Івасів Володимир Васильович. Газофазна конденсація карбонільних сполук з формальдегідом на гетерогенних каталізаторах

Краткое описание

Івасів Володимир Васильович. Газофазна конденсація карбонільних сполук з формальдегідом на гетерогенних каталізаторах : дис... канд. техн. наук: 05.17.04 / Національний ун-т "Львівська політехніка". - Л., 2006

Івасів В.В. Газофазна конденсація карбонільних сполук з формальдегідом на гетерогенних каталізаторах.-Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.04. технологія продуктів органічного синтезу. Національний університет Львівська політехніка”, Львів, 2006.
Дисертація присвячена розробленню основ технології альдольної конденсації карбонільних сполук з формальдегідом в газовій фазі на твердих каталізаторах. Розроблено високоактивний, селективний за метилвінілкетоном, акролеїном, метакролеїном та 2-етилакролеїном Na2HPO4Cs2CO3каталізатор реакції газофазної конденсації карбонільних сполук.
Встановлена залежність між фізико-хімічними та каталітичними властивостями вивчених каталізаторів. Визначено активну фазу оптимального каталізатора. Визначені кінетичні закономірності процесу альдольної конденсації ацетону з формальдегідом на кращому каталізаторі. Запропонована кінетична модель для реакції в присутності кращого каталізатора, на основі якої виконана оптимізація процесу альдольної конденсації ацетону з формальдегідом в метилвінілкетон.
Розроблені основи технології одержання метилвінілкетону.

У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що виявляється в створенні основ технології газофазної конденсації карбонільних сполук з формальдегідом в ненасичені альдегіди та кетони на твердих каталізаторах, що дозволяє одержувати метилвінілкетон, акролеїн та метакролеїн з високими виходами та селективностями.
Розроблено новий активний та селективний каталізатор для газофазної альдольної конденсації ацетону з формальдегідом в метилвінілкетон на основі суміші гідрофосфату натрію з карбонатом цезію. Встановлено оптимальне співвідношення компонентів (Na2HPO4:Cs2CO3= 2:3).
Встановлено, що розроблений каталізатор є ефективним у процесах газофазної конденсації формальдегіду з оцтовим, пропіоновим та масляним альдегідами, що дає можливість отримувати акролеїн з виходом 78,6 %, метакролеїн з виходом 79,3 % та 2-етилакролеїн з виходом 91,7 %.
Показано, що кислотні та основні властивості каталітичних систем на основі сумішей гідрофосфату натрію з карбонатами лужних металів мають важливе значення в процесі. Встановлено, що альдольна конденсація ацетону з формальдегідом відбувається на лужних активних центрах каталізатора, а утворення оцтової кислоти на кислотних активних центрах. Оптимальний Na2HPO4Cs2CO3каталізатор має найбільшу основність і найменшу кислотність поверхні в порівнянні з іншими дослідженими каталізаторами.
Визначені кінетичні закономірності процесу на кращому з досліджених каталізаторів. У відповідності з запропонованими кінетичними рівняннями розраховані кінетичні параметри, які задовільно описують процес. Запропоновано кінетичну модель, на основі якої виконано оптимізацію процесу.
Запропонована принципова технологічна схема одержання метилвінілкетону газофазною конденсацією ацетону з формальдегідом. Визначено оптимальні технологічні параметри процесу, при яких конверсія ацетону становить 63,5 %, конверсія формальдегіду 52,0 %, селективність за метилвінілкетоном 98,8 %, вихід метилвінілкетону за ацетоном 62,8 %. В існуючих промислових рідиннофазних виробництвах вихід метилвінілкетону складає 10-18 % при селективності 65-69 %, отже, впровадження розробленого газофазного методу одержання метилвінілкетону дозволяє значно покращити техніко-економічні показники процесу та знизити енергетичні витрати на очистку продукту та рециркуляцію непрореагованої сировини. Одержані результати досліджень перевірені на дослідній установці ВАТ Дрогобицький завод побутової хімії” та рекомендовані до впровадження на ТзОВ „Карпатнафтохім”.