Применение модифицированных никелевых катализаторов для синтеза циклогексана

Известно, что современное состояние производства циклогексана недостаточное, это связано с отсутствием необходимого ассортимента промышленно важных катализаторов и способов проведения процесса [1]. В данной работе изложены результаты исследования процесса синтеза циклогексана на никелевых катализаторах. Исходные сплавы готовили по известной технологии [2] в высокочастотной печи ОКБ-8020. Содержание компонентов в сплаве варьировали (в мас.%): никель - 45-49, алюминий - 50, ФМп - 1,0-5,0. Катализаторы получали из 1,0 г сплава путем выщелачивания его 20%-ным водным раствором едкого натра на кипящей водяной бане в течение 1 часа. Опыты по изучению активности катализаторов проводили в автоклаве Вишневского объемом 250 мл при интенсивном перемешивании реакционной среды. Продукты гидрирования анализировали на хроматографе «Хром-3» по разработанной ранее [3] методике. Результаты исследования каталитических свойств полученных катализаторов отражены в таблице 1.

Таблица 1 - Гидрирование бензола на модифицированных никелевых катализаторах

Кол-во модиф

добавки, масс. %

Выход циклогексана в % во времени (мин)

10

20

40

60

1,0 'Mn

14,7

31,6

58,3

65,8

3,0 'Mn

15,8

43,7

80,6

98,0

5,0 'Mn

14,9

33,3

72,7

87,7

Из таблицы 1 видно, что промотированные катализаторы в изученных нами условиях проявляют высокую активность по циклогексану, скорость образования последнего по различному увеличивается в зависимости от количества добавки ферросплавов. Наибольшую активность проявляет катализатор из сплава с 3 масс.% Mn. Выход циклогексана на нем при 1600С и 4 МПа на 60 минуте гидрирования составляет 98,0%. Нами проведена оптимизация [4] условий протекания процесса гидрирования бензола на никелевых катализаторах, модифицированных ферромарганцем. Оптимум условий определяли по математической модели объекта исследования в виде полиноминального уравнения: У=Ка0+ Y uiXi+Y Y Xi Xi+E аiiХ2i где : к - количество факторов; X - изменяемые факторы, а0,ау, аи - коэффициенты уравнения регрессии; У - переменная состояния (функция отклика). В результате предварительных экспериментов были выделены три основных фактора, оказывающих влияние на процесс гидрирования бензола в циклогексан: X1 -продолжительность процесса, мин. X2 - температура процесса, С0; X3 - давление водорода в процессе, МПа. Таким образом, определены основные факторы, влияющие на процесс синтеза циклогексана на никелевых катализаторах и найдены их оптимальные значения. Данные экспериментов могут бытьиспользованы при проектировании каталитических систем синтеза циклогексана.

 

ЛИТЕРАТУРА

  1. Кедельбаев Б.Ш.,Тортбаева Д.Р., Есенбекова Г.Л. Исследование катализаторов гидрогенизации ароматических соединений НиОЮК, 2005, №7, с. 106-109.
  2. Хисаметдинов А.М., Бижанов Ф.Б., Сокольский Д.В. Изв. АН КазССР, 1967. №6. С. 18-26.
  3. Занозина П.П., Сокольский Д.В., Жанабаев Б.Ж. Адсорбция и гидрогенизация аренов на металлах VIII- группы. Алма-Ата:Наука, 1985, с. 231.
  4. Рузинов Л . П . , Слободчикова Р.И. Планирование эксперимента в химии и технологии . Москва : Химия , 1980 г. - 273 с.У
Год: 2011
Город: Шымкент
Категория: Медицина