Катализаторы для парофазного синтеза винилацетата Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

где Ар - перепад давления на мембране, МПа; dср - средний диаметр пор мембраны, м; ¥м - площадь мембраны, м2; е - поверхностная пористость; ц - вязкость жидкости, Пас; I - длина капилляра, м.

Если принять, что диапазон размеров пор изменяется относительно среднего в 3 раза, то:

dmin = з ' dср ' dmax = 3 ' dср •

(2) (3)

Тогда, соответственно, расход через пору минимального размера будет в 9 раз меньше, чем через среднюю пору, а расход через пору максимального размера в 9 раз больше. Таким образом, различие расходов через максимальный и минимальный размеры - более чем в 80 раз.

Поэтому знание реального распределения размеров пор в полимерных мембранах является актуальной теоретической и практической задачей.

ЛИТЕРАТУРА

1. Итинская Н.И., Кузнецов Н.А. Справочник по топливу, маслам и техническим жидкостям. М.: Колос. 1982. 208 с.; Itinskaya N.I., Kuznetsov N.A. Reference book on fuel, oils and technical fluids. М.: Kolos. 1982. 208 p. (in Russian).

2. Иванов А.В., Гуреев А.А., Попова Н.Н., Фалькович М.И., Гавжак Я. // Химия и технол. топлив и масел. 1990. № 10. С. 20 - 22;

Ivanov A.V., Gureev A.A., Popova N.N., Falkovich M.I, Gavzhak Ya. // Khimiya i tekhnologiya topliv i masel. 1990. N 10. P. 20 - 22 (in Russian).

3. Российская автотранспортная энциклопедия. Т. 3. Техническая эксплуатация, обслуживание и ремонт автотранспортных средств: справоч. и науч.-практ. пособ. для спе-циал. отрасли «Автомобильный транспорт», для студентов и науч. сотруд. профильных учеб. заведений, НИИ / Гл. науч. ред. Е. С. Кузнецов. 3-е изд. перераб и доп. М.: «Просвещение». 2001. 461 с.;

The Russian motor transportation encyclopaedia. V. 3. Technical operation, service and repair of vehicles: Reference book and the scientifically-practical grant for the experts of branches "Motor transport", for students and research assistants cross-sectional studies. Institutions, scientific research institute / The Gr. scientific editor E.S. Kuznetsov. М: "Pros-veshenie". 2001. 461 p. (in Russan).

4. Маркелов А.В., Постников А.В., Осадчий Ю.П. Патент № 129926;

Markelov A.V., Postnikov A.V., Osadchiy Yu. P. RF Patent N 129926 (in Russian).

5. Жужиков В.А. Фильтрование. Теория и практика разделения суспензий. М.: Химия. 1971. 440 с.;

Zhuzhikov V.A. Filtering. The theory and practice of suspensions separation М: Khimia. 1971. 440 p. (in Russian).

6. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии: учеб. для вузов. Ч. 1. Теоретические основы процессов химической технологии. Гидромеханические и тепловые процессы и аппараты. М.: Химия. 1995. 368 с.; Dytnerskiy Yu.I. Processes and devices of chemical technol-ogy.Textbook for high schools. Part1. Theoretical foundations of processes of chemical technology. Hydro-mechanical and heat processes and devices. М: Khimiya. 1995. 368 р. (in Russian).

УДК 542.06:547.384.5'313.3 Н.С. Тангяриков*, С.М. Турабжанов**, А. Икромов**, Н.Х. Мусулманов*** КАТАЛИЗАТОРЫ ДЛЯ ПАРОФАЗНОГО СИНТЕЗА ВИНИЛАЦЕТАТА

(*Джизакский политехнический институт, ** Ташкентский химико-технологический институт, ***Самаркандский государственный медицинский институт) e-mail: [email protected]

Для синтеза винилацетата из ацетилена предложены катализаторы на основе соединений кадмия, цинка, висмута и алюминия. Показано, что на стадии синтеза оптимальное мольное соотношение С2Н2:СН3СООН находится на уровне 5-6. Определено время работы катализаторов до регенерации, которое составляет 200 ч.

Ключевые слова: винилацетат, парофазный синтез

Реакции получения винилацетата посвящен ряд исследований [1, 2]. В настоящей работе изучен синтез винилацетата в паровой фазе в присутствии одно- и много компонентных катализаторов. Катализаторы готовили следующим обра-

зом. Оксиды кадмия, цинка и висмута, или их смеси, смешивали с полиэтилен гидроксидом алюминия, формовали, провяливали, сушили и прокаливали при температурах 450-500 °С, затем обрабатывали ледяной уксусной кислотой. Состав

и некоторые физико-химические и эксплуатационные свойства разработанных катализаторов приведены в табл. 1.

На катализаторе № 5 подробно изучен синтез винилацетата при различных соотношениях С2Н2:СН3СООН, объемной скорости ацетилена, температуре, высоте слоя катализатора.

Таблица 1

Состав, физико-химические и эксплуатационные свойства катализаторов Table 1. Composition, physical-chemical and operation-

№ Состав, мас.% Удельная поверхность, м2/г Механическая прочность, МПа Средний пробег до регенерации, ч Конверсия ацетилена, %

1 Zn(OAl)2-20,0 Al2O3-80,0 135 5,5 160 90

2 Zn(OAl)2-25,0 Al2O3- 75,0 110 6,1 144 92

3 Cd(OAl)2-20,0 Al2O3-80,0 162 7,0 180 96

4 Cd(OAl)2-25,0 Al2O3-75,0 153 7,1 210 98

5 Cd(OAl) -10.0 Zn(OAl)-10,0 A12O3-80,0 122 6,8 200 85

6 Bi(OAl)3-20,0 A12O3-80,0 145 5,6 80 85

7 Cd(OAl)-10,0 Zn(OAl)-10,0 Bi(OAl)-5,0 A12O3-75,0 95 7,6 96 96

8 Bi(OAl)-30 A12O3-70,0 106 5,5 96 90

Из данных табл. 2 видно, что с увеличением мольного соотношения С2Н2:СН3СООН от 1 до 8 наблюдается плавное повышение селективности процесса. Причиной этого является то, что при меньших соотношениях в основном протекает реакция образования этилидендиацетата по схеме:

CH3

^OH

+ CH = CH ■

CH3 -Cf

-O -CH = CH2

CH3COOH

^O - COCH3 CH3 -C -H

^O - COCH3

При больших соотношениях наблюдается снижение конверсии ацетилена. В связи с этим процесс рекомендуется проводить при мольном соотношении С2Н2:СН3СООН 5-6. Образовавшийся винилацетат и этилдендиацетат был выделен ректификацией на лабораторной колонне с 15 теоретическими тарелками.

По мере работы катализатора конверсия ацетилена снижается (рисунок). C целью подержания температуры конверсии на уровне 70-80 °С ее поднимали через каждые 40 ч на 10 °С. При этом катализатор работал до регенерации около 200 ч. После 200 ч процесс был остановлен, реактор продут азотом, а затем была проведена регенерация катализатора.

Таблица2

Влияние мольного соотношения С2Н2:СН3СООН на

селективность процесса при температуре 160 °С Table 2. Effect of molar ratio of С2Н2:СН3СООН on the

С2Н2:СН3СООН, моль Селективность, % Конверсия

по винил- по этилиден- ацетилена,

ацетату диацетату %

1 21 79 97

2 32 68 90

3 55 45 82

4 66 34 76

5 75 25 70

6 82 18 65

7 91 9 60

8 96 4 55

%

100908070605040-

Ю"

100

150

200

Рис. Изменение конверсии ацетилена от времени работы катализатора (t = 160 °C, VC2H2 = 100 ч-1) Fig. Changing the acetylene conversion vs the time operation of the catalyst (t = 160 °C, VC2H2 = 100 h-1)

Таким образом, нами были разработаны новые катализаторы, изучен процесс синтеза винилацетата, а также установлены оптимальные параметры процесса.

ЛИТЕРАТУРА

1. Haines A.H. Methods of the oxidation of organic compounds. Alkanes, alkenes, and arenes. London: Academic Press. 1987. 320 p.

2. Темкин О.Н., Шестаков Г.К., Трегер Х.А. Ацетилен. Химия. Механизмы реакций. Технология. М. Химия. 1991. 416 с.;

Temkin O.N., Shestakov G.K., Treger Kh.A. Acetylene. Chemistry. Mechanisms of reactions. Tehnology. M.: Khimiya. 1991. 416 p. (in Russian).

ч