CZ20003676A3 - Process for the production of hydrogen peroxide by direct synthesis - Google Patents
Process for the production of hydrogen peroxide by direct synthesis Download PDFInfo
- Publication number
- CZ20003676A3 CZ20003676A3 CZ20003676A CZ20003676A CZ20003676A3 CZ 20003676 A3 CZ20003676 A3 CZ 20003676A3 CZ 20003676 A CZ20003676 A CZ 20003676A CZ 20003676 A CZ20003676 A CZ 20003676A CZ 20003676 A3 CZ20003676 A3 CZ 20003676A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- reactor
- gas mixture
- hydrogen
- oxygen
- catalyst
- Prior art date
Links
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
Vodný roztok peroxidu vodíku se vyrábí přímou syntézou z vodíku a kyslíku v přítomnosti heterogenního katalyzátoru. Podstata řešení spočívá v tom, že se do reaktoru, ve kterémje uspořádán katalyzátor, přivádí plynná směs obsahující H2 a O2, kteráje v podstatě nasycená nebo přesycená vodní párou (t.j. obsahuje mlhu). Objemový poměr přivedené plynné směsi (Nl/h) k odebrané kapalině (1/h) se nastaví na hodnoty rovné nebo větší než 15.000, zejména pak 20.000 až 50.000 a plynná směs opouštějící reaktor se po obohacení H2, O2 a vodní párou recykluje. Získají se roztoky s vysokou koncentrací H202. Heterogenní katalyzátor obsahuje jeden nebo několik kovů 8. vedlejší skupiny periodického systému, s výhodou vázaný na nosiči, např. na aktivním uhlí.An aqueous solution of hydrogen peroxide is produced by direct synthesis from hydrogen and oxygen in the presence of a heterogeneous catalyst. The essence of the solution lies in the fact that a gas mixture containing H2 and O2, which is essentially saturated or supersaturated with water vapor (i.e. contains mist), is fed to the reactor in which the catalyst is arranged. The volume ratio of the supplied gas mixture (Nl/h) to the withdrawn liquid (1/h) is set to values equal to or greater than 15,000, in particular 20,000 to 50,000, and the gas mixture leaving the reactor is recycled after enrichment with H2, O2 and water vapor. Solutions with a high concentration of H202 are obtained. The heterogeneous catalyst contains one or more metals of the 8th subsidiary group of the periodic table, preferably bound to a carrier, e.g. activated carbon.
Description
Způsob výroby peroxidu vodíku přímou syntézouMethod for producing hydrogen peroxide by direct synthesis
Vynález se týká způsobu výroby peroxidu vodíku ve formě vodného roztoku přímou syntézou z vodíku a kyslíku. Syntéza se provádí na heterogenním katalyzátoru v přítomnosti vody.The invention relates to a method for producing hydrogen peroxide in the form of an aqueous solution by direct synthesis from hydrogen and oxygen. The synthesis is carried out on a heterogeneous catalyst in the presence of water.
Dosavadní stav_technikyState of the art
Přímá syntéza peroxidu vodíku reakcí vodíku s kyslíkem v kyselém vodném médiu v přítomnosti katalyzátoru z ušlechtilého kovu na nosiči je známa z různých dokumentů. Například je možné ooukázat na US patenty4,OO9 252 a 4,The direct synthesis of hydrogen peroxide by the reaction of hydrogen with oxygen in an acidic aqueous medium in the presence of a supported noble metal catalyst is known from various documents. For example, reference may be made to US Patents 4,0009,252 and 4,
681 751 a EP patentu O 274 830. U zoůsobů popsaných v těchto dokumentech se používá čistě vodné reakční médium, které pro účely inhibice rozkladu vytvořeného peroxidu vodíku obsahuje silnou kyselinu, jako H2SO4 a/nebo HCI. Heterogenní katalyzátory, obsahující Pd na aktivním uhlí nebo jiné Pd a/nebo Pt, katalyzují reakci. Přísadou promotoru bromidu se zvyšuje selektivita. S těmito způsoby souvisí různé problémy, mezi nimi i příliš nízká selektivita a/nebo příliš malá koncentrace H202 a malá orostorově-časová výtěžnost, příliš velké vyhazování katalyzátoru a velká korozivita.681 751 and EP patent 0 274 830. In the processes described in these documents, a purely aqueous reaction medium is used, which contains a strong acid, such as H 2 SO 4 and/or HCl, in order to inhibit the decomposition of the hydrogen peroxide formed. Heterogeneous catalysts, containing Pd on activated carbon or other Pd and/or Pt, catalyze the reaction. The addition of a bromide promoter increases the selectivity. Various problems are associated with these processes, among them too low selectivity and/or too low a concentration of H 2 0 2 and a low space-time yield, too high catalyst rejection and high corrosiveness.
Rada dokumentů se zaměřuje na přípravu zlepšených katalyzátorů pro druhově stejné způsoby, aby se snížilo rozpouštění katalyzátoru a/nebo korozivní vlastnosti média, zde lze ooukázat například na EP-A 0 366 419, SP-A 0 498 166, EP-A 0 504 741 a EP-A 0 492 Ο64.A number of documents focus on the preparation of improved catalysts for similar processes in order to reduce catalyst dissolution and/or corrosive properties of the medium, for example EP-A 0 366 419, SP-A 0 498 166, EP-A 0 504 741 and EP-A 0 492 064 can be cited.
Druhově stejný způsob se může provádět podle EP-A 0 366 419, tím že se.plynná směs obsahující H2 a 02 vede » · w · · • · • ···A similar process can be carried out according to EP-A 0 366 419, by passing a gas mixture containing H 2 and O 2 » · w · · • · · ·
-2přes lože katalyzátoru umístěné v reaktoru se zkrápěným ložem, zatím co se současně v souporoudu zkrápí katalyzátorové lože vodnou fází obsahující HgSO^a HCI; vodná fáze se vede v okruhu. Při tomto způsobu se sice za použitί,katalyzátoru ušlechtilého kovu, který je vázán na hydrofobním nosiči, docílí p*i obvyklých podmínkách tlaku a teoloty vysoké selektivita, protikladem toho je ale ten nedostatek, Že se docílí velmi rízká koncentrace H2O2 /0,15 až 0,3 %/. Pro získání roztoků obvyklých na trhu se musí o^ipojit nákladné, hospodárnost snižující, stupně zkoncentrování a/nebo destilace.-2 over a catalyst bed placed in a trickle-bed reactor, while at the same time an aqueous phase containing HgSO^ and HCl is trickled onto the catalyst bed in series; the aqueous phase is circulated. In this process, although a high selectivity is achieved under the usual conditions of pressure and temperature by using a noble metal catalyst bound to a hydrophobic carrier, the drawback is that a very low concentration of H 2 O 2 /0.15 to 0.3%/ is achieved. In order to obtain the solutions customary on the market, expensive, cost-reducing, concentration and/or distillation steps must be carried out.
O zlepšení výše hodnoceného zoůsobu poučuje dokument Ep-A 579 109. I zde zkrápí kapalná fáze v souoroudu směs obsahující H2 a Dřeš lože katalyzátoru na bázi ušlechtilého kovu vázaného na aktivním uhlí na anorganický oxid nebo síran. Podstatné je dodržení objemového ooměru olynné fáze ke kapalné fázi v rozmezí 50C až 10000. Například se p*i dobré selektivitě co se týká H2 získá vodný roztok peroxidu s obsahem H202 okolo asi 5 % hmotn. . I tato koncentrace H202, která je onroti koncentraci obvyklé na trhu nízká, vyžaduje zpravidla i u tohoto způsobu následné zkoncentrování .The improvement of the above-mentioned method is taught in document EP -A 579 109. Here too, the liquid phase in the reactor is sprayed with a mixture containing H 2 and a noble metal catalyst bed bound to activated carbon onto an inorganic oxide or sulfate. It is essential to maintain the volume ratio of the liquid phase to the liquid phase in the range of 50 to 10,000. For example, with good selectivity with respect to H 2 , an aqueous peroxide solution with an H 2 0 2 content of about 5 wt. % is obtained. Even this H 2 0 2 concentration, which is low compared to the usual concentrations on the market, usually requires subsequent concentration in this method as well.
Podle způsobu, který je popsán v US patentu 5. 169 618, se plynná fáze , obsahující H2 a O2, s výhodou taková jejíž poměr parciálního tlaku H2 k 02 je asi 1 k 10, a kyselá v> dná fáze vedeBpulzujícím prouděním přes pevné lože katalyzátoru. Kapalná a plynná fáze vystuoující z reaktoru se hromadí a potom vedou ooět v okruhu. Pomocí oulzujícího tekoucího systému se má dosáhnout » ·According to the method described in U.S. Patent No. 5,169,618, a gaseous phase containing H2 and O2 , preferably one whose partial pressure ratio of H2 to O2 is about 1 to 10, and an acidic aqueous phase are passed through a fixed bed of catalyst in a pulsating flow. The liquid and gaseous phases exiting the reactor are collected and then passed through a circuit. The pulsating flow system is intended to achieve » ·
4 44 4
-3zlepšený přechod ke katalyzátoru a tím zvýšená prostorově-časová výtěžnost.PM tomto způsobu je možné, odtáhnout vodný roztok z okruhu, který obsahuje až do 20 % hmotn.Dodržení pulse-flow-regimes je kromě příkladu sice možné při objemovém poměru plynné fáze ke kapalné fázi okolo 100 až 150, ale je to co se týká technologie a řízení velmi nákladné. Existoval^proto notřeba jednoduchého ovladatelného konceptu způsobu.-3improved transition to the catalyst and thus increased space-time yield. PM This method makes it possible to withdraw an aqueous solution from the circuit, which contains up to 20% by weight. Compliance with pulse-flow-regimes is possible, except for the example, at a volume ratio of the gas phase to the liquid phase of about 100 to 150, but this is very expensive in terms of technology and control. There was therefore a need for a simple controllable process concept.
Stejně za použití katalyzátoru na pevném loži , avšak v nepřítomnosti jakéhokoliv rozpouštědla, pracuje způsob podle WO 97/32812. Reakční plynná směs proudící pevným ležem není nasycená vodcu a peroxidem vodíku. Vzniklý peroxid vodíku se oddělí v separačním stupni dále zařazeného reaktoru od reakčního plynu. Vzhledem k tomu, že se reakce orovádí v nepřítomnosti kapali ny, je reakční rychlost a výtěžek vysoký. Nevýhodou je, že se musí nechat cirkulovat velice veliký objem plynu, aby se zabránilo kondenzaci í^O a ^02 v reaktoru. Pro izolování peroxidu vodíku se musí velice zvýšit tlak v dále zařazeném separačním stupni a/nebo se musí snížit teplota. Při kompresi plynné fáze obsahující existuje ale vysoké riziko bezpečnosti a kromě toho je komoresní stupeň technicky nákladný.The method according to WO 97/32812 also works using a fixed-bed catalyst, but in the absence of any solvent. The reaction gas mixture flowing through the fixed bed is not saturated with hydrogen and hydrogen peroxide. The hydrogen peroxide formed is separated from the reaction gas in the separation stage of a downstream reactor. Since the reaction is carried out in the absence of liquid, the reaction rate and yield are high. The disadvantage is that a very large volume of gas must be circulated in order to prevent condensation of H2O and H2O2 in the reactor. In order to isolate the hydrogen peroxide, the pressure in the downstream separation stage must be greatly increased and/or the temperature must be reduced. However, there is a high safety risk when compressing the gas phase containing the hydrogen peroxide, and in addition, the chamber stage is technically expensive.
Úlohou vynálezu je dát k dispozici další druhově odpovídající stupeň, podle něhož by bylo možné odebírat z reaktoru přímo vodný roztok V-2^2 8 obsahem ne3“ méně 10 % hmotn. . Způsob by měl být technicky bezpečný a jednoduše ovladatelný.The object of the invention is to provide a further type-appropriate stage according to which it would be possible to withdraw an aqueous solution of V-2^2 8 with a content of not less than 10% by weight directly from the reactor. The method should be technically safe and easy to operate.
Podstata_v^nálezuThe essence of the finding
Úloha je vyřešena způsobem výroby vodného roztoku peroxidu vodíku, který zahrnuje pMmou syntézu z vodíkuThe task is solved by a method for producing an aqueous solution of hydrogen peroxide, which includes a direct synthesis from hydrogen
-4kyslíku, přičemž plynná směs, obsahující vodík a kyslík proudí v přítomnosti vody kontinuálně přes povrch heterogenního katalyzátoru, který je uspořádán v reaktoru jako pevné }ože nebo jako povlak stěny, a vzniklý vodný roztok peroxidu se odebírá na dolním konci reaktoru, jeho? podstata spočívá v tom, Že se do reaktoru přivádí plynná směs obsahující vodík a kyslík, kter,á je v podstatě nasycená nebo přesycená vodní párou, uvnitř reaktoru se část vodní páry nechá zkondenzovat a/nebo se zpracuje koalescencí, nastaví se poměr zavedené plynné směsi /Nl/h/ k odebrané kapalině /1/h/ větáí než 15.000 a plynná směs opouštějící reaktor se po naložení vodíkem, kyslíkem a vodní párou recykluje .-4oxygen, wherein the gaseous mixture containing hydrogen and oxygen flows continuously in the presence of water over the surface of a heterogeneous catalyst, which is arranged in the reactor as a solid layer or as a wall coating, and the resulting aqueous peroxide solution is withdrawn at the lower end of the reactor, its essence lies in the fact that a gaseous mixture containing hydrogen and oxygen is fed into the reactor, which is essentially saturated or supersaturated with water vapor, part of the water vapor is allowed to condense inside the reactor and/or is treated by coalescence, the ratio of the introduced gaseous mixture /Nl/h/ to the withdrawn liquid /L/h/ is set to be greater than 15,000 and the gaseous mixture leaving the reactor is recycled after being loaded with hydrogen, oxygen and water vapor.
Při způsobu podle vynálezu se kaoalná fáze, která zkrápí lože katalyzátoru nebo zkrápí podélně stěny povlečené katalyzátorem, vyrobí kondenzací a/nebo koalescencí části vodní vodní páry obsažené v plynné směsi. Při použití plynných směsí, nasycených v podstatě vodní párou- znamená pojem v podstatě až 100 % stuoně nasycení- se snížením teploty v reaktoru nedosáhne rosný bod. S výhodou se používá plynný směs témě* nasycená nebo s výhodou přesycená HgO. Při použití přesycené plynné směsi, tedy směsi obsahující vodní mlhu, může se teplota v reaktoru udržet konstantní.V případě potřeby se může získat větší množství kapaliny dalším snížením teploty. Požadované množství vody, které je podstatné pro koncentraci vzniklého peroxidu vodíku, se tedy může regulovat pomocí teplotního profilu v reaktoru a/nebo vodní párou popřípadě obsahem mlhy.In the process according to the invention, the liquid phase, which sprays the catalyst bed or sprays the catalyst-coated walls longitudinally, is produced by condensation and/or coalescence of a portion of the water vapor contained in the gas mixture. When using gas mixtures which are essentially saturated with water vapor - the term essentially means up to 100% saturation - the dew point is not reached by lowering the temperature in the reactor. Preferably, a gas mixture which is almost saturated or preferably supersaturated with HgO is used. When using a supersaturated gas mixture, i.e. a mixture containing water mist, the temperature in the reactor can be kept constant. If necessary, a larger amount of liquid can be obtained by further lowering the temperature. The required amount of water, which is essential for the concentration of the hydrogen peroxide formed, can therefore be regulated by means of the temperature profile in the reactor and/or the water vapor or the mist content.
S výhodou se plynná fáze a vznikající kapalná fáze vedou v souproudu, nebol při tomto způsobu se můžr snadno φφφ φ « φφφφ ·Preferably, the gas phase and the resulting liquid phase are conducted in cocurrent, since in this process it is easy to φφφ φ « φφφφ ·
Φφφ φφφ φ φ φφφ · * φ φ φ φ φ · φ · · · φ •Φ φφφ φφφ φ · * φ φ φ φ · φ φ φ ·Φφφ φφφ φ φ φφφ · * φ φ φ φ φ · φ · · · φ •Φ φφφ φφφ φ · * φ φ φ φ · φ φ φ ·
-5zabránit zatopení reaktoru. Aby se dosáhla vysoká prostorově-časová výtěžnost, nenakape se voda na lože katalyzátoru, nýbrž se přivádí ve formě mlhy, získané například kompresí vzduchu, který slouží jako zdroj 02. Tím se zaručí rovnoměrná vedení reakce. Použitím plynné směsi nasycené v podstatě vodní parou nebo obsahující mlhu se zabrání přehřátí katalyzátoru a snížení selektivity a získá se přímo vodný roztok peroxidu vodíku v požadované koncentraci.-5prevent flooding of the reactor. In order to achieve a high space-time yield, water is not dripped onto the catalyst bed, but is fed in the form of a mist, obtained for example by compressing air, which serves as a source of 0 2 . This ensures uniform conduct of the reaction. By using a gas mixture saturated essentially with water vapor or containing a mist, overheating of the catalyst and a reduction in selectivity are prevented and an aqueous solution of hydrogen peroxide in the desired concentration is obtained directly.
Reakční plyny vodík a kyslík, obsažené v použité Dlynné směsi zreagují v reaktoru pouze částečně. Plynná směs, opouštějící reaktor, se po svém naložení vodíkem, kyslíkem a vodní parou se přivádí opět do reaktoru, Konverze H2 uvnit* reaktoru a tím rychlost tvorby HgOg je určující pro velikost recirkulace olynu. Podstatné pro vynález je dodržení určitých poměrů plynné směsi zavedené za časovou jednotku k odebrané kapalině- poměr má být stejný nebo s výhodou větší než 15.000. Zejména výhodně se poměr nastaví v rozmezí 20.000 až 50.000, nejvýhodněji 25.000 až 40.000. Malé množství kaoalné fáze, vztaženo na plynnou fázi, dovoluje rychlou reakci plynů H2 a 02 na povrchu katalyzátoru s vysokou selektivitou H2 vztaženo na tvorbu H202 a získání vodného roztoku peroxidu vodíku a vysokou koncentrací H202 ve vysokém výtěžku.The reaction gases hydrogen and oxygen contained in the used liquid mixture react only partially in the reactor. The gas mixture leaving the reactor, after being loaded with hydrogen, oxygen and water vapor, is fed back into the reactor. The conversion of H 2 inside the reactor and thus the rate of formation of HgO 2 is decisive for the amount of recirculation of the liquid. It is essential for the invention to maintain certain ratios of the gas mixture introduced per unit of time to the liquid withdrawn - the ratio should be equal to or preferably greater than 15,000. The ratio is particularly preferably set in the range of 20,000 to 50,000, most preferably 25,000 to 40,000. The small amount of aqueous phase, relative to the gas phase, allows for a rapid reaction of H 2 and O 2 gases on the catalyst surface with high selectivity of H 2 with respect to the formation of H 2 0 2 and obtaining an aqueous solution of hydrogen peroxide and a high concentration of H 2 0 2 in high yield.
H2, 02, vodní páru a popřípadě inertní plyny obsahující plynná směs by z bezpečnostních důvodů neměla mít s výhodou složení, které má sklon k detonaci. Obsah H2 se s výhodou omezuje na hodnoty okolo 6 % obj; s výhodou je obsah H2 v rozmezí 3 až 5 % obj. Obsah kyslíku v plynné směsi může být stechiometrický nebo vyšší než stechiometrický.For safety reasons, the gas mixture containing H 2 , 0 2 , water vapor and optionally inert gases should preferably not have a composition that is prone to detonation. The H 2 content is preferably limited to values of about 6 vol. %; preferably the H 2 content is in the range of 3 to 5 vol. %. The oxygen content in the gas mixture may be stoichiometric or higher than stoichiometric.
• ΦΦΦ φ · • ΦΦΦ• ΦΦΦ φ · • ΦΦΦ
-6φφ φφ φ-6φφ φφ φ
• ΦΦ φ φφ φφ ·· φφφ φ φ φ · ♦ φφφ φφφφ φφ ΦΦΦ ΦΦ φ φφφ φφφφ• ΦΦ φ φφ φφ ·· φφφ φ φ φ · ♦ φφφ φφφφ φφ ΦΦΦ ΦΦ φ φφφ φφφφ
ΦΦΦΦΦ φφ φφΦΦΦΦΦ φφ φφ
S výhodou se kyslík používá výhradně nebo převážně ve formě vzduchu. Obsah 0£ v používané plynné směsi je obecně v rozmezí 10 až 20 % obj., zejména pak 18 až 19 % obj. Nezbytná vodní párg se do plynné směsi může přivádět spolu s používaným vzduchem nebo jako taková, Plynná směs přesycená vodní parou obsahuje vodu ve formě mlhy.Preferably, oxygen is used exclusively or predominantly in the form of air. The O2 content in the gas mixture used is generally in the range of 10 to 20% by volume, in particular 18 to 19% by volume. The necessary water vapor can be introduced into the gas mixture together with the air used or as such. The gas mixture supersaturated with water vapor contains water in the form of mist.
Podmínky týkající se tlaku a teploty odpovídají podmínkám, které jsou známé ze stavu techniky. Tak může být reakční teplota v rozmezí 0 až 90 °C, s výhodou je ale rozmezí teploty 20 až 70 °C. Tlak může být v rozmezí atmosferického tlaku až asi 10 MPa. S výhodou se reakce provádí v rozmezí 0,5 až 5 MPa. Obvzláštní výhodou způsobu podle vynálezu je to, že se zde může pracovat při nižších tlacích, jako například 1 MPa až tlacích nižších než 5 MPa.The conditions relating to pressure and temperature correspond to those known from the prior art. Thus, the reaction temperature can be in the range of 0 to 90 °C, but preferably the temperature range is 20 to 70 °C. The pressure can be in the range of atmospheric pressure up to about 10 MPa. The reaction is preferably carried out in the range of 0.5 to 5 MPa. A particular advantage of the process according to the invention is that it can be carried out at lower pressures, such as 1 MPa to pressures below 5 MPa.
Při provádění způsobu podle vynálezu se mohou pro konverzi ooužívat známé katalyzátory. Při tom set jedná o takové, které obsahují jeden nebo několik prvků 8. a/nebo 1. vedlejší skupiny periodického systému, zejména prvky z řady Ru, Rh, Pd, Ir, Pt a Au, přičemž zejména výhodné je Pd a Pt. Prvek nebo prvky, které jsou katalyticky účinné, jsou nejčastěji vázány na nosič ve formě částic, tyto mohou být ale také uspořádány ve formě povlaku s dostatečně velkým účinným povrchem na monolitickém nosiči ooatřeném kanály nebo na jiných plochých nosičích. Zejména s výhodou se používají katalyzátory z ušlechtilých kovů vázaných na nosiči, nebol tyto se hodí pro použití v reaktorech se zkrápěným ložem jako násyp s předem stanovanou velikostí částic. Velikost částic vhodných nosičů je obecně v rozmezí 0,05 až 2mm. Obsah ušlechtilého kovu v nosiči katalyzátoru je obecně v rozmezí 0,01 až 10 % hmotn.In carrying out the process according to the invention, known catalysts can be used for the conversion. These are those which contain one or more elements of the 8th and/or 1st subgroup of the periodic table, in particular elements from the series Ru, Rh, Pd, Ir, Pt and Au, with Pd and Pt being particularly preferred. The element or elements which are catalytically active are most often bound to a carrier in the form of particles, but these can also be arranged in the form of a coating with a sufficiently large effective surface on a monolithic carrier with channels or on other flat carriers. Catalysts made of noble metals bound to a carrier are particularly preferred, since they are suitable for use in fluidized bed reactors as a filling with a predetermined particle size. The particle size of suitable carriers is generally in the range of 0.05 to 2 mm. The noble metal content in the catalyst carrier is generally in the range of 0.01 to 10 wt.%.
Jako materiály nosičů se kromě aktivního uhlí hodí ve vodě rozpustné oxidy, směsné oxidy, sírany, fosforečnany a křemičitany ušlechtilých kovů, Al, Si, Sn a kovů 3. až 8 vedlejší skupiny periodického systému. Nejčastěji používanými nosiči jsou aktivní uhlí, ale při výběru by se mělo dbát na to, aby co nejméně vyvolávaly rozklad peroxidu vodíku. Z oxidů jsou obecně výhodné SiO2, A12O^, SnC>2, TiC>2, ZrC>2, Nt^O^ a Ta2O^ a ze síranů je výhodný síran barnatý.In addition to activated carbon, suitable carrier materials include water-soluble oxides, mixed oxides, sulfates, phosphates and silicates of noble metals, Al, Si, Sn and metals of groups 3 to 8 of the periodic table. The most commonly used carriers are activated carbons, but care should be taken when selecting them to ensure that they cause as little decomposition of hydrogen peroxide as possible. Of the oxides, SiO 2 , Al 2 O^, SnC> 2 , TiC> 2 , ZrC> 2 , Nt^O^ and Ta 2 O^ are generally preferred, and of the sulfates, barium sulfate is preferred.
P*i výběru vhodného materiálu nosičů je podle jedné zvláštní formy provedení výhodné, když nosič má kyselá centra, které stabilizují peroxid vodíku. Nosič může obsahovat například minerální kyseliny, jako nan^íklad zejména kyselinu sírovou, kyselinu fosforečnou nebo heteropolykyselinu ve fixované formě, nebo kyselý oxid, jako například V2O^, je součástí směsného oxidu.When selecting a suitable carrier material, it is advantageous according to one particular embodiment if the carrier has acidic centers that stabilize the hydrogen peroxide. The carrier may contain, for example, mineral acids, such as, in particular, sulfuric acid, phosphoric acid or a heteropolyacid in fixed form, or an acidic oxide, such as, for example, V2O3 , is part of a mixed oxide.
U jiných kyselých nosičů se jedná o anorganické nebo organické iontoměniče, jako například kyselé zeolity, snad ZSMS, dále polysiloxany obsahující skupiny kyseliny sulfonové, makroporézní organické iontoměniče obsahující skupiny kyseliny sulfonové nebo kyseliny fosfonové.Other acidic carriers include inorganic or organic ion exchangers, such as acidic zeolites, perhaps ZSMS, polysiloxanes containing sulfonic acid groups, macroporous organic ion exchangers containing sulfonic acid or phosphonic acid groups.
Podle další formy vytvoření vynálezu se konverze provádí v přítomnosti kyseliny, zejména minerální kyseliny, jako kyseliny sírové, kyseliny solné, kyseliny fosforečné. Tyto kyseliny se mohou nanášet na lože katalyzátoru v kapalné formě , možná vodném roztoku. Alternativně se mohou přidávat do plynné směsi, která se má používat, v malých množstvích kyselé plyny , jako například SC>2, SO^, N02 a HCI, aby se omezil rozklad H202. Také přídavek kokatalyzátorů, jako halogenidů, zeAccording to another embodiment of the invention, the conversion is carried out in the presence of an acid, in particular a mineral acid, such as sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid. These acids can be applied to the catalyst bed in liquid form, possibly in aqueous solution. Alternatively, acid gases such as SO 2 , SO 4 , NO 2 and HCl can be added to the gas mixture to be used in small amounts in order to limit the decomposition of H 2 0 2 . Also, the addition of cocatalysts such as halides, from
-8• 4 4444 4 4» 44 44-8• 4 4444 4 4» 44 44
4*4 44 *4 4 · 4 ·4*4 44 *4 4 · 4 ·
4 444 4 4 4 4 4 4 · «4 4 · 444444444 444 4 4 4 4 4 4 · «4 4 · 44444444
4 4 4 4 · 4444 ·· 444 444 44 |· *4 jména bromidů, je známý. Katalyzátory tohoto druhu mohou být fixovány na nosiči katalyzátoru nebo se mohou přivádět během konverze ve formě prášku nebo jako roztok do systému.4 4 4 4 · 4444 ·· 444 444 44 |· *4 bromide names, is known. Catalysts of this type can be fixed on a catalyst support or can be fed into the system during the conversion in powder form or as a solution.
Reaktory, používané pxi způsobu podle vynálezu, jsou s výhodou vytvořeny jako reaktory se zkrápěným ložem. Trubkové reaktory dovolí jednoduchým způsobem odvádět teplo chladícím pláštěm, který je uspořádán okolo nich. V takovýchto reaktorech se proud plynu zavádí nahoře, a vzniklý vodný roztok peroxidu vodíku a plyn obsahující H2.-'nasycený vodní párou a 0^ vystupují dole. Po dle jiného způsobu provedení vynálezu se katalyzátor nachází na povrchu kovových nebo keramických stěn uspořádaných v reaktoru, které jsou uspořádány analogicky jako výměník tepla ve formě desek a rovněž jsou tak vytvořeny, nebo na povrchu kanálů monolitických bloků katalyzátoru.The reactors used in the process according to the invention are preferably designed as fluidized bed reactors. Tubular reactors allow heat to be removed in a simple manner by means of a cooling jacket arranged around them. In such reactors, the gas stream is introduced at the top, and the resulting aqueous hydrogen peroxide solution and the gas containing H 2 .-'saturated with water vapor and 0^ exit at the bottom. According to another embodiment of the invention, the catalyst is located on the surface of metal or ceramic walls arranged in the reactor, which are arranged analogously to a plate heat exchanger and are also designed in this way, or on the surface of the channels of monolithic catalyst blocks.
Vynález je dále blíže vysvětlen pomocí následujících o^íkladů.The invention is further explained in more detail by means of the following examples.
Příklady provedení^v^nálezuExamples of embodiments of the invention
Způsob podle vynálezu byl vyzkoušen v laboratorní aparatuře se zkrápěným ložem podle obr:The method according to the invention was tested in a laboratory apparatus with a fluidized bed according to the figure:
Trubkový dvouplášlový reaktor 1, opatřený chladícím pláštěm, obsahuje ve vnitřní trubce lože 2 katalyzátoru. Cirkulační potrubí 3 pro olyn obsahuje kompresoe 4, nezbytný pro cirkulaci, toto vede ze spodní části reaktoru, který slouží pro dělení plynu a kapaliny, ven a v horní části reaktoru dovnitř. Do cirkulačního potrubí 3 pro plyn ústí potrubí pro napájení vodíku 5, vodní páry 6 kyslíku nebo vzduchu 7 a při potřebě plynných aditiv 8: alternativně se aditiva mohou dostat do hlavy • fe fefefefe » ·· fefe fefe • fefe fefefefe fefefe* fe · fefefe fefefe fefefefe fe · fefe fefe fefefe fefe · fefe · fefefe fefefefe fefe fefe* fefefe fefe fefe fefeThe tubular double-jacketed reactor 1, equipped with a cooling jacket, contains a catalyst bed 2 in the inner tube. The circulation pipe 3 for the gas contains a compressor 4, necessary for circulation, this leads from the lower part of the reactor, which serves for the separation of gas and liquid, to the outside and in the upper part of the reactor to the inside. The gas circulation pipe 3 opens into the pipeline for supplying hydrogen 5, water vapor 6, oxygen or air 7 and, if necessary, gaseous additives 8: alternatively, the additives can get into the head • fe fefefefe » ·· fefe fefe • fefe
-9reaktoru v plynné nebo kapalné formě i přes potrubí-9reactor in gaseous or liquid form and through pipes
9. Vodný roztok K202 se odtahuje na spodku reaktoru přes potrubí 10. Přebytek plynu se může odvádět přes potrubí 11.9. The aqueous K202 solution is withdrawn at the bottom of the reactor through pipe 10. Excess gas can be discharged through pipe 11.
Zkušební reaktor měl vnitřní průměr 18 mm a délku 400 mm.Náplň katalyzátoru byla 100 ml a sestávala z vytlačených výlisků /1,8 mm/ z 1 % paládia na aktivním uhlí.The test reactor had an internal diameter of 18 mm and a length of 400 mm. The catalyst charge was 100 ml and consisted of extruded pellets /1.8 mm/ of 1% palladium on activated carbon.
Reakční podmínky a výsledky vyplývají z tabulky. Ve všech příkladech byl jako složka kyslíku použit syntetický vzduch v Messer Griesheimových tlakových plynových lahvích, /složení 21 % obj. kyslíku, zbytek dusík/. Reakce se prováděla v přítomnosti kyseliny a bromidu, které byly nadávkovány jako vodný roztok.The reaction conditions and results are given in the table. In all examples, synthetic air in Messer Griesheim pressurized gas cylinders was used as the oxygen component, /composition 21% vol. oxygen, the rest nitrogen/. The reaction was carried out in the presence of acid and bromide, which were dosed as an aqueous solution.
Při pokusech 1 až 3 se pracovalo s recyklací plynu, to znamená že odpadní plyn byl úplně vyfoukán. Ρ*ί nokusu 4 byl odpadní plyn doplnil syntetickým vzduchem a vodíkem, část odoadního plynu se vyfoukal, aby se odstranil inertní dusík.In experiments 1 to 3, gas recycling was used, i.e. the waste gas was completely blown out. In experiment 4, the waste gas was supplemented with synthetic air and hydrogen, and part of the exhaust gas was blown out to remove inert nitrogen.
-10• tf ·*· · • tftf • · · ·· • · · ·· ··· • ♦» ·· ·· tf·· · · tftf · • · · · · · · • · · · · · · • · · · · · tf · ·-10• tf ·*· · • tftf • · · ·· • · · ·· ··· • ♦» ·· ·· tf·· · · tftf · • · · · · · · • · · · · · · • · · · · · tf · ·
Tabulka příklad č. 1 2 34 s/bez bez bez bez s recyklace plynu použitá směs olynu / % obj./Table example no. 1 2 34 with/without without without without with gas recycling used olein mixture / % vol./
plyn /Nl/h/ ke kaoalině /1/h/gas /Nl/h/ to kaolin /1/h/
PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20003676A CZ20003676A3 (en) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | Process for the production of hydrogen peroxide by direct synthesis |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20003676A CZ20003676A3 (en) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | Process for the production of hydrogen peroxide by direct synthesis |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20003676A3 true CZ20003676A3 (en) | 2001-03-14 |
Family
ID=5472150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20003676A CZ20003676A3 (en) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | Process for the production of hydrogen peroxide by direct synthesis |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ20003676A3 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116539805A (en) * | 2023-04-18 | 2023-08-04 | 光大环保技术研究院（深圳）有限公司 | A method for generating hydrogen peroxide standard gas for calibration |
-
1999
- 1999-03-31 CZ CZ20003676A patent/CZ20003676A3/en unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116539805A (en) * | 2023-04-18 | 2023-08-04 | 光大环保技术研究院（深圳）有限公司 | A method for generating hydrogen peroxide standard gas for calibration |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6117409A (en) | Process for producing hydrogen peroxide by direct synthesis | |
| AU725799B2 (en) | Preparation of hydrogen peroxide | |
| EP1170250B1 (en) | Method for producing chlorine | |
| CA2419814C (en) | Process for the production of hydrogen peroxide | |
| US4601884A (en) | Appliance for the production of gaseous products by decomposition of liquids | |
| EP1042220B1 (en) | Process for production of hydrogen peroxide | |
| KR100696149B1 (en) | Improved Method for Vinyl Acetate Production | |
| JP2645467B2 (en) | Oxychlorination catalyst | |
| US20010024634A1 (en) | Method of producing hydrogen peroxide by direct synthesis and noble-metal catalyst for the method | |
| ES2207124T3 (en) | PROCEDURE FOR THE PRODUCTION OF VINYL ACETATE. | |
| CA2443203A1 (en) | Method of producing organic hydrogen peroxide solutions | |
| US5550281A (en) | Fluid bed process for the acetoxylation of ethylene in the production of vinyl acetate | |
| KR100620298B1 (en) | Process for the production of vinyl acetate | |
| CZ20003676A3 (en) | Process for the production of hydrogen peroxide by direct synthesis | |
| EP4214185B1 (en) | Process for the production of glyoxal | |
| WO2007066810A1 (en) | Method for production of chlorine | |
| JPH0753472A (en) | Production of dialkyl carbonate | |
| US8007735B2 (en) | Selective catalytic oxidation of ammonia to water and nitrogen | |
| US20060120949A1 (en) | Method for production of hydrogen peroxide with improved yield and selectivity by direct oxidation of hydrogen over palladium containing catalyst | |
| RU2093506C1 (en) | Method of preparing vinyl acetate | |
| WO2006135074A1 (en) | Method for producing oxidation catalyst, method for producing chlorine, and method for oxidizing carbon monoxide and/or unsaturated hydrocarbon | |
| CA1135940A (en) | Process for recombination of oxygen with hydrogen | |
| MXPA00009912A (en) | Method for producing hydrogen peroxide by direct synthesis | |
| WO2006050827A1 (en) | Continuous process for the preparation of phenol from benzene in a fixed bed reactor | |
| JPH08290007A (en) | Method of removing dissolved oxygen |