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