Окиснення ізобутилового спирту в метакролеїн
Досліджено процес парціального окиснення ізобутилового спирту в метакролеїн на гетерогенних каталізаторах. Встановлено, що максимальна селективність утворення метакролеїну спостерігається при найменшій концентрації ізобутилового спирту. Подано дані щодо впливу часу контакту та температури на процес....
Gespeichert in:
| Datum: | 2001 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Інститут бiоорганiчної хiмiї та нафтохiмiї НАН України
2001
|
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/4045 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Окиснення ізобутилового спирту в метакролеїн / В.А. Кожарський, В.М. Жизневський, Р.Д. Цибух, З.Є. Мокра, А.П. Михайлів // Катализ и нефтехимия. — 2001. — № 7. — С. 76-78. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-4045 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-40452009-07-15T12:01:17Z Окиснення ізобутилового спирту в метакролеїн Кожарський, В.А. Жизневський, В.М. Цибух, Р.Д. Мокра, З.Є. Михайлів, А.П. Досліджено процес парціального окиснення ізобутилового спирту в метакролеїн на гетерогенних каталізаторах. Встановлено, що максимальна селективність утворення метакролеїну спостерігається при найменшій концентрації ізобутилового спирту. Подано дані щодо впливу часу контакту та температури на процес. Исследован процесс парциального окисления изобутилового спирта в метакролеин на гетерогенных катализаторах. Установлено, что максимальная селективность образования метакролеина наблюдается при наименьшей концентрации изобутилового спирта. Представлены данные о влиянии времени контакта и температуры на процесс. The process of the partial oxidation of isobuthylic alcohol to methacrolein on heterogeneous catalysts has been investigated. It has been established, that the maximum selectivity of methacrolein formation has been observed with the smallest isobuthylic alcohol concentration. Data on the influence of contact time and temperature on the process are presented 2001 Article Окиснення ізобутилового спирту в метакролеїн / В.А. Кожарський, В.М. Жизневський, Р.Д. Цибух, З.Є. Мокра, А.П. Михайлів // Катализ и нефтехимия. — 2001. — № 7. — С. 76-78. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/4045 541.128.13 uk Інститут бiоорганiчної хiмiї та нафтохiмiї НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| description |
Досліджено процес парціального окиснення ізобутилового спирту в метакролеїн на гетерогенних каталізаторах. Встановлено, що максимальна селективність утворення метакролеїну спостерігається при найменшій концентрації ізобутилового спирту. Подано дані щодо впливу часу контакту та температури на процес. |
| format |
Article |
| author |
Кожарський, В.А. Жизневський, В.М. Цибух, Р.Д. Мокра, З.Є. Михайлів, А.П. |
| spellingShingle |
Кожарський, В.А. Жизневський, В.М. Цибух, Р.Д. Мокра, З.Є. Михайлів, А.П. Окиснення ізобутилового спирту в метакролеїн |
| author_facet |
Кожарський, В.А. Жизневський, В.М. Цибух, Р.Д. Мокра, З.Є. Михайлів, А.П. |
| author_sort |
Кожарський, В.А. |
| title |
Окиснення ізобутилового спирту в метакролеїн |
| title_short |
Окиснення ізобутилового спирту в метакролеїн |
| title_full |
Окиснення ізобутилового спирту в метакролеїн |
| title_fullStr |
Окиснення ізобутилового спирту в метакролеїн |
| title_full_unstemmed |
Окиснення ізобутилового спирту в метакролеїн |
| title_sort |
окиснення ізобутилового спирту в метакролеїн |
| publisher |
Інститут бiоорганiчної хiмiї та нафтохiмiї НАН України |
| publishDate |
2001 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/4045 |
| citation_txt |
Окиснення ізобутилового спирту в метакролеїн / В.А. Кожарський, В.М. Жизневський, Р.Д. Цибух, З.Є. Мокра, А.П. Михайлів // Катализ и нефтехимия. — 2001. — № 7. — С. 76-78. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT kožarsʹkijva okisnennâízobutilovogospirtuvmetakroleín AT žiznevsʹkijvm okisnennâízobutilovogospirtuvmetakroleín AT cibuhrd okisnennâízobutilovogospirtuvmetakroleín AT mokrazê okisnennâízobutilovogospirtuvmetakroleín AT mihajlívap okisnennâízobutilovogospirtuvmetakroleín |
| first_indexed |
2025-07-02T07:11:29Z |
| last_indexed |
2025-07-02T07:11:29Z |
| _version_ |
1836518253924450304 |
| fulltext |
76 Катализ и нефтехимия, 2001, №7
УДК 541.128.13 © 2001
Окиснення ізобутилового спирту в метакролеїн
В.А. Кожарський, В.М. Жизневський, Р.Д. Цибух, З.Є. Мокра, А.П. Михайлів
Державний університет " Львівська політехніка ",
Україна, 79013 Львів, вул. С. Бандери, 12; факс: (380-322) 74-41-43
Досліджено процес парціального окиснення ізобутилового спирту в метакролеїн на гетерогенних каталіза-
торах. Встановлено, що максимальна селективність утворення метакролеїну спостерігається при най-
меншій концентрації ізобутилового спирту. Подано дані щодо впливу часу контакту та температури на
процес.
Ізобутиловий спирт (ІБС) – побічний продукт бага-
тьох хімічних виробництв, який не знаходив і не зна-
ходить належного використання [1]. Крім того, ІБС є
одним з основних компонентів сивушної олії (відходу
спиртового виробництва) [2].
Як показали наші попередні дослідження, Fe-Te-
Mo-O-каталізатор є досить ефективним у процесі оки-
снення трет.-бутилового спирту в метакролеїн [3].
Останній – вихідний напівпродукт для одержання ор-
ганічного скла. Процес окиснення трет.-бутанолу в
метакролеїн (МА) відбувається при попередній його
дегідратації до ізобутилену, який далі окиснюється в
МА. При дегідратації ІБС також утворюється ізобути-
лен. Дані щодо окиснення ІБС у МА в літературі май-
же відсутні. Таким чином, дослідження цього процесу
має як наукове, так і прикладне значення.
Методика експериментів
Приготування каталізаторів. Вихідний Fe-Te-Mo-
O-каталізатор та промотований Са готували за розроб-
леною нами методикою [4]. У 50 см3 нагрітої дисти-
льованої води розчиняють 14,8 г (NH4)6Mo7O24⋅ 4 Н2О
(ч.д.а.), потім туди ж додають 16,4 г Н2ТеО4⋅ 2 Н2О
(ч.д.а.) при 333 К та при рН = 1 поступово додають
розчин 33,6 г Fe(NO3)3 ⋅ 9 Н2О (ч. д. а. ) у 50 см3. Розчин
випаровують на водяній бані, висушують при 393 К,
потім температуру підвищують за 4 год до 473 К, далі
каталізатор поміщають у муфельну піч та прожарюють
5 год при 723 К. Одержують каталізатор з атомним
співвідношенням Fe:Te:Mo = 1:0,85:1. У разі введення
промотуючих домішок розраховану кількість солі
промотору вводили після введення солі заліза. Далі
каталізатор подрібнюють, відбирають для досліджень
фракцію з розміром 1–3 мм, на якій внутрішньодифу-
зійне гальмування відсутнє.
Дослідження каталізаторів
Аналіз фазового складу Fe-Te-Mo-O-каталізатора
та промотованого каталізатора проводили рентгено-
фазовим методом на дифрактометрі ДРОН-2. Питому
поверхню каталізаторів визначали хроматографічним
методом за тепловою десорбцією азоту [6].
Хімічний склад каталізаторів установлювали ваго-
вим методом за методикою [7, 8]. Наважку каталізато-
ра розчиняли у соляній кислоті. Вміст телуру визнача-
ли осадженням телуру, що міститься у зразку сполуки
телуру у вигляді елементарного телуру. Як відновник
використовували сірчаний ангідрид. У фільтраті, що
залишився, вміст молібдену визначали осадженням
його 8-оксихіноліном у вигляді Мо2(С9Н6ON)2, вміст
заліза – осадженням 6 N розчином гідрату аміаку ок-
сиду заліза та розкладом останнього до оксиду. Склад
каталізаторів, установлений розрахунковим та аналі-
тичним шляхом, є ідентичним.
Каталітичні властивості каталізаторів вивчали
проточним методом. Спеціальними дослідами вста-
новлено, що на Fe-Te-Mo-O-каталізаторі [9] під час
окиснення у безградієнтному реакторі при розмірі
зерен каталізатора 1–3 мм реакція відбувається у вну-
трішньодифузійній області. Вихідні речовини та про-
дукти реакції аналізували хімічним і газохроматогра-
фічним методами.
Результати та їх обговорення
Як видно з табл. 1, крім МА при окисненні ІБС
утворюються СО, СО2 та оцтова кислота (ОК), макси-
мальний вихід якої спостерігався при концентрації ІБС
5,0 % (об.) (досліди при τк = 2,5 с). Максимальна селек-
тивність утворення МА спостерігалася при найменшій
концентрації ІБС. Слід зазначити, що близькою до да-
ної селективності за своїм значенням є селективність
утворення МА при найвищій (13,7 % (об.)) з дослідже-
них нами концентрацій ІБС. Але в даному разі макси-
мальну селективність утворення МА одержано при
температурі на 60 К вищій, ніж у попередньому, крім
того, конверсія ІБС при цьому не є 100%-ю.
Зміна часу контакту (досліди при концентрації ІБС
5 % (об.)) показала, що його зростання приводить до
зменшення селективності утворення МА в усьому до-
слідженому нами температурному інтервалі. Відбува-
ється це переважно за рахунок збільшення селективно-
сті утворення СО та СО2.
Таким чином, проведені дослідження довели, що
максимальний вихід МА у даній каталітичній системі
становить 61,6 %. Причина цього явища пов'язана, як
видно з табл.1, в першу чергу з досить високим вихо-
Катализ и нефтехимия, 2001, №7 77
дом продуктів глибокого окиснення СО та СО2, які в
основному утворюються на центрах міцної хемосорб-
ції з ізобутилену та МА.
Таблиця 1. Окиснення ІБС на Fe-Te-Mo-O-каталізаторі
Селективність, %
τк, с Т, К [ІБС],
% (об.) МА СО+СО2 ОК
ВМА,
%
Хi-C4,
%
4,5 693
673
643
1,5 61,6
42,5
41,0
26,4
46,8
49,8
12,0
10,7
9,2
61,6
42,5
41,0
100,0
100,0
100,0
4,5 693
673
643
13,7 56,2
57,5
60,0
39,8
38,5
36,8
4.0
4,0
3,2
48,3
50,0
54,0
86,0
87,0
90,0
1,6 693
673
643
5,0 50,0
46,0
48,0
41,0
44,6
41,4
9,0
9,4
10,6
50,0
46,0
48,0
100,0
100,0
100,0
2,5 693
673
643
5,0 43,0
40,0
30,0
42,0
48,0
59,0
15,0
12,0
11,0
43,0
40,0
30,0
100,0
100,0
100,0
4,5 693
673
643
5,0 43,4
42,6
31,4
51,6
51,6
63,6
5,0
5,8
5,0
43,4
42,6
31,4
100,0
100,0
100,0
Примітка: Тут і в табл. 2: τк – час контакту, [ІБС] – концент-
рація ІБС, ВМА – вихід МА, Хі-С4 – конверсія ізобутилену.
Одним з авторів даної роботи було встановлено,
що шляхом введення промотуючих домішок лужних і
лужноземельних елементів можна змінювати міцність
цих центрів у гетерогенних каталізаторах парціально-
го окиснення вуглеводнів [10], тим самим зменшуючи
кількість продуктів глибокого окиснення. Кращі ре-
зультати у процесі окиснення трет.-бутанолу в МА
дали для Fe-Te-Mo-O-каталізатора промотуючі домі-
шки Са. Виходячи з цього, доцільним було дослідити
роботу Fe-Te-Mo-Са-O-каталізатора в реакції окис-
нення ІБС у МА. Ці дані наведено у табл. 2.
Таблиця 2. Окиснення ІБС у МА на Fe-Te-Mo-Са-O-ката-
лізаторі
Селективність, % τк, с Т, К МА СО+СО2 ОК
ВМА,
%
Хі-С4,
%
1,6 693
673
643
80,6
79,4
76,3
12,4
9,8
6,9
7,0
10,7
16,3
68,5
63,4
48,3
85,0
79,8
63,3
2,5 693
673
643
84,9
80,7
76,0
11,8
9,3
7,1
3,3
10,1
17,6
80,0
71,5
59,1
94,3
88,6
78,1
3,3 693
673
643
82,7
80,6
77,9
12,9
10,5
6,7
5,3
8,9
15,5
78.7
75,2
65,3
95,3
93,3
83,8
4,8 693
673
643
75,7
72,6
70,1
15,1
12,2
10,8
9,2
15,2
19,1
74,3
70,8
61,9
98,2
97,5
88,3
Примітка. Концентрація спирту в повітрі – 2,3 % (об.).
Аналіз одержаних результатів на цьому каталізаторі
свідчить про те, що промотована Са-каталітична сис-
тема є менш активною, ніж вихідна Fe-Te-Mo-O; на
ньому практично не спостерігається 100%-ї конверсії
ІБС. Але в порівнянні з вихідним каталізатором мак-
симальна кількість продуктів глибокого окиснення СО
та СО2, яка утворилася на даному каталізаторі, є мен-
шою майже у 3 рази. Ці факти підтверджують, що Са
істотно зменшує кількість центрів глибокого окиснен-
ня, внаслідок чого збільшується селективність утво-
рення МА, яка за оптимальних умов становить 84,9 %
при конверсії ІБС 94,3 %. Це дозволяє істотно збільши-
ти вихід МА з 61,6 % на Fe-Te-Mo-O-каталізаторі до
80,0 % на Fe-Te-Mo-Са-O-каталізаторі.
Цікаво, що в обох випадках за порівняльних умов
процесу характерним є зменшення селективності утво-
рення оцтової кислоти з ростом температури. Цей факт
можна пояснити частковим розкладом оцтової кислоти
до СО та СО2, особливо при найвищій температурі реак-
ції.
Отже, проведені дослідження показали, що ІБС –
один з основних компонентів сивушних олій – можна
економічно вигідно утилізувати для одержання
метакрилатних мономерів.
Література
1. Кацнельсон М.П., Колесов М.Л., Современное
состояние и перспективы развития производства бути-
ловых спиртов, Хим. пром-сть., 1982, (7), 16.
2. Андеркафлер Л.А., Хиккель Дж., Бродильные
производства, Москва, Пищепромиздат, 1959, Т.1.
3. Кожарский В.А., Дис. канд. хим. наук, Львов,
ЛПИ, 1985.
4. Жизневский В.М., Кожарский В.А., Толопко Д.К.,
А. с. 1003886 СССР, Опубл. 01.10.83.
5. Жизневский В.М., Дис. канд. хим. наук, Львов,
ЛПИ, 1967.
6. Рубаник М.Я., Гороховатский Я.Б., Неполное ка-
талитическое окисление олефинов, Киев, Техника,
1964.
7. Гиллебрант В.Ф., Лендель Г.Э., Практическое
руководство по неорганическому анализу, Москва,
Химия, 1968.
8. Бусев А.И., Аналитическая химия молибдена,
Москва, Изд-во АН СССР, 1962.
9. Жизневский В.М., Толопко Д.К., Федевич Е.В.,
Исследование кинетики каталитического парофазного
окисления изобутилена в метакролеин, Катализ и ка-
тализаторы, Киев, 1967, (3), 6.
10. Кожарский В.А., Дис. д-ра. хим. наук, Львов,
ЛПИ, 1982.
.
Надійшла до редакції 17 липня 2000 р.
78 Катализ и нефтехимия, 2001, №7
Окисление изобутилового спирта в метакролеин
В.А. Кожарский, В.М. Жизневский, Р.Д. Цыбух, З.Є. Мокрая, А.П. Мыхайлив
Государственный университет " Львівська політехніка",
Украина, 79013 Львов, ул. С. Бандеры, 12; факс: (380-322) 74-41-43
Исследован процесс парциального окисления изобутилового спирта в метакролеин на гетерогенных
катализаторах. Установлено, что максимальная селективность образования метакролеина наблюдается
при наименьшей концентрации изобутилового спирта. Представлены данные о влиянии времени кон-
такта и температуры на процесс.
Oxidation of isobuthylic alcohol to methacrolein
V.A. Kozharskii, V.M. Zhyznevskiy, R.D. Tsybukh, Z.E Mokra, A.P. Mychailiv
State university " Lviv Polytechnic ",
12, S. Bandery Str., Lviv, 79013, Ukraine, Fax: (380-322) 74-41-43
The process of the partial oxidation of isobuthylic alcohol to methacrolein on heterogeneous catalysts has been
investigated. It has been established, that the maximum selectivity of methacrolein formation has been observed
with the smallest isobuthylic alcohol concentration. Data on the influence of contact time and temperature on the
process are presented
УВАГА! ВІДОМОСТІ ІЗ ПЕРШИХ РУК:
НАДІЙНИЙ “ОДЯГ” ДЛЯ МЕТАЛЕВИХ ТРУБ!
Водостійке покриття для металевих труб на основі епокси-
праймеру і поліетиленової композиційної плівки “Термізол”.
В лабораторії “Старіння та стабілізації покрить” ІБОНХ НАН України розро-
блено і впроваджено у виробництво двошарову плівку “Термізол” з високою
адгезією до модифікованого еластичного епоксипраймеру ЕП-0010М.
Технологічний процес нанесення покриття на труби включає такі опе-
рації:
• нанесення епоксипраймеру (валками або розпиленням);
• намотка з натягом (за спіраллю) двошарової плівки “Термізол”;
• надання часу для формування покриття.
Технічні показники:
температура експлуатації – від -60 до +90 °С;
адгезія до сталі – не менше 6,0 кгс/см;
товщина праймування – не більше 0,1мм;
товщина полімерного покриття
• в один шар – 1,1 мм;
• у два шари– 2,2 мм;
мінімальна температура формування покриття – 10°С;
час формування покриття – не менше 12 год.
Телефон: 559-70-24
|