Научный журнал

Современные наукоемкие технологии

ISSN 1812-7320

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,940

• Авторы
• Резюме
• Файлы

Каирбеков Ж.К. Мылтыкбаева Ж.К. Катаева К.К. Есеналиева М.З.

Работа посвящена проведению укрупнённых испытаний процесса гидрирования бутиндиола-1,4. Результаты укрупненных испытаний показали, что при использовании сплавного катализатора СКН-39 в процессе гидрирования бутиндиола-1,4 повышается селективность процесса и чистота продукта. Испытания показали, что выход бутанола при работе со сплавным катализатором СКН-39 растёт значительно медленнее, т.е. с 2,3 до 8,0%. Сравнивая данные сплавного катализатора СКН-39 с промышленным катализатором МНХ, явно наблюдается преимуществе первого катализатора. Применение их в производстве позволяет увеличить селективности процесса по бутандиолу на 18–27%, а стабильность в 1,5–2 раза. Катализатор СКН-39 обладает более высокой гидрирующей способностью, чем промышленный МНХ. При гидрировании бутиндиола на катализаторе СКН-39 производительность процесса повышается в 1,5-2,0 раза, селективность – на 15–30%, а целевой продукт обладает более высоким качеством.

Статья в формате PDF

292 KB

Изучение кинетических закономерностей гидрирования бутиндиола-1,4 важно в практическом отношений, так как эта реакция заложена в основу промышленного процесса получения бутандиола-1,4.

Для развития современного производства необходимо разработать и внедрять в производство эффективные и стабильные катализаторы для органического синтеза. Разработка высокоэффективных стационарных катализаторов для процесса гидрирования на уровне современных требований в промышленности является важной, в то же время сложной технической задачей, решение которой приводит к увеличению выхода бутандиола-1,4 и в целом эффективности процесса его получения. Из-за особых требований к чистоте получаемых веществ для проведения данного процесса, необходимы высокоэффективные катализаторы [1-3]. В связи с этим изучение процесса гидрирования бутиндиола на модифицированных никелевых катализаторах является актуальным [4-6].

Лабораторные исследования показали, что при гидрировании бутиндиола-1,4 наиболее высокую активность, селективность и стабильность проявляют разработанные нами сплавной катализатор СКН-39, наименьшую промышленные катализаторы МНХ и НХ [4]. Катализатор из сплава СНК-39 в настоящее время имеет промышленное применение в ряде гидрогенизационных процессов, таких как гидрирование масляных альдегидов и др. В связи с этим для скорейшего внедрения сплавного катализатора СКН-39, являющегося также высокоэффективным катализатором в процессе гидрирования бутиндиола-1,4, нами были исследованы каталитические свойства на пилотной установке. В табл. 1-3 приведены результаты укрупненных испытаний катализаторов МНХ, НХ и СКН-39.

Из данных табл. 1-3 видно, что селективность по бутандиолу-1,4 при гидрировании бутиндиола-1,4 на сплавном катализаторе СКН-39 составила 86,9%, что на 18% выше, чем у промышленного катализатора МНХ. В аналогичных условиях работы последнего катализатора селективность по бутандиолу равна 68,4%. При этом продолжительность работы катализатора СКН-39 составило 320 ч, а время работы промышленного катализатора МНХ значительно меньше, оно составляло 200 ч. Хроматографический анализ продуктов гидрирования бутиндиола-1,4 показывает, что выход бутанола, являющегося побочным продуктом производства, с увеличением продолжительности процесса гидрирования в наибольшей степени возрастает на катализаторах МНХ (никель/каолин) и НХ (никель/Cr₂O₃). Так, при продолжительности процесса 288 часов выход бутанола на катализаторе НХ составляла 16,2, а на СКН-39 - 8,0%. В то же время на катализаторе МНХ выход бутанола повышается до 30,6% при гидрировании бутиндиола в течение 200 часов. Испытания показали, что выход бутанола при работе со сплавным катализатором СКН-39 растет значительно медленнее, т.е с 2,3 до 8,0%. Сравнивая данные сплавного катализатора СКН-39 с промышленным катализатором МНХ явно наблюдается преимущество первого катализатора. Применение их в производство позволяет увеличить селективность процесса по бутандиолу на 18-27%, а стабильность в 1,5-2 раза. Катализатор СКН-39 обладает более высокой гидрирующей способностью, чем промышленный МНХ. При гидрировании бутиндиола-1,4 на сплавных катализаторах с низкой подачей водорода в гидрогенизате отсутствовал γ-оксимасляный альдегид, а бутендиол - промежуточный продукт и бутиндиол - исходное сырье имелись или отсутствовали. В то же время в гидрогенизате, полученном после гидрирования бутиндиола-1,4 на промышленном катализаторе, присутствовали γ-оксимасляной альдегид, БЕД и БИД.

Таблица 1. Результаты укрупненных испытаний различных катализаторов МНХ, в процессе гидрирования бутиндиола-1,4. Условия опыта: Объемная скорость сырья - 1 л/ч, расход водорода - 3 НМ/ч, рН 7,0-9,

Таблица 2. Результаты укрупненных испытаний промышленного катализатора НХ в процессе гидрирования бутиндиола-1,4. Условия опыта: объемная скорость сырья - 1 л/ч, расход водорода - 3 нм/ч

Таблица 3. Результаты укрупненных испытаний промышленного катализатора СКН-39 в процессе гидрирования бутиндиола-1,4

Примечание. БАД - бутандиол-1,4; БИД - бутиндиол-1,4; БЕД - бутендиол-1,4; ОМА - оксимаслянный альдегид.

Таким образом при гидрировании бутиндиола на катализаторе СКН-39 производительность процесса повышается в 1,5-2,0 раза, селективность - на 15-30%, а целевой продукт обладает более высоким качеством (чистота продукта повышается не менее, чем на 2-3% по сравнению с промышленным катализатором МНХ).

Список литературы

1. Колесников М.И. Катализ и производство катализаторов. - М.: Техника, 2004. - 400 с.
2. Sereda B. Application of activation of substrate by aluminium and copper for increase of adhesive durability of sheetingsreceived in self-propagating high-temperature synthesis conditions / B. Sereda, S. Sheyko, I. Kruglyak, Y. Belokon´ // 10 thInternational Conference on the Science and Technology of Adhesion and Adhesives. - Oxford, UK, 2008. - P. 437-439.
3. Катализаторы ХХI века / Э.А.Григорян, А.Г. Мержанов // Наука-производству. -1998. - №3 (5). - С. 30-41.
4. Каирбеков Ж.К., Катаева К.К., Мылтыкбаева М.З. Гидрирования бутиндиола-1,4 до бутанндиола-1,4 на свелетных никелевых катализаторах Тi, Мо // ВестникКазНУ, Сер. хим. - 2009. - № 1 (53). - С. 32-34.
5. Каирбеков Ж.К., Катаева К.К., Мылтыкбаева Ж.К., Есеналиева М.З.. Проведение укрупненных испытаний процесса гидрирования бутиндиола-1,4 // Вестник КазНУ. Сер. хим. - 2010. - №2 (58). - С. 176-179.
6. Каирбеков Ж.К., Катаева К.К., Мылтыкбаева Ж.К. Влияние глубины выщелачивания никель-алюминиевых катализаторов на их активность в реакции гидрирования бутиндио- ла-1,4 // Евразийский симпозиум по инновациям в катализе и электрохимии, посвященный 100-летию акад. Д.В.Сокольского.Тезисы докладов. - Алматы, 2010. - С. 159-160.

Библиографическая ссылка