Федосова, Марина Евгеньевна. Разработка технологии получения жирных спиртов C6-C9

brief description

Федосова, Марина Евгеньевна. Разработка технологии получения жирных спиртов C6-C9 : диссертация ... кандидата химических наук : 05.17.04 / Федосова Марина Евгеньевна; [Место защиты: Рос. хим.-технол. ун-т им. Д.И. Менделеева].- Москва, 2013.- 178 с.: ил. РГБ ОД, 61 13-2/576

Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева
На правах рукописи
04201450271
Федосова Марина Евгеньевна
Разработка технологии получения жирных спиртов С6-С9
05.17.04 - Технология органических веществ
Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук
Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Данов СМ.
Москва-2013

2 СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 5
1 СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИРНЫХ СПИРТОВ С6-С9 7
1.1 Каталитическое гидрирование жирных кислот и их сложных эфиров 10
1.2 Оксосйнтез (гидроформилирование) а-олефинов 17
1.3 Алюмоорганический синтез 30
1.4 Процессы окисления н-алканов на гетерогенных катализаторах 33
1.5 Процессы окисления н-алканов на силикалите титана (TS-1) 39
1.6 Постановка задачи 44
2 РАЗРАБОТКА СПОСОБА КАПСУЛИРОВАНИЯ СИЛИКАЛИТА
ТИТАНА В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ СОСТАВА
КАТАЛИТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ 47
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОКИСЛЕНИЯ Н-АЛКАНОВ
ФРАКЦИИ С6-С9 ВОДНЫМ РАСТВОРОМ ПЕРОКСИДА ВОДОРОДА
НА КАТАЛИЗАТОРЕ ДП-2 65
3.1 Механизм окисления н-алканов водным раствором пероксида водорода
на силикалите титана (TS-1) 65
3.2 Исследование основных закономерностей процесса окисления
н-алканов водным раствором пероксида водорода на капсулированном
силикалите титана ДП-2 73
3.3 Исследование влияния параметров процесса окисления н-алканов Сб-
С9 водным раствором пероксида водорода на изомерный состав
образующихся продуктов окисления 81
3.4 Изучение кинетических закономерностей процесса окисления н-
алканов Сб-С9 раствором пероксида водорода на ДП-2 87
4 ИЗУЧЕНИЕ СТАДИИ ВЫДЕЛЕНИЯ И ОЧИСТКИ ТОВАРНЫХ
СПИРТОВ ФРАКЦИИ С6-С9 104
4.1 Изучение основных аспектов стадии выделения спиртов Сб-С9 104

з
4.2 Изучение стадии гидрирования кетонов в соответствующие спирты 110
5 РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ
ПОЛУЧЕНИЯ ЖИРНЫХ СПИРТОВ ФРАКЦИИ С6-С9 116
5.1 Описание принципиальной технологической схемы получения
ЖИРНЫХ СПИРТОВ Сб-Сд 116
5.2 Выбор оптимальных режимов работы оборудования схемы получения
жирных спиртов Сб-Сд 119
5.3 Технико-экономический анализ разрабатываемой технологии
ПОЛучеНИЯ ЖИрНЫХ СПИРТОВ Сб"С9 122
6 ИСХОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА, МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ
ЭКСПЕРИМЕНТОВ И АНАЛИЗОВ 128
6.1 Исходные вещества 128
6.2 Методика приготовления высокочистого порошкообразного
силикалита титана (TS-1) 128
6.3 Методика приготовления образцов капсулированного в полимерной
матрице силикалита титана (ДП-2) 129
6.4 Исследование структуры, химического состава и морфологии катализатора ДП-2 130
6.5 Исследование процесса окисления н-алканов водным раствором пероксида водорода на лабораторной установке непрерывного действия 131

6.5.1 Методика проведения экспериментов на лабораторной установке непрерывного действия 131
6.5.2 Методика определения массовой доли пероксида водорода в реакционной массе 133
6.5.3 Методика идентификации и газохроматографического анализа
продуктов окисления н-алканов водным раствором пероксида водорода
на катализаторе ДП-2
6.6 Методика проведения экспериментов по изучению процесса
гидрирования кетонов 136

4 6.7 Методика экспериментов по изучению состава и свойств азеотропов в реакционной массе н-алкан - вода, н-алкан - метанол ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЯ

bibliography

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Разработан принципиально новый способ формования порошкообразного силикалита титана в гранулы необходимой формы и размера, обеспечивающий получение каталитической системы ДП-2, стойкой к воздействию реакционной среды в течение долгого времени, обладающей высокой активностью и селективностью в непрерывном процессе жидкофазного окисления н-алканов Сб-Сэ 30 %-ным водным раствором пероксида водорода. Способ заключается в капсулировании порошкообразного силикалита титана TS-1 в полимерной матрице, получен патент РФ № 2458739 от 20.08.2012;
2. Изучены основные закономерности процесса жидкофазного окисления н-алканов С6-С9 30 %-ным водным раствором пероксида водорода на капсулированном силикалите титана ДП-2 на лабораторной установке непрерывного действия, установлены зависимости основных показателей процесса (конверсия исходного сырья, селективность в целевые продукты, массовое соотношение спирт/кетон) от параметров процесса (температура, начальное мольное соотношение н-алкан/пероксид водорода), определены оптимальные условия синтеза жирных спиртов Сб-Сс>;
3. Изучены кинетические закономерности процесса жидкофазного
окисления н-алканов Сб-Сд 30 %-ным водным раствором пероксида водорода на
капсулированном силикалите титана ДП-2, на основании полученных
закономерностей проведен расчет оборудования узла синтеза;
4. Изучены равновесия жидкость-жидкость и жидкость-пар в системах исходных веществ и продуктов реакции; на основе полученных данных предложена энергоэффективная схема выделения товарных спиртов Св-Сд из реакционной массы;
5. Разработана принципиальная технологическая схема получения спиртов С6-С9 жидкофазным окислением н-алканов Сб-Сд 30 %-ным водным раствором пероксида водорода на капсулированном силикалите титана ДП-2;

140
6. Проведена оценка основных экономических характеристик
разработанной технологии получения жирных спиртов Сб-Сд и сравнение ее с
технологиями-аналогами;
7. Выданы исходные данные на проектирование опытно-промышленной
установки получения вторичных спиртов фракции С6-С9 жидкофазным
окислением н-алканов С6-С9 30 %-ным водным раствором пероксида водорода на
катализаторе ДП-2 в среде метанола производительностью 10 тонн в год.