Хоанг Хыу Бинь. Особенности формирования и технологии цинкацетатных катализаторов синтеза винилацетата

Короткий опис

Хоанг Хыу Бинь. Особенности формирования и технологии цинкацетатных катализаторов синтеза винилацетата : Дис. ... канд. хим. наук : 05.17.04 : Москва, 2004 111 c. РГБ ОД, 61:04-2/666

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Московская государственная академия тонкой химической технологии им. М. В. Ломоносова

На правах рукописи
ХОАНГ ХЫУ БИНЬ
ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИИ ЦИНКАЦЕТАТНЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ СИНТЕЗА
ВИНИЛАЦЕТАТА
05. 17. 04 - Технология органических веществ
ДИССЕРТАЦИЯ
на соискание учёной степени кандидата химических наук
Научный руководитель: заслуженный деятель науки РФ, д. х. н., профессор Тёмкин Олег Наумович
Научный консультант: д. х. н., профессор Хоанг Ким Бонг
Москва 2004
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ 4
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 6
1.1. Промышленные способы синтеза винилацетата 6
1.1 Л. Метод получения винилацетата из этилена 7
1Л .2. Метод получения винилацетата из ацетилена и уксусной кислоты. 10 1.1.3. Кинетика и механизм синтеза винилацетата из ацетилена и уксусной кислоты 12
1.2. Методы приготовления нанесённых солевых катализаторов 21
1.3. Поставленные задачи 32
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 34
2.1. Методика проведения работы 34
2.1 Л. Методика приготовления модифицированных активированных
углей 34
2.1.2. Методика исследования адсорбции ацетата цинка на модифицированных активированных углях 35
2.1.3. Адсорбционный метод определения характеристик и параметров цинкацетатных катализаторов 52
2.1.4. Исследования катализаторов методами малоуглового рассеяния рентгеновского излучения (МУРР), сканирующей электронной
микроскопии (СЭМ) и рентгеновского микроанализа (РМА) 54
2Л.5. Методика тестирования активности полученных катализаторов синтеза винилацетата из ацетилена и уксусной кислоты 54
2.2. Свойства модифицированных сорбентов 59
2.3. Изучение адсорбции 2и(ОАс)2 из растворов на АУ 62
2.3.1. Процесс иммобилизации ацетата цинка в статическом и динамическом режимах 65
2.3.2. Влияние температуры и pH 70
2.4. Характеристики нанесённых цинкацетатных катализаторов серий U
и К 77
2.4.1. Определение пористой структуры и адсорбционных характеристик катализаторов 77
2.4.2. Распределение солевого компонента по данным МУРР и СЭМ-
РМА 81
2.5. Тестирование каталитической активности и стабильности полученных катализаторов 93
2.6. Выводы 97
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 99
Приложение 1 105
Приложение 2 106
Приложение 3 108
ККУЛКИМГ
Вшшлацетат является одним из важнейших мономеров, производство которого во всем мире возрастает быстрыми темпами. Виншгацетат является сырьём в производстве полшзинилацетата, используемого в виде водных дисперсий для получения ПОЛИВЙНШІОГО спирта и голивинилацеталей, как тгёнкообразующее в производстве эмульсиновых лаков и красок, в качестве основы для клеев, связующего при изготовлении полимербетона. При кислотном или щелочном алкоголизе поливинилацетата получают поливиниловый спирт, широко используемый в производство волокон, а также лекарственных средств, крове- и плазмозаменигелей, в качестве эмульгатора при полимеризации: Большое применение нашли также сополимеры вшшлацетата с винилхлоридом, этиленом, эфирами акриловой кислоты, стиролом и др.
В настоящее время (2000-2003 г.), мировое потребление
винил ацетата составляет 4- 4,5 миллионов тонн в год. Как в России, так и в ряде других стран, промышленное производство винилацетата осуществляются двумя способами:
1. На основе ацетилена и уксусной кислоты;
2. На основе этилена, уксусной кислоты и кислорода.
Основным преимуществом второго способа перед первым является более низкая стоимость этилена по сравнению с ацетиленом. Однако, в связи с ростом цен на этилен в последнее время, промышленное производство винилацетата из ацетилена может получить новый толчок развития. В России имеется промышленное производство винилацетата на основе ацетилена: ОАО «Азот» в городе Невивномыске с мощностью 22 тысяч тонн в год и поэтому перевод производства на этиленовый метод вряд ли будет экономически целесобразен. Следовательно, интенсификация существующих производств винилацетата из ацетилена и улучшение его технико-экономических показателей имеют большое практическое значение.
В промышленности используется традиционный пропиточный метод приготовления катализатора, основанный на пропитке угля водным раствором ацетата цинка с последующей сушкой. Такой метод не даёт стабильно воспроизводимого активного катализатора с достаточным сроком службы. На кафедре ХТООС, МИТХТ исследовали модифицирование углеродного носителя азотной кислотой. В результате были получены довольно активные и стабильные катализаторы синтеза винилацетата. Однако использование этой технологии в промышленности нежелательно по экологическим соображениям, так как применение азотной кислоты в технологической схеме приводит к трудно перерабатываемым газовым выбросам ж сточным водам. Поэтому исследование других методов модификации активированных углей и способов иммобилизации на них ацетата цинка является: весьма актуальным. С другой стороны, недостаточно изучена связь режимов нанесения и характеристик катализаторов, что также является актуальной научной проблемой.

Список літератури

1.4. Выводы
1. Впервые систематически изучены свойства углеродных сорбентов, полученных на основе АУ АГН-2, модифицированного уксусной кислотой или пероксидом водорода, в качестве носителей для цинкацетатных катализаторов синтеза винилацетата.
2. Установлено, что процесс адсорбции Zn(OAc)2 на модифицирован¬ных углях сильно зависит от гидродинамических режимов, температуры проведения адсорбции, исходной концентрации соли и начального значения pH раствора.
3. Получены изотермы адсорбции Zn(OAc)2 на поверхности модифицированных АУ, относящиеся к лэнгмюровскому типу изотерм адсорбции. 
4. Установлены оптимальные условия иммобилизации ацетата цинка на поверхности модифицированных сорбентов (Т=50°С, скорость циркуляции раствора 15±2 см/сек, начальные значения pH = 5,5+6,0 и С° Zn(OAc)2-= 20% масс.), соответствующие максимумам каталитической активности.
5. Методами мапоуглового рассеяния рентгеновского излучения^ сканирующей электронной микроскопии и рентгеновского микроанализа изучены полученные катализаторы. Показано наличие солевых кластеров размеров 10-40Л, хорошее заполнение микропор (5-10 А) и наличие высокодисперсного состояния солевого компонента близкого к молекулярно-дисперсному на лучших образцах катализаторов U2. U2C ш К41.
Сформулированы требования к технологии приготовления промышленных активных и стабильных катализаторов, не уступающих катализатору MAVC фирмы ‘Монтекатмни”