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EKATO

水素化

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Online Hydrogenation Days | 2021年2月10、11日

高効率の物質移動と熱交換

水素化のプロセスは、気体の水素が反応相手の化学反応です。 水素化は一般的に、不均質な触媒酸化プロセスとして行われます。水素を液体に溶かすには、細かな気泡に分散させます。

かくはんシステムには、次のような主要なタスクがあります。

  • 気相から液相への水素の物質移動の促進
  • 反応器内での熱交換器に対する流れにより、反応熱の除去
  • 触媒の懸濁
  • 反応器の内容物の均質化
  • 濃度と温度差の回避
ほとんどの水素化反応は、物質移動が制限された環境下で行われるため、EKATO の水素化反応器には、独自のガス処理および強力な冷却システムが備わっており、物質移動を促進することで、空時収量を向上し、ほとんどの場合、製品品質の向上に寄与します。 EKATO は、これまで85年以上に及ぶ、水素化技術の経験があります。500以上の有効なリファレンスとともに、EKATO 研究開発センターでの試験、それに基づいたスケールアップからプラントのコンポーネント、すぐに使用できる水素化プラントまで、水素化に関する幅広い製品とサービスを提供しています。

塗料業界のための特殊化学製品のメーカーは、ドイツのショップハイムの EKATO の水素化のパイロットプラントでのテストを通じて、水素の分散と反応器の冷却機能を改善することで、触媒充填を2.5% から1.0%まで減らせること、また反応時間を4時間から2時間に短縮できることを発見しました。既存の水素化反応器の後継となる反応器への移行は、EKATO のプロセスエンジニアリングとメカニクスの専門チームにより計画、実行されました。この改装の主な要素は、2 m3 の反応器の容量から、EKATO 独自のガス処理装置への改装と、既存の冷却システムの最適化でした。1年間で1200回の稼働を考えると、年間で3,600 kg の Pd/C 触媒を節減し、40万ユーロのコストを抑えることができます。

EKATO で水素化反応器の最適化を成功させる

  • 年間で 3,600 kg の Pd/C 触媒を節減
  • 年間で約40万ユーロのコストを削減
事前に要件を満たした、私たちの新しい水素化ユニットは、私たちが到着した日に導入され、同じ月に生産を開始することができました。
水素化は、医薬品有効成分 (API) の生産において、よく行われる合成です。この業界において成功を収めるには、新しい物質を早く市場に投入すること、効率の最大化と、製造における柔軟さです。欧州の材料メーカーは、EKATO を利用することで、12か月未満で新しい水素化プラントのプロジェクトの構想から試運転までこぎつけることができ、市場における優位性を得ることができました:生産体制の最速の始動 (「市場投入までの時間」)。このプラントは、設計から製造、テストまですべて EKATO が実施し、4つの機能プラントモジュール (スキッド) から成り、EKATO が設計した建物の中に建設されました。EKATO は、モジュラープラントコンセプトにより、同じ建物内にプランニング、製造、および組み立て用のプラントモジュールを実現し、すぐに使えるプラントのサプライヤーとして、スキルとリソースを最大限に活用できるようにしました。

ソルビトールは、グルコースを水素化して得られる糖アルコールです。糖アルコールは、食品業界で砂糖の代用品として使用されており、様々な用途と市場において重要な原材料でもあります。経済効率の向上が求められるなか、最高の製品品質を実現するために、EKATO は広範な研究を行い、砂糖からソルビトールやキシリトール、マンニトールなどの糖アルコールへの水素化を分析し、最適化しました。これらの研究の目的は、空時収量を高め、残存する還元糖含有率の最小化、グルコン酸生産の抑制、そして、触媒寿命の長期化です。

これらの調査に基づいて、最大で 88 m3 の充填容量の新しい、最適化された水素化反応器を開発しました。プロセスエンジニアリングの最適化に加えて、この新しい反応器のシリーズは、周期的深により反応器内部が損傷する可能性を排除するため、FEM を用いて調査しました。

ポリオール誘導体のための最も競争力に優れた水素化技術

  • 高性能の反応器技術
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コイルの接点分析 The effect of excitation frequencies can be simulated by FEA. The results help to prevent fatigue failure by optimized design.

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