CC BY
29
о.
■&
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
□ Параметры пульпообразования
□ Температура сушильного агента
□ Разрежение
□Диаметр капли
1
Параметр
Рис. 7. Диаграмма изменения грансостава товарной продукции в зависимости от основных технологических параметров
2. С уменьшением разрежения увеличиватся выход товарной фрации с 85% до 90 %.
3. С уменьшением диаметра капли увеличивается выход товарной фракции до 98 %. Для достижения оптимального размера капли 0,1 мм необходимо пульпу распылять пневматической форсункой с завихрителя-ми при давлении сжатого воздуха 3,5 кгс/см2.
Выводы
В ходе эксперимента были получены следующие выводы:
1. Влияние температуры сушильного агента на гранулометрический состав носит экстремальный характер. А температура 101° С является оптимальной, при которой товарная фракция на выходе из БГС равна 85%
Литература
1. Классен П.В. Основы техники гранулирования [Текст]/ П.В. Классен, И.Г. Гришаев.- М.: Химия, 1982.-272с.
2. Классен П.В. Гранулирование [Текст]/ П.В.Классен, И.Г. Гришаев, И.Н.Шомин.- М.: Химия, 1991. - 240с
3. Кочетков В.Н.Гранулирование минеральных удобрений. [Текст]/
В.Н. Кочетков - М.: Химия, 1975. - 224с Козакова Г.А. Гранулирование и охлаждение азотсодержащих удобрений. Г.А Козакова. - М.: Химия, 1980. - 288с-
Витман Л.А. Распыливание жидкости форсунками. [Текст]/ Л.А.Витман, Б.Д. Кацнельсон. - Л.: Государственное энергетическое издательство, 1962. - 265 с
У статті розглянуто закономірності одержання метакрилової кислоти аль-дольною конденсацією пропіонової кислоти з формальдегідом на B2O3-P2O5-V2O$ каталізаторах в газовій фазі
Ключові слова: метакрилова кислота, гетерогенний каталіз, альдольна конденсація
□---------------------------------□
В статье рассмотрены закономерности получения метакриловой кислоты альдольной конденсацией пропи-оновой кислоты с формальдегидом на B2O3-P2O5-V2O5 катализаторах в газовой фазе
Ключевые слова: метакриловая кислота, гетерогенный катализ, альдоль-ная конденсация
□---------------------------------□
In the article regularities of methacrylic acid obtaining by the aldol condensation of propionic acid with formaldehyde in the presence of B2O3-P2O5-V2O5 catalysts in gas phase have been investigated
Keywords: methacrylic acid,
heterogeneous catalysis, aldol condensation -----------------□ □-------------------
УДК 541.128.13
ОДЕРЖАННЯ МЕТАКРИЛОВОЇ КИСЛОТИ НА ВАНАДІЙВМІСНИХ КАТАЛІЗАТОРАХ В ГАЗОВІЙ ФАЗІ
В.В. Івасів
Кандидат технічних наук, провідний науковий співробітник Кафедра технології органічних речовин Національний університет «Львівська політехніка» вул.С.Бандери, 12, м.Львів, Україна, 79013 Контактний тел.: (032) 258-26-81, (091) 909-63-58 Е-mail: [email protected]
1»
© В.В. Івасів. 2012
1. Вступ
Метакрилова кислота (МАК) та її похідні широко використовуються у хімічній промисловості, зокрема, для виробництва полімерних матеріалів, що володіють цінними технічними властивостями (прозорість, теплостійкість, механічна міцність тощо). Оскільки попит на такі полімерні матеріали зростає швидкими темпами, то і потреба в МАК та її похідних збільшується і це вимагає пошуку нових та вдосконалення існуючих методів їх виробництва. Одним з перспективних методів одержання метакрилової кислоти є альдольна конденсація пропіонової кислоти (ПК) з формальдегідом (ФА) у газовій фазі [1]. Проте, даний метод не має промислового впровадження внаслідок низької ефективності відомих на сьогодні каталізаторів конденсації насичених карбонових кислот з формальдегідом. Дослідженню цього питання і присвячена дана робота.
2. Аналіз літературних даних та постановка проблеми
У попередніх дослідженнях було встановлено високу активність каталітичних систем на основі оксидів бору та фосфору, нанесених на силікагель і промотова-них оксидами перехідних металів, в процесах конденсації карбонових кислот з ФА в газовій фазі [2]. Також встановлено, що каталізатор, промотований оксидом ванадію, має найвищу активність в процесі одержання акрилової кислоти конденсацією оцтової кислоти з ФА. Тому було цікаво дослідити даний каталізатор в процесі одержання МАК конденсацією пропіонової кислоти з ФА.
3. Результати та дискусія
80
60
40
20
683
653
623
593
563
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2
Співвідношення МР в каталізаторі
Рис. 1. Вплив складу В203 — Р205 — V2O5 каталізатора на конверсію ПК при температурах 563 — 683 К; час контакту — 12 с.
Так, при збільшенні вмісту ванадію конверсія ПК поступово збільшується від 38,2 - 43,8 % при температурі 563 К до 81,5 - 83,8 % при температурі здійснення процесу конденсації 683 К. На всіх каталізаторах, про-мотованих оксидом ванадію, при збільшенні температури конверсія реагентів швидко зростає (табл. 1).
Таблиця 1
Вплив вмісту ванадію на каталітичні властивості В203 — Р205 — V2O5 каталізаторів в процесі альдольної конденсації пропіонової кислоти з формальдегідом в газовій фазі (тк = 12 с, співвідношення ПК:ФА = 1:1)
Конденсацію ПК з ФА здійснювали в трубчастому реакторі зі стаціонарним шаром В203 - Р2О5 - V2O5 каталізатора в інтервалі температур 563-683 К та часі контакту 12 с. Каталізатор готували за методикою [3]. На каталітичних системах, промотованих оксидом ванадію, при збільшенні вмісту промотора конверсія вихідних реагентів поступово зростає (рис. 1).
X, % 100
Т, К Атомне співвідношення У/Р X SмАК, % SдЕК, % ВмаК, %
0,1 38,2 85,3 14,7 32,6
0,3 39,1 90,4 9,6 35,3
563
0,6 41,0 76,5 23,5 31,4
1 43,8 70,5 29,5 30,9
0,1 47,6 74,9 25,1 35,7
0,3 48,9 80,5 19,5 39,4
593
0,6 51,0 67,7 32,3 34,5
1 54,7 61,4 38,6 33,6
0,1 57,6 49,8 50,2 28,7
0,3 61,0 53,8 46,2 32,8
623
0,6 62,0 41,4 58,6 25,7
1 64,7 35,1 64,9 22,7
0,1 67,1 24,3 75,7 16,3
0,3 69,4 26,7 73,3 18,5
653
0,6 71,2 18,7 81,3 13,3
1 74,4 15,3 84,7 11,4
0,1 81,5 11,2 88,8 9,1
0,3 82,2 15,4 84,6 12,7
683
0,6 82,9 8,8 91,2 7,3
1 83,8 5,8 94,2 4,9
Примітка: ПК -формальдегід; МАК -диетилкетон; SмAК -селективність за ДЕК;
пропіонова кислота; ФА метакрилова кислота; ДЕК селективність за МАК; SдЕК ВмаК - вихід МАК.
Єдиним побічним продуктом процесу у дослідженому інтервалі температур є диетилкетон (ДЕК). Як видно з рис. 2, селективність утворення МАК спочатку зростає, при атомному співвідношенні У/Р = 0,3 (К2) досягає максиму, а при подальшому збільшенні вмісту промотора знижується. Найвищої селективності досягнуто на каталізаторі К2 при температурі 563 К - 90,4 %. При 593 К селективність зменшилась до 80,5 %. Подальше підвищення температури здійснення процесу призводить до різкого зниження селективності, і при 683 К на цьому ж каталізаторі селективність утворення МАК становить всього 15,4 %. На всіх інших каталітичних системах, що містять ванадій, селективність утворення бажаного продукту була ще нижчою. Мінімальна селективність спостерігається на каталізаторі К4 - 5,8 % (при 683 К).
Вплив вмісту оксиду ванадію на вихід МАК також має екстремальну залежність. Так, при атомному співвідношенні У/Р = 0,3 (К2) спостерігається макси-
0
€
мальний вихід на всьому досліджуваному інтервалі температур (табл. 1). На каталізаторах К1 - К4 найвищий вихід продукту одержано при температурі здійснення процесу конденсації 593 К. При мінімальному вмісті промотора (К1) за такої температури вихід МАК становить 35,7 %. На каталізаторі К2 вихід становить 39,4% - це максимальний вихід основного продукту, якого вдалося досягнути, використовуючи оксид ванадію як промотор. При подальшому збільшенні значення атомного співвідношення У/Р вихід МАК поступово знижується до 33,6 % на каталізаторі К4.
S, %
100 1
80 -
60 -
40 -
20 -
0
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2
Співвідношення МР в каталізаторі
Рис. 2. Вплив складу В203 — Р205 — V2O5 каталізатора на селективність утворення МАК при температурах 563 — 683 К; час контакту — 12 с.
4. Висновки
Отже, серед досліджених B2O3 - P2O5 - V2O5 / SiO2 каталітичних систем оптимальною за виходом цільового продукту є система з атомним співвідношенням V/P =0,3. На такій каталітичній системі при температурі 593 К вихід метакрилової кислоти становить 39,4 % при селективності її утворення 80,5 %.
Література
1. Nagai, K. New developments in the production of methyl methacrylate [Текст] / K. Nagai // Applied Catalysis A: General. - 2001. - Volume 221. - P. 367-377.
2. Жизневський, B^. Одержання акрилатних мономерів газофазно-каталітичною конденсацією карбонільних сполук в газовій фазі [Текст] / B^. Жизневський, P.B. Небесний, B.B. Івасів, C.B. Шибанов // Доповіді НАН України. - 2010. - №10. - С. 114-118.
3. Спосіб отримання каталізатора газофазної конденсації насичених карбонових кислот з формальдегідом [Текст]: пат. 51555 Україна: ПК B01J 27/00, B01J 32/00, B01J 37/02, C07C 45/45 / Небесний P.B., Івасів B.B., Жизневський B^., Шибанов СЛ.; заявник і патентовласник Національний університет “Львівська політехніка”. - u200913685; заявл. 28.12.2009; опубл. 26.07.2010, Бюл. №14 - 4 с.
------------------□ □---------------------
Розглянуто вилучення цільового компонента з твердих матеріалів; параметри, які впливають на швидкість екстрагування. Звернуто увагу на складність процесів екстрагування
Ключові слова: олія, тверде тіло-рідина, екстрагування
□---------------------------------□
Рассмотрено извлечение целевого компонента из твердых материалов; параметры, влияющие на скорость екстрагирования. Обращено внимание на сложность процессов экстрагирования
Ключевые слова: масло, твердое тело-жидкость, экстрагирование
□---------------------------------□
The extraction of the target component of the solid materials, the parameters affecting the rate of extraction was considered. Attention to the complexity of the extraction process was drawn
Keywords: oil, solid-liquid, extraction ------------------□ □---------------------
УДК 665.9
ЭКСТРАГИРОВАНИЕ В СИСТЕМЕ “ТВЕРДОЕ ТЕЛО - ЖИДКОСТЬ”
В.Л. Остроушко
Председатель правления — директор технический ПАО «Пологовский маслоэкстракционный завод» ул. Ломоносова, 36, г. Пологи, Запорожская область, Украина, 70600
В.Ю. Папченко
Кандидат технических наук, научный сотрудник Лаборатория инструментальных исследований Украинский научно-исследовательский институт масел и жиров Национальная академия аграрных наук пр. Дзюбы, 2А, г. Харьков, Украина, 61019 Контактный тел.: (057) 376-00-90 E-mail: [email protected]
3
© В.Л. OcTpuyixiKu. ВЛіЛапченксі, 2012
