DE69700615T2 - Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxyd - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxid durch direkte Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff in einem wäßrigen Medium in Gegenwart eines Katalysators. Die Erfindung betrifft auch einen Katalysator, der zur Verwendung in einem solchen Verfahren geeignet ist.
- Die Herstellung von Wasserstoffperoxid durch direkte Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff kann durchgeführt werden, indem Wasserstoff und Sauerstoff mit einem Katalysator in einem wäßrigen Reaktionsmedium in Kontakt gebracht werden, wie beispielsweise in den US Patenten 4 681 751, 4 772 458 und S 128 114 sowie in EP 627 381 beschrieben.
- Es ist jedoch schwierig, hohe Konzentrationen an Wasserstoffperoxid zu erhalten, was vermutlich der Tatsache zuzuschreiben ist, daß der gleiche Katalysator, der die Erzeugung von Wasserstoffperoxid fördert, auch dessen Zersetzung in Wasser und Sauerstoff katalysiert.
- Um einen selektiven Katalysator zu erhalten, offenbaren das US Patent 5 338 531 sowie Chuang et al., "Selective Oxidation of Hydrogen to Hydrogen Peroxide", Studies in Surface Science and Catalysis, Bd. 72,·S. 33-41 die Verwendung eines Palladiumkatalysators auf einem Träger aus fluoriertem Kohlenstoff. Derartige Träger sind jedoch vergleichsweise teuer und können auch durch Schäumen, Entstehen von Überzügen und trockenen Ablagerungen im Reaktor Probleme verursachen.
- Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Problem zu lösen, ein Verfahren zur direkten Herstellung von Wasserstoffperoxid aus Wasserstoff und Sauerstoff mit hoher Selektivität bereitzustellen, wodurch die Herstellung von wäßrigen Lösungen von Wasserstoffperoxid in hohen Konzentrationen ermöglicht wird. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen selektiven Katalysator, der für ein solches Verfahren geeignet ist, bereitzustellen.
- Es wird üblicherweise als günstig angesehen, in katalytischen Verfahren einen Katalysator mit einer großen wirksamen Oberfläche zu verwenden, der bereitgestellt werden kann, indem das wirksame Material auf einem porösen Träger, beispielsweise aus adsorbierendem Kohlenstoff abgeschieden wird. Überraschenderweise wurde jedoch nun gefunden, daß die Selektivität eines Katalysators zur Herstellung von Wasserstoffperoxid verbessert werden kann, wenn das wirksame Material auf einem porösen Träger abgeschieden wird, der hydro phil ist, eine vergleichsweise kleine Oberfläche besitzt und hauptsächlich Poren mit einem vergleichsweise großen Durchmesser hat.
- Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxid durch direkte Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff in einem wäßrigen Reaktionsmedium. Wasserstoff und Sauerstoff werden mit einem Katalysator in Kontakt gebracht, der im Reaktionsmedium suspendiert ist, wobei der Katalysator ein katalytisch wirksames Material umfaßt, das auf einem Träger aus einem porösen Siliziumoxid, Aluminiumoxid oder nichtfluoriertem Kohlenstoff abgeschieden ist, der eine BET-Oberfläche von weniger als etwa 150 m²/g aufweist, wobei Poren mit einem Durchmesser von größer als etwa 10 nm mehr als etwa 50% des gesamten Porenvolumens ausmachen.
- Die Erfindung betrifft auch einen Katalysator, der zur Verwendung in einem solchen Verfahren geeignet ist, wobei der Katalysator ein katalytisch wirksames Material umfaßt, das auf einem Träger aus einem porösen Siliziumoxid, Aluminiumoxid oder nichtfluoriertem Kohlenstoff abgeschieden ist, der eine BET-Oberfläche von weniger als etwa 150 m²/g aufweist, wobei Poren mit einem Durchmesser von größer als etwa 10 nm mehr als etwa 50% des gesamten Porenvolumens ausmachen.
- Das am stärksten bevorzugte Trägermaterial ist nichtfluorierter Kohlenstoff, insbesondere Ruß.
- Das Trägermaterial ist vorzugsweise nicht hydrophob, und es wird besonders bevorzugt, wenn der Katalysator in Form von Teilchen, die in Wasser sinken, vorliegt.
- Die BET-Oberfläche des Katalysatorträgers ist vorzugsweise kleiner als etwa 120 m²/g, am stärksten bevorzugt kleiner als etwa 100 m²/g, aber übersteigt vorzugsweise etwa 10 m²/g, am stärksten bevorzugt etwa 20 m²/g. Vorzugsweise machen Poren mit einem Durchmesser von größer als etwa 10 nm, am stärksten bevorzugt größer als etwa 20 nm mehr als etwa 50%, am stärksten bevorzugt etwa 80% des gesamten Porenvolumens aus.
- Ohne an eine spezifische Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, daß eine kleine spezifische Oberfläche und eine kleine Menge an kleinen Poren die Anreicherung von Wasserstoffperoxid im Katalysator minimiert, wo Mangel an Wasserstoff herrscht, was unvermeidlich zur Zersetzung unter Bildung von Wasser führt. Eine solche Anreicherung kann auch zur Auflösung des katalytisch wirksamen Materials führen. Ferner wird angenommen, daß Kohlenstoff als solcher die Zersetzung von Wasserstoffperoxid fördert, dessen Zersetzung minimiert werden kann, indem ein Träger mit einer kleinen spezifischen Oberfläche verwendet wird.
- Es wird im allgemeinen als günstig angesehen, wenn in katalytischen Verfahren das wirksame Material auf dem Träger in Form von Teilchen, die so klein wie möglich sind, abgeschieden ist, wodurch die wirksame Oberfläche des Katalysators maximiert wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde jedoch gefunden, daß verhältnismäßig große Teilchen des wirksamen Materials nicht zu einem wesentlichen Verlust an Produktivität führen, aber eine größere Stabilität des Katalysators mit sich bringen können. Die Teilchengröße kann als Oberfläche des wirksamen Materials ausgedrückt werden und beträgt geeigneterweise etwa 25 bis etwa 500 m²/g des wirksamen Materials, vorzugsweise etwa 30 bis etwa 100 m²/g des wirksamen Materials.
- Der Katalysator liegt vorzugsweise in Form von Teilchen mit einem mittleren Durchmesser von etwa 1 bis etwa 100 um, am stärksten bevorzugt etwa 5 bis etwa 50 um oder von etwa 20 bis etwa 50 um vor.
- Vorzugsweise enthält der Katalysator etwa 0,1 bis etwa 10 Gew.-%, am stärksten bevorzugt etwa 0,3 bis etwa 8 Gew.-% des katalytisch wirksamen Materials. Der Katalysator kann hergestellt werden, indem ein Träger mit einer Lösung oder einem Kolloid des wirksamen Material getränkt wird, wie beispielsweise im US Patent 5 338 531 beschrieben. Das katalytisch wirksame Material umfaßt geeigneterweise ein oder mehrere Edelmetalle, vorzugsweise ausgewählt aus Metallen der Gruppe VIII oder Gold, am stärksten bevorzugt Palladium, Platin oder deren Gemische. Am stärksten bevorzugt ist als wirksames Material ein Gemisch aus etwa 90 bis 100 Gew.-% Palladium und 0 bis etwa 10 Gew.-% Platin.
- Das wäßrige Reaktionsmedium ist geeigneterweise sauer und enthält vorzugsweise etwa 0,01 bis etwa 1 mol/l an freien Wasserstoffionen, am stärksten bevorzugt etwa 0,02 bis etwa 0,2 mol/l an freien Wasserstoffionen. Die Säure kann zum Beispiel in Form von Schwefelsäure, Phosphorsäure oder Perchlorsäure zugeführt werden, die vorzugsweise in einer Menge von etwa 0,01 bis etwa 1 mol/l, am stärksten bevorzugt etwa 0,02 bis etwa 0,2 mol/l vorhanden ist. Ferner enthält das Reaktionsmedium geeigneterweise auch ein oder mehrere Halogenidionen, wie Bromid, Chlorid oder Iodid, von welchen Bromid besonders bevorzugt wird. Das Halogenid ist vorzugsweise in einer Menge von etwa 1 bis etwa 1.000 ppm des Gewichts, am stärksten bevorzugt etwa 2 bis etwa 100 ppm des Gewichts vorhanden und kann in Form von Alkalimetallsalzen, wie Natrium, Kalium oder deren Gemisch, oder in Form der entsprechenden Säuren zugeführt werden.
- Das Verfahren wird geeigneterweise durchgeführt, indem Wasserstoff und Sauerstoff kontinuierlich in Gasform in ein unter Druck stehendes Reaktionsgefäß, das eine Aufschlämmung der Katalysatorteilchen im Reaktionsmedium enthält, zugeführt werden. Sauerstoff kann als im wesentlichen reines Gas oder in Form eines sauerstoffhaltigen Gases, wie Luft, zugeführt werden. Die Gasphase im Reaktor enthält geeigneterweise einen Überschuß an Sauerstoff, vorzugsweise 0 bis etwa 75 Mol-% oder 0 bis etwa 25 Mol-%. Die Reaktion wird durch einen hohen Wasserstoffgehalt begünstigt, geeigneterweise mehr als etwa 0,1 Mol-%, vorzugsweise mehr als etwa 1 Mol-%, aber aus Sicherheitsgründen wird bevorzugt die Detonationsgrenze von etwa 19 Mol-% nicht überschritten, und am stärksten bevorzugt die Explosionsgrenze von etwa 5 Mol-% nicht überschritten. Der Druck wird geeigneterweise bei etwa 10 bis etwa 200 bar, vorzugsweise etwa 30 bis etwa 100 bar gehalten, während die Temperatur geeignetenveise bei etwa 0 bis etwa 100ºC, vorzugsweise etwa 20 bis etwa 70ºC gehalten wird. Um einen ausreichenden Massentransport zu erreichen, wird bevorzugt, daß das Reaktionsmedium gerührt oder umgepumpt wird, oder daß das Gas am Boden des Reaktionsgefäßes eingeblasen wird. Erzeugtes Wasserstoffperoxid löst sich im Reaktionsmedium, das kontinuierlich durch einen Filter, an dem der Katalysator zurückgehalten wird, aus dem Reaktionsgefäß entnommen wird. Wasserstoffperoxid kann aus dem Reaktionsmedium mit herkömmlichen Arbeitsschritten, wie Verdampfen, Destillieren oder deren Kombinationen, abgetrennt werden. Das Reaktionsmedium kann anschließend wieder in das Reaktionsgefäß zurückgeführt werden, gegebenenfalls nach Zugabe von Frischchemikalien, wie Schwefelsäure, Alkalimetallbromid usw.
- Eine Ausführungsform der Erfindung wird ferner durch das folgende Beispiel beschrieben, das jedoch nicht als Begrenzung des Umfangs der Erfindung ausgelegt werden sollte. Sofern nicht anders angegeben, stehen alle Gehaltsangeben und Prozentsätze für Gewichtsteile oder Gewichtsprozent.
- Erfindungsgemäße Katalysatoren, die 3 Gew.-% Pd enthalten, wurden hergestellt, indem Trägerteilchen aus Ruß (Elftex 465 und Black Pearl 3700, beide von Cabot Corporation) mit einem Pd-haltigen Citratkolloid getränkt wurden und das Pd mit Wasserstoff reduziert wurde, wie im US Patent S 338 531 beschrieben. Ein kommerzieller Katalysator, der 5,2 Gew.-% Pd auf Kohlenstoff enthielt (Johnson Matthey, Typ 39, Ansatz 19), wurde als Referenz verwendet. Die Kinetik und die Selektivität der Katalysatoren wurden verglichen, indem in einem Autoklaven mit 40 ml wäßrigem Reaktionsmedium, das die Katalysatorteilchen in einer Menge, die 0,09 g Pd je Liter Lösung entspricht, enthielt, Wasserstoffperoxid hergestellt wurde, wobei das Medium mit 1.700 U/min gerührt wurde. Das Reaktionsmedium enthielt auch 1 Gew.-% Schwefelsäure und S ppm NaBr. Wasserstoff und Sauerstoff wurden eingeleitet, um den Druck bei 97 bar und die Wasserstoffkonzentration bei etwa 3 Vol.-% im Autoklavenkopfraum zu halten. Die Temperatur betrug 35ºC. Jeder Katalysatortest wurde als eine Anzahl von Ansätzen mit Ansatzzeiten im Bereich zwischen 3 und 16 Stunden durchgeführt. Nach jedem Ansatz wurde der Katalysator vom erzeugten Peroxid durch Filtration abgetrennt und in den Autoklaven zur Wiederverwendung zurückgeführt, ohne daß frischer Katalysator zugegeben wurde.
- Die gesamte Gewichtszunahme und die Endkonzentration an Wasserstoffperoxid wurden bestimmt, und die Selektivität wurde gemäß der Formel berechnet:
- % Selektivität = nP / (nP + nW)
- wobei np und nV für die erzeugten Molzahlen an Wasserstoffperoxid bzw. Wasser stehen.
- Für die Cabot-Träger wurde die Größe der Palladiumkristallite mittels Röntgenbeugung und Transmissionselektronenmikroskopie bestimmt. Alle anderen Werte wurden von den Herstellern bestimmt.
- Die Ergebnisse folgen in der nachstehenden Tabelle:
- * Vergleichsbeispiel
- Die Ergebnisse zeigen deutlich, daß eine zunehmende BET-Fläche die Selektivität trotz einer höheren Endkonzentration an Peroxid fördert. Überraschenderweise wurde auch gefunden, daß die Wirksamkeit, ausgedrückt als erzeugtes Wasserstoffperoxid je Liter und Stunde, nicht der gesamten freiliegenden Palladiumoberfläche proportional ist.
Claims (12)
1. Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxid durch direkte Reaktion
zwischen Wasserstoff und Sauerstoff in einem wäßrigen Reaktionsmedium, dadurch
gekennzeichnet, daß Wasserstoff und Sauerstoff mit einem Katalysator in Kontakt
gebracht werden, der im Reaktionsmedium suspendiert ist und der ein katalytisch
wirksames Oberflächenmaterial umfaßt, das auf einem Träger aus porösen Siliziumoxid,
Aluminiumoxid oder nichtfluoriertem Kohlenstoff abgeschieden ist, der eine BET-
Oberfläche von weniger als etwa 150 m²/g aufweist, wobei Poren mit einem Durchmesser
von größer als etwa 10 nm mehr als etwa 50% des gesamten Porenvolumens ausmachen.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die BET-Oberfläche
des Trägers kleiner als etwa 100 m²/g ist, aber etwa 10 m²/g überschreitet.
3. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
Trägermaterial nichtfluorierter Kohlenstoff ist.
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Oberfläche des katalytisch wirksamen Materials etwa 25 bis etwa 500 m²/g beträgt.
5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das
katalytisch wirksame Material ein oder mehrere Edelmetalle umfaßt, ausgewählt aus
Metallen der Gruppe VIII oder Gold.
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das
katalytisch wirksame Material eine Mischung aus etwa 90 bis 100 Gew.-% Palladium
und 0 bis etwa 10 Gew.-% Platin ist.
7. Katalysator, geeignet zur Herstellung von Wasserstoffperoxid durch direkte
Reaktion zwischen Wasserstoff und Sauerstoff, dadurch gekennzeichnet, daß der
Katalysator ein katalytisch wirksames Material umfaßt, das auf einem Träger aus einem
porösen Siliziumoxid, Aluminiumoxid oder nichtfluoriertem Kohlenstoff abgeschieden ist,
der eine BET Oberfläche von weniger als etwa 150 m²/g aufweist, wobei Poren mit einem
Durchmesser von größer als etwa 10 nm mehr als etwa 50% des gesamten Porenvolumens
ausmachen.
8. Katalysator gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die BET-
Oberfläche des Trägers kleiner als etwa 100 m²/g ist, aber etwa 10 m²/g überschreitet.
9. Katalysator gemäß einem der Ansprüche 7-8, dadurch gekennzeichnet, daß das
Trägermaterial nichtfluorierter Kohlenstoff ist.
10. Katalysator gemäß einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, daß das
katalytisch wirksame Material ein oder mehrere Edelmetalle umfaßt, ausgewählt aus
Metallen der Gruppe VIII oder Gold.
11. Katalysator gemäß einem der Ansprüche 7-10, dadurch gekennzeichnet, daß das
katalytisch wirksame Material eine Mischung aus etwa 90 bis 100 Gew.-% Palladium
und 0 bis etwa 10 Gew.-% Platin ist.
12. Katalysator gemäß einem der Ansprüche 7-11, dadurch gekennzeichnet, daß die
Oberfläche des katalytisch wirksamen Materials etwa 25 bis etwa 500 m²/g beträgt.
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| DE19906333C2 (de) * | 1999-02-16 | 2002-09-26 | Schott Glas | Verfahren zum Schützen der Oberfläche von Glassubstraten sowie Verwendung des Verfahrens zur Herstellung von Displayglas |
| IT1318679B1 (it) * | 2000-08-11 | 2003-08-27 | Enichem Spa | Processo per la produzione di acqua ossigenata. |
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| ITMI20011016A1 (it) * | 2001-05-17 | 2002-11-17 | Enichem Spa | Sintesi diretta di acqua ossigenata in un nuovo sitema solvente multicomponente |
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| CN100460315C (zh) * | 2003-11-28 | 2009-02-11 | 大连理工大学 | 室温下直接合成过氧化氢的装置和方法 |
| US20050201925A1 (en) * | 2004-03-09 | 2005-09-15 | Bi Le-Khac | Process for making hydrogen peroxide |
| DE102004023766A1 (de) * | 2004-05-11 | 2005-12-01 | Degussa Ag | Verfahren zur Direktsynthese von Wasserstoffperoxid |
| US7632775B2 (en) * | 2004-11-17 | 2009-12-15 | Headwaters Technology Innovation, Llc | Multicomponent nanoparticles formed using a dispersing agent |
| WO2006108748A1 (de) * | 2005-04-12 | 2006-10-19 | Evonik Degussa Gmbh | Verfahren zur herstellung von wasserstoffperoxid |
| US7045481B1 (en) | 2005-04-12 | 2006-05-16 | Headwaters Nanokinetix, Inc. | Nanocatalyst anchored onto acid functionalized solid support and methods of making and using same |
| US20060258875A1 (en) * | 2005-05-10 | 2006-11-16 | Clementine Reyes | Methods for manufacturing supported nanocatalysts and methods for using supported nanocatalysts |
| CN101454483B (zh) * | 2005-06-30 | 2011-12-14 | 阿克佐诺贝尔公司 | 电合成过氧化氢 |
| US20070012578A1 (en) * | 2005-06-30 | 2007-01-18 | Akzo Nobel N.V. | Chemical process |
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Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL294400A (de) * | 1962-06-21 | |||
| US4122040A (en) * | 1974-09-02 | 1978-10-24 | The British Petroleum Company Limited | Platinum group metal catalyst |
| US4007256A (en) * | 1975-04-11 | 1977-02-08 | Shell Oil Company | Catalytic production of hydrogen peroxide from its elements |
| US4051073A (en) * | 1976-02-13 | 1977-09-27 | General Motors Corporation | Pellet-type oxidation catalyst |
| US4162235A (en) * | 1976-06-17 | 1979-07-24 | Johnson, Matthey & Co., Limited | Catalysts |
| US4379778A (en) * | 1980-10-10 | 1983-04-12 | Air Products And Chemicals, Inc. | Hydrogen peroxide synthesis |
| DE3337334C2 (de) * | 1982-10-13 | 1994-01-20 | Fuji Photo Film Co Ltd | Photographisches Silberhalogenid-Aufzeichnungsmaterial |
| US4681751A (en) * | 1983-06-22 | 1987-07-21 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Catalytic process for making H2 O2 from hydrogen and oxygen |
| DE3462598D1 (en) * | 1983-06-22 | 1987-04-16 | Du Pont | Catalytic process for making h2o2 from hydrogen and oxygen |
| GB8509530D0 (en) * | 1985-04-13 | 1985-05-15 | Bp Chem Int Ltd | Hydrogenation of carboxylic acids |
| US4772458A (en) * | 1986-11-19 | 1988-09-20 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Catalytic process for making hydrogen peroxide from hydrogen and oxygen employing a bromide promoter |
| CA1317740C (en) * | 1988-10-24 | 1993-05-18 | Karl T. Chuang | Production of hydrogen peroxide |
| US5110779A (en) * | 1989-01-09 | 1992-05-05 | The Dow Chemical Company | Polymer hydrogenation catalysts |
| US5352645A (en) * | 1989-04-14 | 1994-10-04 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Silica microspheres, method of improving attrition resistance and use |
| US5128114A (en) * | 1989-04-14 | 1992-07-07 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Silica microspheres, method of improving attrition resistance |
| US5338531A (en) * | 1992-01-21 | 1994-08-16 | Chuang Karl T | Production of hydrogen peroxide |
| US5593654A (en) * | 1992-03-12 | 1997-01-14 | Condea Vista Company | Preparation of stabilized alumina having enhanced resistance to loss of surface area at high temperatures |
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