Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_5948
.pdf
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB286210A
[]
Норматив: Заявка на патент утратила силу.
На этом чертеже показан вариант технических условий, который стал доступен для публичного ознакомления.
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения конвенции (США): февраль. 28, 1927, 286. 2i1 Дата подачи заявки (в Соединенном
Королевстве): декабрь. 81, 1927. № 35,483/ 27.
Заявка не принята.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Способ обработки сточных вод.
Мы, компания EUROMERICAN CELLULOSE PRODUCTS CORPORATioN, расположенная по адресу: Бродвей,
42, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки (правообладатели I1BELA DonNBxn, Мезолитеа,
4, Будапешт, Венгрия, субъект Венгрии), настоящим заявляем, что характер данного изобретения и способ его
осуществления подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к обработке отработанных растворов, образующихся в результате содового
процесса производства целлюлозы, и, в частности, к обработке отработанных растворов, образующихся при
варке кукурузных стеблей, соломы и подобных материалов, хотя в более широком смысле изобретение
включает обработку черного щелока, образующегося в результате содового процесса при обработке
древесины.
Было предложено обрабатывать отработанную жидкость, образующуюся в результате содовых процессов,
кислотой, такой как диоксид углерода или диоксид серы, которая образует с присутствующим натрием
каустизируемую соль и одновременно осаждает присутствующее органическое вещество.
В своей предыдущей заявке, серийный номер ., поданной в связи с производством целлюлозы из кукурузных
стеблей, соломы и тому подобного, я описал этот процесс обработки отработанных жидкостей в соответствии
с описанным в этой заявке процессом, в результате которого получается жидкость, содержащая органическое
вещество, в частности углеводы, в относительно неразложившемся состоянии, причем углеводы не
карамелизованы.
Использование диоксида углерода или диоксида серы, даже в сочетании с нейтральной солью, такой как,
например, хлорид натрия, как предлагали некоторые из предшествующих изобретателей, сопряжено с рядом
недостатков. Во-первых, раствор часто разбавляют, поскольку необходимо промывать пульпу, и эти
промывочные растворы, которые, конечно же, очень разбавлены, обычно добавляют к отработанному
раствору сразу после его отвода. При обработке разбавленного раствора диоксидом углерода или диоксидом
серы с образованием карбоната натрия или сульфита натрия органическое вещество часто не выпадает в
осадок, поскольку, хотя эти соединения часто нерастворимы или лишь слабо растворимы, в разбавленном
растворе они часто образуют коллоидный раствор, суспензию или даже настоящий раствор, который трудно
фильтровать. Затем необходимо сконцентрировать этот раствор путем кипячения, чтобы полностью удалить
органические вещества. Кипение в присутствии сильнощелочного карбоната гия приводит к значительному
разложению органических веществ, особенно при длительном воздействии.
Это особенно пагубно в случае с отходами, такими как те, которые образуются в процессе, описанном в моей
предыдущей заявке, поскольку органические вещества таких отходов в первую очередь предназначены для
производства кормовых смесей или для использования углеводов, содержащихся в спиртах и других
органических соединениях, получаемых методами ферментации. 75 Целью настоящего изобретения является
обеспечение возможности извлечения органических компонентов отработанных растворов, образующихся в
результате содовой обработки, в практически неразложившемся виде, и, в частности, извлечения
органического материала из отработанных растворов, образующихся в результате содовой обработки, путем
варки кукурузных стеблей, соломы и аналогичных материалов, где такой органический материал в
значительной степени состоит из углеводов. Еще одной целью настоящего изобретения является
осуществление такого извлечения органического материала без потери количества извлекаемого натрия,
простым, дешевым и надежным способом. 90 Согласно настоящему изобретению, отработанные жидкости
обрабатываются диоксидом углерода или газами, содержащими диоксид углерода, такими как, например,
очищенные дымовые газы, до тех пор, пока реакция жидкости не перестанет быть щелочной по отношению к
лакмусу.
Это означает, что практически весь присутствующий S-натрий превращается в - бикарбонат натрия,J 7E9 2
286,210 и что наблюдается небольшой избыток диоксида углерода. Бикарбонат натрия, особенно в
присутствии избытка диоксида углерода, практически инертен по отношению к присутствующим органическим
веществам, и при последующем кипячении раствора для его концентрирования бикарбонат натрия не
оказывает вредного воздействия на органические компоненты. Фактически, во многих случаях ее следует
рассматривать как защитную или буферную соль; сама по себе она недостаточно щелочная, чтобы вызвать
разложение органического материала при температуре кипения, и тем не менее она предотвращает
масштабный гидролиз органического материала, приводящий к кислотности, которая вызвала бы такое же
масштабное разложение органических материалов, как длительное кипячение одной лишь воды. Благодаря
настоящему изобретению не только уничтожаются все вредные свойства щелочи, но она фактически
превращается в защитное вещество.
Настоящее изобретение применимо к любым отходам производства целлюлозы методом содовой варки и не
ограничивается отходами, полученными в результате обработки какого-либо конкретного материала. Этот
метод особенно подходит и, возможно, наиболее важен в связи с отходами, образующимися в результате
процесса, описанного в моей предыдущей заявке, или в результате любых аналогичных процессов, в
результате которых образуются растворы, содержащие большое количество деликатных органических
соединений, таких как, например, пентозаны и другие продукты разложения углеводов. Изобретение будет
описано в кратком примере, применительно к данному напитку.
Обработка стеблей кукурузы производится в соответствии с моей предыдущей заявкой, серийный номер, или,
что еще лучше, с моей одновременно находящейся на рассмотрении заявкой, серийный номер, поданной в
настоящее время.
Отходы образуются во второй стадии варки щелочью и содержат большое количество пентозанов, или,
точнее, их щелочных соединений в практически некарамелизованном состоянии. Этот раствор
обрабатывается диоксидом углерода, например, путем пропускания диоксида углерода через раствор или
путем пропускания через него очищенных дымовых газов, до тех пор, пока реакция перестанет быть
щелочной по отношению к лакмусу. Затем раствор кипятят, поддерживая эту кислотность, и кипячение
продолжают до тех пор, пока раствор не станет достаточно концентрированным, чтобы органическое
вещество выпало в осадок в удовлетворительной форме. В некоторых случаях этого достаточно, но в других
случаях даже после концентрирования органические вещества могут оставаться в растворе или выпадать в
осадок в форме, которую трудно отфильтровать.
В таком случае жидкость охлаждают и насыщают углекислым газом 6 в холодном состоянии, предпочтительно
при давлении, превышающем атмосферное. В результате произойдет полное и удовлетворительное
осаждение органического вещества, которое затем очищается от раствора бикарбоната натрия фильтрацией
и может быть использовано в качестве корма для животных или для любых других целей, например, для
производства алкоголя.
В формулировке заявки выражение «соломоподобный материал» используется для обозначения не только
соломы, но и кукурузных стеблей, багассы и подобного материала.
После подробного описания и выяснения природы нашего изобретения и способа его осуществления, мы
заявляем, что то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_286211.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=286211&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB286211A
[]
Второе издание. ] A ETJ FC TO
-Con ventlon Pate (США): 28 февраля 1927 г.; 286,11. Дата подачи заявки (в Соединенном Королевстве):
декабрь. 31, 1927. № 35,438/27.
Завершено. Ноябрь. 22, 1028.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Способ обработки целлюлозного материала.
Мы, компания EUROMERICAX CELLULOSE PRODUCTS CORPORATION, расположенная по адресу: Бродвей,
42, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки, корпорация, организованная и существующая в
соответствии с законами штата Делавэр, Соединенные Штаты Америки (правопреемники Белы Дорнер, из
Ивезоли Утка, 4, Будапешт, Германия, субъект, подпадающий под действие закона), настоящим заявляем о
характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и
определены в следующем заявлении:
Это относится к методам обработки целлюлозного материала, и в частности к методам обработки стеблей
кукурузы и аналогичной соломы с целью получения из них целлюлозных и других продуктов.
Стебли кукурузы в основном покрыты слоями листьев, которые плотно прилегают к стеблям и образуют
карманы для сбора грязи. В прошлом были предложены различные способы производства бумажной массы из
стеблей кукурузы и подобных материалов. В параллельно рассматриваемой заявке № 283851, поданной 81
декабря 1927 года, описан и заявлен способ получения целлюлозы из кукурузных стеблей и другой соломы,
который включает выщелачивание водорастворимых веществ, измельчение выщелоченного материала в
измельчителе и подвергание измельченного материала двум последовательным щелочным варкам, первая
из которых предназначена для удаления кремнезема, а вторая — для удаления других нецеллюлозных
компонентов. В результате этого процесса получается превосходная целлюлоза, но для некоторых целей она
недостаточно белая.
Это происходит из-за того, что процесс выщелачивания не удаляет грязь, которая задерживается под
листьями кукурузного стебля и в его волокнистой структуре, и эта грязь переносится в процессе варки,
загрязняя полученную мякоть и влияя на ее цвет. Стебли кукурузы содержат, помимо листьев, части початков
и даже некоторое количество зерен, которые не пригодны для производства целлюлозы. Однако некоторые из
этих компонентов имеют значительную пищевую ценность для бульона, и одной из целей настоящего
изобретения является удаление грязи и мелкодисперсного материала, непригодного для измельчения, до
начала процессов варки, а также одновременное восстановление значительной части материала, который...
непригоден для измельчения в форму, при которой его можно использовать для приготовления бульона,
часть 60, особенно в сочетании с сиропообразными остатками, получаемыми из отходов процесса варки, как
описано в нашей предыдущей заявке, упомянутой выше.
Согласно настоящему изобретению, 65 стеблей кукурузы или аналогичного материала, после измельчения
или нарезки, просеивают для удаления мелкодисперсного материала, такого как опавшие листья, остатки
кукурузных початков, зерна кукурузы и тому подобное, который 70.
В большинстве своем они не подходят для переработки в целлюлозу либо из-за недостаточного содержания
целлюлозы, либо из-за короткой длины волокон. Эти отходы, хотя и непригодны для производства целлюлозы
(76), имеют значительную ценность в качестве корма для скота, особенно если содержат значительное
количество зерен кукурузы или семян других растений. После процесса сухого просеивания стебли кукурузы
подвергаются промывке в сочетании с достаточным измельчением (например, в измельчителе), чтобы
промывочная вода могла проникнуть в волокнистую структуру и удалить грязь из труднодоступных мест, таких
как карманы, образованные листьями.
Процесс промывки, описанный в настоящем изобретении, будет рассмотрен в связи с процессом варки
целлюлозы, описанным в вышеупомянутой заявке, находящейся на рассмотрении, и особенно подходит для
использования в таком процессе. Однако следует понимать, что полезность изобретения не ограничивается
процессом, обладающим всеми характеристиками процесса, описанного в указанной одновременно
находящейся на рассмотрении заявке, и промывка может использоваться в связи с любым другим процессом
варки целлюлозы.
Приведенный ниже конкретный пример изобретения призван проиллюстрировать один из способов его
осуществления и не предназначен для ограничения его объема.
Кукурузные стебли, полученные из машины, например, из машины McCormick-106, подвергаются сухому
просеиванию для удаления немякотьсодержащих компонентов в форме, пригодной для корма для скота, и
экстракции водой, которая может быть холодной или теплой. Предпочтительно, процесс экстракции
осуществляется способом, описанным в нашей предыдущей заявке, путем очень медленного перемещения
измельченных стеблей против медленно движущегося потока воды. Это может быть целесообразно,
например, в большом чане, через который стебли медленно перемещаются, а в вихичи поддерживается
медленное течение воды. Процесс выщелачивания может, например, занять несколько дней. В результате
этого процесса удаляется значительная часть водорастворимых веществ, таких как сахара, минеральные
соли и тому подобное, а также часть поверхностных загрязнений. Большая часть грязи, которая остается под
листьями, не удаляется в процессе выщелачивания.
Затем выщелоченный материал помещают в измельчитель и измельчают с водой до тех пор, пока он не
измельчится в достаточной степени, чтобы вода могла тщательно вымыть грязь. Затем воду из материала
можно выгодно удалить методом просеивания. Просеивание может осуществляться, например, с помощью
вращающегося сита, распространенного в мешалках.
Промывка и просеивание частично разложившихся кукурузных стеблей не только удаляют грязь, но и
одновременно механически удаляют часть мелкодисперсных листовых отходов, заплесневелых или гнилых
клеток или частей кукурузных стеблей и тому подобное в виде мелкодисперсного осадка или грязи.
Эти материалы, удаляемые механическим способом, в большинстве своем непригодны для производства
целлюлозы. В некоторых случаях они не содержат качественной целлюлозы, а в других, даже если целлюлоза
имеет приемлемое качество, волокна слишком короткие, чтобы быть пригодными для производства бумажной
массы.
Хотя нагрев или аналогичная дефибрация необходимы для удовлетворительной промывки кукурузных
стеблей, измельчение не следует доводить до крайности, как если бы оно было слишком мелким.
Образовавшаяся пульпа будет стремиться удерживать грязную воду, которую невозможно удалить без
чрезмерной промывки, и такая мелкая пульпа также имеет тенденцию забивать сита или проходить сквозь
них. Засорение сита не только затрудняет удаление загрязненной воды, но и препятствует механическому
удалению мелкодисперсного материала, упомянутого выше. Важно удалить как можно больше материалов,
непригодных для варки целлюлозы, поскольку чем больше материала будет удалено в процессе промывки,
тем меньше будет потребление химикатов для варки и отбеливания, которые необходимо использовать на
более позднем этапе процесса.
Поэтому нагрев следует доводить только до тех пор, пока грязную воду и мелкий мусор можно будет удалить
просеиванием. Точное время указать невозможно, так как оно зависит от плиткореза и метода его работы, и
особенно от характера обрабатываемого материала.
После промывки материал дополнительно измельчают, а затем варят с таким количеством каустической
соды, которое необходимо для соединения с присутствующим кремнеземом. Приготовление пищи в
745-градусный гриль целесообразнее всего проводить при умеренной температуре. Отработанная жидкость,
содержащая практически весь кремнезем вместе с некоторыми органическими веществами, такими как,
например, углеводы, удаляется из пульпы или пасты и подкисляется для осаждения органического вещества,
которое затем может быть извлечено из корма для скота и может быть смешано с концентратом, полученным
в процессе выщелачивания, который также содержит большое количество сахаров и некоторых ценных
минеральных компонентов.
Частично пропаренную мякоть затем подвергают второй варке с использованием едкого натрия при
умеренных температурах, которые следует поддерживать достаточно низкими, чтобы предотвратить
карамелизацию пентозанов и других присутствующих сахаров. Давление пара около двух атмосфер подходит
для этого этапа, как описано в нашей предыдущей заявке. Количество и концентрация используемого
каустической соды должны в общем случае значительно превышать те, которые использовались при первой
варке, где каустическая сода предназначалась только для удаления присутствующего кремнезема. После
завершения процесса варки отработанная жидкость отводится и обрабатывается диоксидом углерода для
осаждения органических веществ, после чего каустическая сода извлекается обычным способом. Данная
обработка может быть целесообразно проведена в соответствии с процедурой, описанной в сопутствующей
заявке № 283851, поданной 31 декабря 1927 года. Полученная целлюлоза 110 имеет удивительно светлый
цвет и легко отбеливается до высококачественного продукта.
Предложенный процесс, который, безусловно, применим ко всем процессам переработки кукурузных стеблей,
не только удаляет грязь и многие неперерабатываемые компоненты, такие как, например, семена, листовой
мусор, гнилые или неперерабатываемые части стеблей и тому подобное, но и обеспечивает очень
значительную экономию химикатов, поскольку часть нецеллюлозного и неперерабатываемого материала
удаляется до варки, а также потому, что отработанные жидкости не загрязнены грязью, что иногда
значительно снижает выход химикатов.
Следует четко понимать, что настоящее изобретение, в котором промывка в мешалке использует целлюлозу
Totbore 286,211, достаточно мелкую, чтобы улавливать загрязнения из промывочной воды.
4. Способ получения целлюлозы или целлюлозоподобного материала из соломоподобных материалов,
включающий подвергание необработанных материалов комбинированному процессу промывки и
измельчения, при этом измельчение доводится до точки, когда волокнистая структура достаточно
раскрывается, чтобы обеспечить легкий доступ к ней промывочной воды, но недостаточно для образования
целлюлозы, достаточно мелкой для улавливания загрязнений из промывочной воды, дальнейшее
измельчение материала и дальнейшее подвергание его химическому процессу варки.
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_286212.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=286212&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB286212A
[]
[Третье издание.] ]
ПАТЕНТ
СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки (в Соединенном Королевстве):. Янв. 16, 1928. На. 1386 /28.
Окончательная версия принята к публикации: 17 июня 1929 года.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Органы базового обмена.
Мы, компания SELEN'S, корпорация, зарегистрированная в соответствии с законодательством штата Делавэр,
Соединенные Штаты Америки, по адресу: 339, Вторая авеню, город Питтсбург, штат Пенсильвания,
Соединенные Штаты Америки (правообладатели: ALPHONS OTTO JAEGER, 25, Грандвью авеню, Крафтон,
округ Аллегейни, штат Пенсильвания, Соединенные Штаты Америки, граждане Германской Республики),
настоящим заявляем, что характер данного изобретения и способ его осуществления будут подробно
описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к «телам, обменивающимся основаниями», и в частности к! Обмен
основаниями, тела, обладающие эдталитической активностью.
Ранее предлагалось получать ионообменные соединения путем проведения реакции щелочного раствора.
амфотерного гидроксида металла с нещелочным раствором другого гидроксида металла, способного
осаждать первый, при этом пропорции двух компонентов выбираются таким образом, чтобы полученная смесь
была практически нейтральной по отношению к фенолфталеину или аналогичным индикаторам.
Осадок обычно удаляют из маточного раствора и обрабатывают обычным способом. Продукты, полученные
этим методом, обладают большей или меньшей щелочно-обменной способностью и, следовательно, могут
использоваться для умягчения или очистки воды, но такие не содержащие ила щелочные вещества обладают
щелочно-обменной способностью.
Ранее известные вещества не обладали каталитической активностью и не могли быть использованы в
качестве контактных масс.
Наш специалист обнаружил, что при использовании подходящих компонентов можно получить несиликатные
каталитические вещества описанного выше характера, которые являются активными катализаторами ряда 4,5
каталитических реакций. В частности, было установлено, что превосходные катализаторы могут быть
получены путем взаимодействия по меньшей мере одного металлированного компонента с множеством
различных солей металлов вместо взаимодействия с одной солью металла, или наоборот.
Эти соединения, полученные методом ионного обмена, в которых множество солей металлов вступают в
реакцию с одним металлическим компонентом, до настоящего времени, насколько нам известно, не
производились и представляют собой новый класс химических соединений.
Все каталитически активные соединения, полученные в соответствии с настоящим изобретением, то есть
соединения, полученные в результате реакции одного металлата с одной солью металла или соединения,
полученные в результате реакции по меньшей мере одного металлата с множеством солей металлов, или
наоборот, обладают замечательно пористой, сотообразной структурой, а в некоторых случаях и
опалесцентной структурой. При наличии в продуктах подходящих каталитически активных компонентов они
образуют катализаторы с замечательной прочностью, что, вероятно, обусловлено чрезвычайно высокой
поверхностной энергией микроскопически пористой структуры, а также, возможно, наличием ненасыщенных
валентностей во многих случаях и асимметрией молекул. Конечно, возможно, что каталитическая активность
продуктов частично или полностью обусловлена и другими причинами.
Настоящее изобретение ни в коем случае не предназначено для ограничения какой-либо теорией действия
продуктов. Присутствующие молекулярные комплексы, по-видимому, имеют большие размеры и сложность, и
их точный химический состав до сих пор не установлен. На самом деле, мы даже точно не знаем, образуются
ли отдельные химические соединения в каком-либо или во всех случаях, и возможно, что присутствуют
молекулярные смеси. Полученные продукты обладают физической микроскопической однородностью и во
многих отношениях ведут себя так, как если бы они были отдельными соединениями, и мы считаем, что во
многих случаях эти продукты, вероятно, действительно являются отдельными соединениями с очень высокой
молекулярной массой, но изобретение не ограничивается какими-либо теориями химического состава
продуктов.
Следует четко понимать, что представленные продукты химически существенно отличаются от ионообменных
тел, содержащих кремний, таких как, например, цеолиты 100 и связанные с ними ионообменные тела.
Представленные соединения не содержат кремния в своей структуре, и хотя они обладают многими
физическими свойствами цеолитов, а именно, высокопористой сотообразной структурой и способностью...
Дата Конвенции (США): февраль. 28, 1927.
2865,212. Обмен щелочных катионов на эфирные катионы путем обмена оснований приводит к образованию
химически различных продуктов. Удивительно, но присутствие кремния, который до сих пор считался
необходимым для образования сотообразно-агрегированных скелетов цеолитных продуктов, оказывается
лишь одним из многих элементов, которые присутствуют в них! Способные создавать эти структуры, а также
основные обменные тела, описанные в настоящем изобретении, обладают всей механической прочностью и
сопротивлением кремнеземистых цеолитов, свойствами, которые, безусловно, имеют первостепенное
значение в каталитических реакциях RS. Разумеется, следует понимать, что, говоря о несиликатных звеньях
обмена оснований, мы имеем в виду саму молекулу обмена оснований, а не разбавители, которые могут быть
физически с ней связаны.
Ряд элементов способен образовывать щелочные металлаты, по крайней мере, в более высоких степенях
окисления, и может использоваться по отдельности или в смесях в качестве металлатных компонентов для
получения основных обменных тел настоящего изобретения, при этом, разумеется, следует понимать, что
выбор будет зависеть от используемых солей металлов и от желаемых каталитических эффектов. К
элементам, образующим металлаты, относятся следующие: алюминий, хром, цинк, ванадий, бериллий, олово,
палладий, рутений, родий, осмий, платина, титан, цирконий, свинец, уран, тантал, вольфрам и молибден.
Элементы, образующие металлоты, могут присутствовать в виде оксидов или гидроксидов, соединенных со
щелочами, образуя простые металлоты, или же они могут присутствовать частично или полностью в виде
сложных соединений, таких как, например, комплексы аммиака, комплексы цианогена и тому подобное.
В состав солей металлов входят водорастворимые нейтральные или кислые соли следующих элементов:
медь, серебро, висмут, золото, бериллий, цинк, кадмий, бор, алюминий, редкоземельные элементы, титан,
цирконий, олово, свинец, торий, хром, уран, ванадий, марганец, железо, никель, кобальт, платина, палладий,
которые могут использоваться как по отдельности, так и в любой желаемой смеси. Металлаты — это соли
сильных оснований, таких как щелочные металлы, с кислотами амфотерных металлов в таком состоянии
окисления, при котором они являются амфотерными. Типичными примерами металлатов являются
алюминаты, цинкаты, хромиты и тому подобные. Ванадаты, молибдаты, танталаты и ванадаты, строго говоря,
не являются металлатами, поскольку, разумеется, пятивалентный ванадий не образует солей, в которых он
играет роль основания, как это делает четырехвалентный ванадий. Строго говоря, α-ванадат не является
металлатом, но, хотя он и недостаточно ниуфотерен для образования солей, в которых ванадий играет роль
основания, он настолько близок к границе, что ведет себя при образовании тел с обменом оснований точно
так же, как и металлаты, и по этой причине был включен в их число.
Все продукты настоящего изобретения обладают способностью к обмену основаниями 75 в большей или
меньшей степени, если они были приготовлены в растворах, которые по существу нейтральны по отношению
к фенолфталеину. Однако для каталитических целей способность продуктов к обмену основаниями не
требуется в самих каталитических реакциях, и поэтому можно значительно отклониться от оптимальных
условий для продуктов с точки зрения способности к обмену основаниями. Иными словами, пределы
щелочности, нейтральности или кислотности значительно шире, чем у продуктов, предназначенных для
умягчения воды, которые, следовательно, в первую очередь зависят от способности к обмену основаниями.
Хотя обычно 90% наиболее высокая степень щелочного обмена достигается при получении соединений в
смеси, которая является практически нейтральной или щелочной по отношению к фенолфталеину, продукты,
имеющие аналогичную физическую структуру и желательные для многих каталитических реакций, могут быть
получены с несколько иными пропорциями компонентов, так что в конце реакции смесь может обладать
любой щелочностью или кислотностью в диапазоне от фенолфталеина красного до лакмусового синего в
качестве индикаторных конечных точек.
До настоящего времени даже основные обменные соединения, содержащие один металлат и одну соль
металла, были получены только в растворах, которые практически нейтральны по отношению к
фенолфталеину или, в лучшем случае, слабощелочные. «Мы обнаружили, что когда раствор становится
кислым по отношению к фенолфталеину, получаются продукты, которые сохраняют большую часть
физической структуры ионообменных соединений и которые для некоторых целей являются ценными
катализаторами». Эти продукты, полученные в растворе, кислом по отношению к 1,115-фенолфталеину,
неизвестны и представляют собой новые продукты. «Нам неизвестен химический состав этих продуктов
кислотных реакций, но мы считаем, что они, вероятно, представляют собой 120 смесей различных химических
соединений».
Возможности получения катализаторов в соответствии с настоящим изобретением не ограничиваются
продуктами реакции металлолов и солей металлов, компонентами 125, которые могут быть использованы и
которые присутствуют в молекулах в не обмениваемой форме. Напротив, дальнейшая серия продуктов может
быть получена путем замены части или всех щелочных ионов на другие атомы или радикалы посредством
обмена оснований. Количество катионов, которые можно ввести, очень велико, и некоторые из них входят в
следующий список элементов и радикалов: аммоний, медь, серебро, золото, бериллий, магний, цезий, цинк,
стронций, кадмий, барий, ртуть, алюминий, таллий, титан, цирконий, олово, сурьма, торий, ванадий, висмут,
хром, молибден, уран, марганец, железо, кобальт, никель, палладий, платина. Эти катионы могут быть
введены как по отдельности, так и в смесях одновременно или последовательно. Широкие возможности
комбинирования, которые могут быть достигнуты с помощью этого метода.
Введение различных катионов посредством обмена оснований предоставляет химику-каталитически
активному участнику практически безграничные возможности выбора при приготовлении катализаторов,
обладающих именно той степенью активности, которая необходима для конкретной цели, для которой они
предназначены, и это является преимуществом настоящего изобретения, позволяющего получать
катализаторы с чрезвычайно точно настроенной активностью, которые эффективны практически во всех
важных каталитических реакциях, используемых сегодня. Катионы, введенные в результате обмена
оснований, могут сами по себе быть каталитически активными или активировать каталитические компоненты,
присутствующие в продуктах в не обмениваемой форме. Катионы также могут вводиться в виде простых
ионов или комплексных ионов. Во всех случаях каталитическая активность полученных продуктов повышается
благодаря благоприятной физической структуре этих продуктов.
Дальнейший ряд продуктов может быть получен путем обработки ионообменных тел, описанных в настоящем
изобретении, как с присутствием, так и без присутствия катионов, введенных в результате ионообмена,
продуктами, содержащими анионы, способные реагировать с ионообменным телом с образованием
солеподобных продуктов.
Эти продукты могут быть частично или полностью нерастворимы в воде, но для большинства целей
предпочтительнее использовать относительно нерастворимые продукты, что несколько ограничивает
количество кислотных радикалов, которые можно обработать данным ионообменным соединением, поскольку
не все кислоты образуют нерастворимые соединения со всеми ионообменными соединениями. Однако в
более широком смысле изобретение не ограничивается какой-либо конкретной растворимостью продукта.
Кислоты следующих элементов, как простые кислоты, поликислоты, так и комплексные анионы, могут быть
использованы для получения солеподобных веществ с помощью основных обменных веществ, описанных в
настоящем изобретении: ванадий, вольфрам, уран, хром, молибден, марганец, тантал, ниобий, сурьма, селен,
теллур, мышьяк, фосфор, титан, висмут, алюминий, свинец, олово, цинк, сера, хлор, платина, бор, цирконий,
торий. Комплексные ионы, такие как, например, ферро- и феррицианоген, сульфоцианоген, цианоген
металлов, аммоний, комплексы и тому подобные, также могут быть использованы, если они образуют
солеподобные соединения с соединениями, обменивающимися основаниями, согласно настоящему
изобретению.
Может быть введен один кислотный радикал или использована смесь, либо путем одновременной, либо путем
последовательной обработки. Количество используемого кислотного радикала также может варьироваться,
так что продукты могут обладать свойствами нейтральных кислот или основных солей.
Большое количество продуктов, которые могут быть получены в соответствии с настоящим изобретением,
позволяет химику-каталитическому специалисту выбрать катализатор, обладающий необходимыми
характеристиками для любой конкретной каталитической реакции, и эти продукты могут быть использованы
практически во всех каталитических реакциях, таких как, например, синтез метанола или моторного топлива,
очистка газов, абсорбция газов, разделение газов, удаление контактных ядов, таких как, например, летучие
соединения металлов, сера, мышьяк и тому подобное, для абсорбции или адсорбции в жидкой, газообразной
или суспендированной фазе, а также для каталитического окисления, восстановления, дегидратации,
гидрирования, дегидрирования, конденсации, полимеризации, деполимеризации, галогенирования и тому
подобного.
Примерами реакций, относящихся к вышеуказанным классам, являются: реакции с антраценсодержащими
веществами с антрахиноном, с толуолом или его производными с соответствующими гексаальдегидами и
бензойными кислотами, с бензолом с малеиновой кислотой, с аценафтеном с ацетилхиноном, с
β-изоценафтилдидендионом, с нафталальдегидной кислотой, с нафталином ангидридом и с
биэмилимеллитовой кислотой, с флуореном с флуокреноном, с эвгенолом и изокугенолом с ванилином и
ванилиновой кислотой, с метиловым спиртом и метаном с формальдегидом, с этиловым спиртом с уксусной
кислотой, с этиленгидрогидрином с хлоруксусной кислотой и тому подобное.
В процессе органического окисления, при котором примеси избирательно сжигаются, расщепляются или
преобразуются в легко удаляемые вещества, также требуется точный контроль. Примерами таких реакций
являются очистка сырого антрацена или фенлантрена путем селективного каталитического сжигания
карбазола, очистка сырого нафталина, сырых моноядерных ароматических углеводородов и сырых
алифатических соединений, таких как масла с высоким содержанием серы и моторное топливо.
Аммиак из каменноугольной смолы может быть очищен путем селективного окисления органических примесей
и требует хорошего контроля температуры (125°C).
Восстановительные реакции представляют собой важный класс реакций, для которых могут быть
использованы катализаторы, описанные в настоящем изобретении. Таким образом, например,
нитросоединения могут быть каталитически восстановлены до соответствующих соединений или других
промежуточных продуктов восстановления. Нитробензол, нитротолуол, нитрофенол, нитронафталин и
подобные им соединения могут быть эффективно восстановлены катализаторами настоящего изобретения.
Реакции гидрирования также легко осуществляются катализаторами настоящего изобретения, например,
гидрирование бензола до α-циклогексана, фенола до циклогексанола, нафталина до тетралина и декалина,
кротональдегида до нормального бутилового спирта, ацетальдегида до этилового спирта и тому подобное.
Различные синтетические реакции, такие как, например, восстановление оксидов углерода до метанола,
высококонцентрированных спиртов и кетонов или смесей синтетического моторного топлива, хорошо
подходят для катализаторов, описанных в настоящем изобретении. Эти процессы могут проводиться с
применением давления или без него. Могут быть проведены и другие синтетические реакции, такие как синтез
аммиака, синильной кислоты и тому подобных веществ. Также могут быть осуществлены неорганические
окислительные реакции, такие как окисление аммиака до оксидов азота.
В некоторых случаях может быть целесообразно использовать только базовые обменные тела, описанные в
настоящем изобретении. Однако их каталитическая активность настолько высока, что в большинстве случаев
возможно и обычно желательно разбавлять продукты большим или меньшим количеством инертных
носителей, либо носителями каталитической активности или каталитической активирующей способности.
Носители бывают двух типов: мелкодисперсные носители, которые могут смешиваться с мелкодисперсными
обменными телами, созданными в соответствии с настоящим изобретением, но которые предпочтительно
вводятся в них в процессе формования таким образом, чтобы они образовывали с базовыми обменными
телами микроскопически однородный каркас. Включение может происходить в растворы компонентов или в
прореагировавшую смесь в процессе образования, или же обменные тела основания могут образовываться в
порах мелкодисперсных пористых разбавителей. Во всех случаях, независимо от того, происходит ли это.
Разбавители или ионообменные молекулы находятся в дисперсной фазе, или же присутствует их комбинация,
но полученные продукты представляют собой однородные целые вещества и являются предпочтительной
формой разбавленных контактных масс согласно настоящему изобретению. Также возможно нанесение
ионообменных молекул с разбавлением или без разбавления мелкодисперсными разбавителями на
фрагменты носителей, или же ионообменная молекула может быть импрегнирована в поры относительно
массивных фрагментов носителей.
Для некоторых целей катализаторы, полученные таким способом, обладают существенными преимуществами
и находят применение в настоящем изобретении.
Может быть использован любой подходящий метод введения разбавителей либо в компоненты, образующие
ионообменную массу, либо в саму ионообменную массу после ее образования в желатинообразном
состоянии, либо путем пропитки ионообменной массы или ее компонентов в пористые разбавители.
Изобретение не ограничивается каким-либо конкретным методом получения разбавителей, но многие
выгодные методы подробно описаны в примерах и включены в более конкретные аспекты изобретения.
Разбавители могут быть 7 5 каталитически активными, инертными, или же они могут оказывать активирующее
или стабилизирующее действие, или способствовать стабилизации катализаторов.
Хотя во многих случаях как компоненты метиленатов, так и компоненты солей металлов 80 могут быть
каталитически активными, изобретение никоим образом не ограничивается такими продуктами, и можно
получить некоторые очень важные катализаторы, в которых один или несколько компонентов являются
каталитически активными, а другие компоненты, обладающие незначительной или нулевой каталитической
активностью, могут выступать в качестве активаторов для каталитически активных компонентов. Возможно
Соседние файлы в папке патенты