollständig umsetzen kann und es zu keinerlei Trennungen zwischen Gas- und Flüssigphase kommt.
Nachteilig bei diesem in EP-A-111 133 beschriebenen Verfahren ist, dass die Mischorgane für die zu hydrierende Substanz und den Wasserstoff, insbesondere dann, wenn Rohrreaktoren bei den angegebenen hohen Umwälzflüssen und Umwälz- geschwindigkeiten zu betreiben sind, zu hohen Druckverlusten führen und deshalb ein höherer Energieeintrag notwendig ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es deshalb, die Effizienz eines Hydrierverfahrens, bei der ein Reaktionsgemisch, das die zu hydrierende Substanz, das Hydrierungsprodukt, Wasserstoff und den im Reaktionsgemisch suspendierten Katalysator enthält, im Kreislauf geführt wird, ein Teil des Hydrierungsproduktes dem Reaktor entnommen wird und die zu hydrierende Substanz und Wasserstoff der Reaktion zugeführt wird, zu erhöhen.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die zu hydrierende Substanz, das Hydrierungsprodukt, Wasserstoff und der im Reaktionsgemisch suspendierte Hydrierkatalysator in einem Reaktor im Kreislauf geführt werden, ein Teil des Hydrierungsproduktes dem Reaktor entnommen wird, und die zu hydrierende Substanz und der Wasserstoff dem Reaktor zugeführt werden, wobei die zu hydrierende Substanz und der Wasserstoff vor dem Eintritt in den Reaktor vermischt werden.
Dadurch vermindert sich der Druckverlust im Hydrierreaktor ganz wesentlich, was zu einer Reduzierung der Energiekosten führt. Bzw. kann bei konstanter Drehzahl der Umwälzpumpe die Gesamtumwälzmenge gesteigert werden, was zu einer höheren Geschwindigkeit und Raum-Zeit-Ausbeute und damit letztlich zu einer Kapazitätserhöhung führt.
Dieses Ergebnis war für den oben beschriebenen Hydrierreaktor bei dem der größte Teil des Reaktionsgemisches im Kreislauf geführt wird, und nur ein kleiner Teil dem Reaktor entnommen und entsprechend die Menge an zu hydrierender Substanz und des Wasserstoffes, die dem Reaktor zugeführt wird, im Vergleich zu der Menge des im Kreis geführten Reaktionsgemisches gering ist, überraschend.
Wie in EP-A-111 133 ausgeführt, ist der Umsatz im oben beschriebenen Reaktortyp dann am größten, wenn die erzeugte Phasengrenzfläche gas/flüssig entlang der Reaktionsstrecke erhalten bleibt. Dies ist dann der Fall, wenn die Vermischung von Gas- und Flüssigphase bei Strömungsgeschwindigkeiten von mindestens 3 m/s stattfindet. Ausserhalb des Hydrierreaktors sind die Strömungsgeschwindigkeiten deutlich kleiner als 3 m/s. In Folge sollte erwartet werden, dass keine Übertragung der Feinverteilung in den Reaktor erfolgen sollte und damit ein verringerter Umsatz einhergehen. Dennoch zeigte es sich nun, dass auch bei einer Vorvermischung von Gas- und Flüssigphase vor dem Hydrierreaktor der Umsatz nicht verringert wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren der Vermischung von zu hydrierender Substanz und Wasserstoff kann vorzugsweise so ausgeführt werden, dass die im Mischorgan erzeugten Gasblasen einen maximalen Durchmesser von 2,5mm, besonders bevorzugt von kleiner als 1,5 mm, haben, um einen schnellen Transfer in die Flüssigphase zu ermöglichen.
Mögliche Mischorgane, mit denen diese Gasblasengröße erzielt werden kann, sind zum Beispiel Siebplatten, Fritten, Düsen oder statische Mischer. Besonders geeignet für das erfindungsgemäße Verfahren ist eine Venturi-Düse. Diese bekannte Vorrichtung hat, verglichen mit anderen Mischorganen, einen niedrigen Druckverlust und ist weitestgehend wartungfrei. In Abhängigkeit von der eingetragenen Energie und dem Volumenstrom wird die Nennweite der Kehle so eingestellt, dass der maximale Gasblasendurchmesser 2,5 mm nicht übersteigt.
Neben der Blasengröße ist auch die Stabilität der Blasen von Bedeutung. Es soll verhindert werden, dass die Blasen koaleszieren und es dadurch zu keiner ausreichenden Verteilung des Wasserstoffes in der Flüssigphase kommt.
Eine besonders bevorzugte Aus ührungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es daher, die Hydrierung in einem koa- leszenzgehemmten System durchzuführen. Unter koaleszenzge- hemmten Systemen sind solche Gas/Flüssigsysteme zu verstehen, in denen die Gasblasen, wenn keine äußere Einwirkung vorliegt, ihre Größe beibehalten. Verantwortlich hierfür sind grenzflächenbeeinflussende Werte der Flüssigkeit, wie Zähigkeit und spezifische Oberflächenspannung, so wie die Art des Gases .
Wie in EP-A-221 931 beschrieben, erfüllen die im AO- Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxid eingesetzten Arbeitslösungen als Flüssigphase die Bedingungen für ein koaleszenzgehemmtes System dann, wenn der Summenquotient aller Grenzflächenspannungen der beteiligten Komponenten mindestens 16 mN/m erreicht, bevorzugt sind 17 bis 25 mN/m.
Als Gasphase wird in EP-A-221 931 Sauerstoff oder ein Sauerstoff/Stickstoffgemisch beschrieben. Durch einen einfachen Versuch läßt sich auch zeigen, dass Arbeitslösungen und Wasserstoff bzw. ein Wasserstoffenthaltendes Gas ein koaleszenzgehemmtes System ausbilden, wenn die oben angegebene Bedingung für den Summenquotienten aller Grenzflächenspannungen der beteiligten Komponenten erfüllt ist. Somit kann bei entsprechender Wahl der Bestandteile des Reaktionssystems und ihrer relativen Mengen sichergestellt werden, daß bei der Vorvermischung von Wasserstoff und Arbeitslösung ein koaleszenzgehemmtes System entsteht und als solches in den Hydrierreaktor gelangt.
Um eine möglichst quantitative Hydrierung zu erzielen, soll der Gasanteil der Vorvermischung aus Wasserstoff und zu hydrierender Substanz bei über 30 Vol%, bevorzugt bei über 40 Vol% liegen. Besonders bevorzugt ist der Bereich zwischen 60 und 80 Vol.%.
Die Aufrechterhaltung eines koaleszenzgehemmten Systems während des Verlaufes der Reaktion wird durch Hydrierreaktoren, die frei von Einbauten sind, die erfahrungsgemäß zu einer Koaleszenz der Gasbläschen führen, begünstigt.
Besonders geeignete Reaktortypen, deren Reaktionsraum, abgesehen vom Verteilerorgan, frei von Einbauten mit Gaszer- teilungsfunktion ist, sind insbesondere Rührkessel, Gas- Lift-Reaktoren, Schwebebettreaktoren, oder Schlaufenreaktoren zur Hydrierung im AO-Prozeß zur Herstellung von Wasserstoffperoxid.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders im oben genannten Prozeß geeignet zur katalytischen Hydrierung von
substituierten Anthrachinonen bzw. Gemischen aus substituierten Anthrachinonen,
deren teil-kernhydrierten alpha- und beta- Tetrahydroderivaten und
Mischungen aus a) und b)
zu den entsprechenden Anthrahydrochinonen und Tetrahydro- anthrahydrochinonen.
Verwendung finden vor allem 2-Alkyl-substituierte Anthra- chinone, deren Alkylrest 1 bis 8 C-Atome enthalten kann und der linear oder verzweigt sein kann. Beispiele hierfür sind 2-Ethyl-, 2-Amyl- und 2-tert . -Butyl-anthrachinon sowie deren Tetrahydroderivate .
Weitere Verbindungen die vorteilhafter Weise nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hydriert werden können, sind Ole- fine, aromatische und heteroaromatische Ringe, Carbonylver- bindungen und Nitrile.
Die zu hydrierende Substanz kann als solche oder in Lösung eingebracht wird. Anthrachinone werden bevorzugt in einem Lösungsmittelgemisch, enthaltend einen Chinonlöser und einen Hydrochinonlöser, gelöst.
Bekannte Chinonlöser sind Benzol, tert-Butylbenzol, tert- Butyltoluol, Trimethylbenzol, polyalkylierte Benzole und Methylnaphthalin.
Bekannte Hydrochinonlöser sind Alkylphosphate, AΪ- kylphosphonate, Nonylalcohole, Alkylcyclohexanolester, N,N- Dialkylcarbonamide, Tetraalkylharnstoffe, N-Alkyl-2- pyrrolidone.
Die erfindungsgemäße Vorvermischung von Wasserstoff und Flüssigphase wird bevorzugt bei der katalytischen Hydrierung von substituierten Anthrachinonen im AO-Verfahren im beschriebenen, einbautenfreien Reaktortyp ausgeführt. Dabei wird die zu hydrierende Substanz, das Hydrierungsprodukt, Wasserstoff und der im Reaktionsgemisch suspendierte Katalysator, im Kreislauf geführt, ein Teil des Hydrierungsproduktes dem Reaktor entnommen und die zu hydrierende Substanz und Wasserstoff der Reaktion zugeführt.
Der entnommene Teil , der das hydrierte Produkt enthält, wird in einem nachgeschalteten Reaktionsschritt oxidiert, wobei Wasserstoffperoxid entsteht und die zu hydrierende Substanz wieder zurückgebildet wird. Das Wasserstoffperoxid wird anschließend extrahiert und die zu hydrierende Substanz wird wieder zurück zur Hydrierung geführt. In Fig. 1 ist eine mögliche Ausführungsform eines Hydrierreaktors mit Vorvermischung des Wasserstoffes gezeigt.
Das Dreiphasengemisch 9 , enthaltend eine Lösung mit der zu hydrierenden und bereits hydrierte Substanz, Wasserstoff und den suspendierten Hydrierkatalysator, wird, ausgehend von einer Pumpenvorlage 4, über die Leitung 4a, mittels einer Umwälzpumpe 5, durch den Schlaufenreaktor 3 im Kreis geführt. Ein Teilstrom dieser Lösung wird über die Leitung 5a durch ein Filterogan 6 geleitet. Dort wird dieser Strom erneut geteilt: Katalysatorhaltige Lösung wird über die Leitung 6a zurück zum Schlaufenreaktor 3 geführt, während der katalysatorfreie Produktstrom 7 dem Kreislauf entnommen wird und bei der Einleitstelle 8 durch frische katalysatorfreie Lösung 9a, enthaltend die zu hydrierende Substanz, ergänzt wird.
Im erfindungsgemäßen Verfahren wird der Wasserstoff 1 in der bevorzugt als Venturi-Düse ausgelegten Gaseinleitstelle 2 in die katalysatorfreie Flüssigphase 9a dispergiert und erst dann mit den katalysatorhaltigen Teilströmem 4a und 6a vereinigt .
Betriebsversuche in einer AO-Großanlage haben gezeigt, dass der Druckverlust eines Hydrierreaktors wesentlich gesenkt oder, bei konstanter Drehzahl der Umwälzpumpe, die Gesamtumwälzmenge um ca. 30% gesteigert werden konnte. Infolge der erhöhten Umwälzmenge stellte sich ein höheres Katalysator-Konzentrationsprofil ein, so dass die Reaktorkapazität um ca. 15% gesteigert werden konnte.
Wahlweise kann durch Reduzierung der Drehzahl der Umwälzpumpe, falls eine Kapazitätserhöhung nicht beabsichtigt ist, eine Energieeinsparung von ca. 40% errechnet werden.

Claims

Patentansprüche
1. Kontinuierliches Verfahren zur katalytischen Hydrierung, bei der ein Reaktionsgemisch, das die zu hydrierende Substanz, das Hydrierungsprodukt, Wasserstoff und den im Reaktionsgemisch suspendierten Hydrierkatalysator enthält, in einem Reaktor im Kreislauf geführt wird, ein Teil des Hydrierungsproduktes dem Reaktor entnommen wird, und die zu hydrierende Substanz und Wasserstoff dem Reaktor zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die zu hydrierende Substanz und der Wasserstoff vor dem Eintritt in den Reaktor vermischt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vermischung von zu hydrierender Substanz und Wasserstoff so ausgeführt wird, dass der Durchmesser der erzeugten Gasblasen maximal 2 , 5 mm, bevorzugt kleiner als 1,5 mm, ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2 , dadurch gekennzeichnet, dass als Mischorgan eine Venturi-Düse, eine Siebplatte oder Fritte Verwendung findet.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3 , dadurch gekennzeichnet, dass das System, enthaltend die zu hydrierende Substanz und Wasserstoff, koaleszenzgehemmt ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man als koaleszenzgehemmte Syteme solche einsetzt, deren Summenquotient aller spezifischen Grenzflächenspannungen der am System beteiligten Komponenten mindestens einen Wert von 16 mN/m erreicht.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch aus Wasserstoff und zu hydrierender Substanz einen Gasanteil von 40 Vol% bis 80 Vol.% besitzt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor frei von Einbauten ist.
8. Verfahren nach nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass als Reaktor ein Rührkessel, ein Gas-Liftreaktor, ein Schwebebettreaktor oder ein Schlaufenreaktor Verwendung finden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass die zu hydrierende Substanz ein substituiertes Anthra-chinon oder ein Gemisch von substituierten Anthrachinonen und/oder deren kernhydrierten Tetrahydroderivaten ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass die zu hydrierende Substanz als solche oder in Lösung eingebracht wird.
11. Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxid nach dem Anthrachinon-Kreisprozess, umfassend eine katalyti- sche Hydrierung eine Oxidation der hydrierten Arbeitslösung mit Sauerstoff oder einem Sauerstoff enthaltendem Gas, wobei Wasserstoffperoxid und substituiertes Anthrachinon bzw. dessen kernhydriertes Tetrahydro- anthrachinon enthaltendes Gemisch erhalten wird und eine Extraktion des Wasserstoffperoxides aus dem Gemisch erhalten nach der Oxidation, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydrierung gemäß der Ansprüche 9 oder 10 durchgeführt wird.
PCT/EP2001/009722 2000-10-21 2001-08-23 Kontinuierliches verfahren zur hydrierung WO2002034668A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CA2426313A CA2426313C (en) 2000-10-21 2001-08-23 Continuous method of hydrogenation
AU2001289827A AU2001289827A1 (en) 2000-10-21 2001-08-23 Continuous method of hydrogenation
EP01969632A EP1334062B1 (de) 2000-10-21 2001-08-23 Kontinuierliches verfahren zur hydrierung
BR0114752-8A BR0114752A (pt) 2000-10-21 2001-08-23 Processo contìnuo para hidrogenação
AT01969632T ATE552211T1 (de) 2000-10-21 2001-08-23 Kontinuierliches verfahren zur hydrierung

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10052323A DE10052323A1 (de) 2000-10-21 2000-10-21 Kontinierliches Verfahren zur Hydrierung
DE10052323.4 2000-10-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2002034668A1 true WO2002034668A1 (de) 2002-05-02

Family

ID=7660628

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2001/009722 WO2002034668A1 (de) 2000-10-21 2001-08-23 Kontinuierliches verfahren zur hydrierung

Country Status (9)

Country Link
US (2) US6756028B2 (de)
EP (1) EP1334062B1 (de)
AR (1) AR031000A1 (de)
AT (1) ATE552211T1 (de)
AU (1) AU2001289827A1 (de)
BR (1) BR0114752A (de)
CA (1) CA2426313C (de)
DE (1) DE10052323A1 (de)
WO (1) WO2002034668A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017089074A1 (en) 2015-11-26 2017-06-01 Evonik Degussa Gmbh Process for the epoxidation of an olefin
WO2017125266A1 (en) 2016-01-19 2017-07-27 Evonik Degussa Gmbh Process for the epoxidation of an olefin
EP3988528A1 (de) 2020-10-21 2022-04-27 Evonik Operations GmbH Verfahren zur herstellung von 1,2-propandiol aus propan
EP4063355A1 (de) 2021-03-22 2022-09-28 Evonik Operations GmbH Integriertes verfahren und anlage zur herstellung von styrol und propenoxid

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10052323A1 (de) 2000-10-21 2002-05-02 Degussa Kontinierliches Verfahren zur Hydrierung
DE10248159A1 (de) 2002-10-16 2004-04-29 Degussa Ag Verfahren zur kontinuierlichen Hydrierung
AR057787A1 (es) * 2005-08-31 2007-12-19 Fmc Corp Produccion por auto-oxidacion de peroxido de hidrogeno a traves de hidrogenacion en un microrreactor
US7416718B2 (en) * 2005-08-31 2008-08-26 Fmc Corporation Auto-oxidation production of hydrogen peroxide via oxidation in a microreactor
US7994347B2 (en) * 2006-06-09 2011-08-09 Battelle Memorial Institute Hydroxymethylfurfural reduction methods and methods of producing furandimethanol
CN102009960A (zh) * 2010-11-18 2011-04-13 清华大学 一种蒽醌法生产过氧化氢的加氢方法
WO2016113185A1 (en) 2015-01-14 2016-07-21 Evonik Degussa Gmbh Integrated process for making propene oxide and an alkyl tert-butyl ether
CN107428711A (zh) 2015-01-14 2017-12-01 赢创德固赛有限公司 制备环氧丙烯和烷基叔丁基醚的集成方法
US9512054B2 (en) 2015-02-10 2016-12-06 Eastman Chemical Company Method for making a high purity alcohol
JP6824269B2 (ja) 2015-11-25 2021-02-03 エボニック オペレーションズ ゲーエムベーハー プロペンおよび過酸化水素から１，２−プロパンジオールを製造するための方法
TWI707847B (zh) 2015-11-26 2020-10-21 德商贏創運營有限公司 丙烯之環氧化方法
KR102648943B1 (ko) 2015-11-26 2024-03-18 에보닉 오퍼레이션스 게엠베하 프로펜의 에폭시화를 위한 방법 및 반응기
HUE052019T2 (hu) 2016-03-21 2021-04-28 Evonik Operations Gmbh Eljárás propén epoxidálására
EP3246323A1 (de) 2016-05-17 2017-11-22 Evonik Degussa GmbH Integrierter prozess zur herststellung von propenoxid aus propan
EP3406603A1 (de) 2017-05-22 2018-11-28 Evonik Degussa GmbH Verfahren zur epoxidierung von propen
CN114057911B (zh) * 2020-07-31 2023-08-15 中国石油化工股份有限公司 一种丁腈橡胶溶液的连续加氢方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4428922A (en) * 1982-05-14 1984-01-31 Fmc Corporation Process for manufacturing hydrogen peroxide
EP0111133A1 (de) 1982-11-09 1984-06-20 Degussa Aktiengesellschaft Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxid nach dem Anthrachinonverfahren
WO1986006710A1 (en) * 1985-05-07 1986-11-20 Österreichische Chemische Werke Gesellschaft M.B.H Oxidation method and device by means of an anthraquinone process for producing hydrogen peroxyde
US5071634A (en) * 1989-01-27 1991-12-10 Kemira Oy Process for the preparation of hydrogen peroxide (i)
US5147628A (en) * 1990-04-25 1992-09-15 Peroxid-Chemie Gmbh Process for producing alkyltetrahydroanthrahydroquinones and working solutions containing them for producing hydrogen peroxide by the anthraquinone process
DE19808385A1 (de) 1998-02-27 1999-09-02 Basf Ag Verfahren zur Suspensionshydrierung einer Anthrachinon-Verbindung in einem speziellen Reaktor zur Herstellung von Wasserstoffperoxid
DE19841843A1 (de) * 1998-09-12 2000-03-30 Degussa Verfahren zur Durchführung von Gas-Flüssig-Reaktionen und Durchflußreaktor hierfür

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2837411A (en) 1952-11-25 1958-06-03 Olin Mathieson Process for production of hydrogen peroxide
NL139013B (nl) * 1965-12-04 1973-06-15 Degussa Werkwijze voor het bereiden van waterstofperoxyde volgens het antrachinonkringloopprocede.
ZA728652B (en) * 1971-12-20 1973-08-29 Laporte Industries Ltd Improvements in a cyclic process for hydrogen peroxide production
SE431532B (sv) * 1982-09-08 1984-02-13 Eka Ab Forfarande vid framstellning av veteperoxid
US4626604A (en) * 1985-09-11 1986-12-02 Davy Mckee (London) Limited Hydrogenation process
SE464867B (sv) * 1989-02-23 1991-06-24 Eka Nobel Ab Foerfarande vid framstaellning av vaeteperoxid enligt antrakinonprocessen
US5194242A (en) * 1990-09-11 1993-03-16 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for the production of hydrogen peroxide from hydrogen and oxygen
US5169618A (en) * 1992-01-13 1992-12-08 Kerr-Mcgee Corporation Process for producing hydrogen peroxide
FI95457C (fi) * 1994-03-15 1996-02-12 Kemira Chemicals Oy Menetelmä vetyperoksidin valmistamiseksi ja siinä käytettävä reaktori
DE4418931C2 (de) * 1994-05-31 1997-06-19 Degussa Verfahren zur Abtrennung katalysatorfreier Arbeitslösung aus dem Hydrierkreislauf des Anthrachinonverfahrens zur Herstellung von Wasserstoffperoxid
FR2806399B1 (fr) 2000-03-17 2002-09-13 Atofina Procede d'obtention directe du peroxyde d'hydrogene
DE10017656A1 (de) 2000-04-08 2001-10-11 Degussa Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxid
DE10052323A1 (de) 2000-10-21 2002-05-02 Degussa Kontinierliches Verfahren zur Hydrierung
US20030050510A1 (en) 2001-08-30 2003-03-13 Welp Keith Allen Monolith catalytic reactor coupled to static mixer

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4428922A (en) * 1982-05-14 1984-01-31 Fmc Corporation Process for manufacturing hydrogen peroxide
EP0111133A1 (de) 1982-11-09 1984-06-20 Degussa Aktiengesellschaft Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxid nach dem Anthrachinonverfahren
WO1986006710A1 (en) * 1985-05-07 1986-11-20 Österreichische Chemische Werke Gesellschaft M.B.H Oxidation method and device by means of an anthraquinone process for producing hydrogen peroxyde
US5071634A (en) * 1989-01-27 1991-12-10 Kemira Oy Process for the preparation of hydrogen peroxide (i)
US5147628A (en) * 1990-04-25 1992-09-15 Peroxid-Chemie Gmbh Process for producing alkyltetrahydroanthrahydroquinones and working solutions containing them for producing hydrogen peroxide by the anthraquinone process
DE19808385A1 (de) 1998-02-27 1999-09-02 Basf Ag Verfahren zur Suspensionshydrierung einer Anthrachinon-Verbindung in einem speziellen Reaktor zur Herstellung von Wasserstoffperoxid
DE19841843A1 (de) * 1998-09-12 2000-03-30 Degussa Verfahren zur Durchführung von Gas-Flüssig-Reaktionen und Durchflußreaktor hierfür

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017089074A1 (en) 2015-11-26 2017-06-01 Evonik Degussa Gmbh Process for the epoxidation of an olefin
WO2017125266A1 (en) 2016-01-19 2017-07-27 Evonik Degussa Gmbh Process for the epoxidation of an olefin
EP3988528A1 (de) 2020-10-21 2022-04-27 Evonik Operations GmbH Verfahren zur herstellung von 1,2-propandiol aus propan
WO2022084048A1 (en) 2020-10-21 2022-04-28 Evonik Operations Gmbh A process for preparing 1,2-propanediol from propane
EP4063355A1 (de) 2021-03-22 2022-09-28 Evonik Operations GmbH Integriertes verfahren und anlage zur herstellung von styrol und propenoxid

Also Published As

Publication number Publication date
US20040126314A1 (en) 2004-07-01
EP1334062B1 (de) 2012-04-04
EP1334062A1 (de) 2003-08-13
US20020052532A1 (en) 2002-05-02
AU2001289827A1 (en) 2002-05-06
DE10052323A1 (de) 2002-05-02
CA2426313A1 (en) 2003-04-17
US6756028B2 (en) 2004-06-29
CA2426313C (en) 2011-01-04
ATE552211T1 (de) 2012-04-15
BR0114752A (pt) 2004-02-10
AR031000A1 (es) 2003-09-03
US6861042B2 (en) 2005-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1334062B1 (de) Kontinuierliches verfahren zur hydrierung
EP0111133B1 (de) Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxid nach dem Anthrachinonverfahren
DE69026590T2 (de) Nitrierungsverfahren
DE60214459T2 (de) Hydrogenierung einer Arbeitslösung in einem Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxid
DE69407653T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffsuperoxyd
US4428922A (en) Process for manufacturing hydrogen peroxide
DE2444234C2 (de) Verfahren zur Herstellung von p-Benzochinonen
DE2003268C3 (de) Vorrichtung zur Durchführung der Oxydation im Anthrachinonverfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxid
DE69907633T2 (de) Verfahren zur herstellung von wasserstoffperoxyd
DE2151104C3 (de) Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxyd
EP0221931B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur durchführung der oxidation im anthrachinonverfahren zur herstellung von wasserstoffperoxid
DE69605064T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxid
DE4029784C2 (de) Wasserstoffperoxid-Herstellungsverfahren
DE1542219B2 (de) Verfahren und vorrichtung zur hydrierung von stickoxyd zu hydroxylamin
EP1209122A1 (de) Verfahren zur kontinuierlichen Oxidation
EP1350761A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxid
EP0453949B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Alkyltetrahydroanthrahydrochinonlösungen und ihre Verwendung als Arbeitslösung bei der Wasserstoffperoxid-Herstellung nach dem Anthrachinonverfahren
DE2853990A1 (de) Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von fettalkoholen
DE60111063T2 (de) Verfahren zur herstellung von aromatischen aminen
DE602004005212T2 (de) Verfahren zur herstellung von wasserstoffperoxyd nach dem zyklischen anthrachinonverfahren
WO2001077013A1 (de) Verfahren zur herstellung von wasserstoffperoxid
EP0934238A1 (de) Verfahren zur herstellung von oxidationsprodukten des cyclohexans im gegenstrom
DE882402C (de) Reaktionsgefaess und Verfahren zur Durchfuehrung chemischer Reaktionen
DE1945752B1 (de) Verfahren zur Extraktion von Wasserstoffperoxid aus Arbeitsloesungen des Alkylanthrachinonverfahrens
DE2419534C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxyd

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2001969632

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2426313

Country of ref document: CA

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2001969632

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP