Научная статья на тему 'СИНТЕЗ ПИРИДИНОВЫХ ПРОИЗВОДНЫХ НА ОСНОВЕ ГЕТЕРОГЕННЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ'

СИНТЕЗ ПИРИДИНОВЫХ ПРОИЗВОДНЫХ НА ОСНОВЕ ГЕТЕРОГЕННЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
77
13
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ГЕТЕРОГЕННЫЙ КАТАЛИЗ / АЦЕТИЛЕН / АММИАК / АМИНИРОВАНИЕ / КАТАЛИЗАТОР / ПОТЕНЦИОМЕТРИЯ / АКТИВНЫЙ КОМПОНЕНТ / ТЕМПЕРАТУРА / ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ВРЕМЕНИ / АЦЕТОНИТРИЛ / МЕТИЛПИРИДИНЫ

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Кодиров Сардор Мусурмонович, Вапоев Хусниддин Мирзоевич, Умрзоков Абдулла Тоштемирович, Шарипов Санъат Шухрат Угли, Бектуров Розимбек Рашидович

В статье приводятся результаты пиридиновых производных полученных на основе катализатора различного состава и при этом исследовать эффективности новых каталитических систем для синтеза пиридиновых производных. Для разработки каталитических систем был использован Ангренский каолин(Узбекистан). Были разработаны катализаторы, имеющие разных соотношений исходных компонентов. Эффективность гетерогенных катализаторов определяли по синтезу пиридиновых производных на установках АО Навоийазот. Установлено, что среди монокомпонентных катализаторов был более эффективным катализатор марки КК-13 ((CdO-13,0%, каолин-87,0%)(2-метилпиридин-41,2%, 4-метилпиридин-22,4%) ) с выходом 63,6%, а среди двухкомпонентных катализаторов марки КХК-13 (CdO-13,0%,Cr2O3-5,0%, каолин-82,0%) (2-метилпиридин-45,4%, 4-метилпиридин-24,8%)) с выходом 70,2%. Представлены результаты зависимости продолжительности реакции от объемного соотношения реагентов (в соотношении ацетилен:аммиак) при образовании метилпиридинов и установлено, что максимальный выход готовых продуктов достигается при взятии ацетилена и аммиака в объемном соотношении 2:1. Кроме этого изучена зависимости выхода пиридиновых производных от продолжительности времени и определено, что выход готовых продуктов в процессе проходит максимум в течении 28-30 часов, а в далее выход почти не меняется.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Кодиров Сардор Мусурмонович, Вапоев Хусниддин Мирзоевич, Умрзоков Абдулла Тоштемирович, Шарипов Санъат Шухрат Угли, Бектуров Розимбек Рашидович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

SYNTHESIS OF PYRIDINE DERIVATIVES BASED ON HYTHYROGENIC CATALYSTS

The article presents the results of pyridine derivatives obtained on the basis of a catalyst of various compositions and at the same time to investigate the effectiveness of new catalytic systems for the synthesis of pyridine derivatives. Angren kaolin (Uzbekistan) was used to develop catalytic systems. The development and implementation of new catalytic systems leads to a reduction in the problems associated with the purchase of catalysts and will involve economic benefits for the republic. Catalysts having different ratios of the initial components have been developed. The effectiveness of heterogeneous catalysts was determined by the synthesis of pyridine derivatives at the facilities of Navoiazot JSC. It was found that among the monocomponent catalysts, the catalyst of the CK-13((CdO-13,0%, kaolin-87.0%) (2-methylpyridine-41,2%, 4-methylpyridine-22,4%) was more effective with a yield of 63,6%, and among the two-component catalysts of the CK-13 (CdO-13,0%,Cr2O3-5%, kaolin-82,0%) (2-methylpyridine-45,4%, 4-methylpyridine-24,8%)) with a yield of 70,2% . The results of the dependence of the reaction time on the volume ratio of reagents (in the ratio of acetylene:ammonia) in the formation of methylpyridines are presented, and it is established that the maximum yield of finished products is achieved when taking acetylene and ammonia in a volume ratio of 2:1. In addition, the dependences of the yield of pyridine derivatives on the length of time were studied and it was determined that the yield of finished products in the process takes a maximum of 28-30 hours, and then the yield almost does not change.

Текст научной работы на тему «СИНТЕЗ ПИРИДИНОВЫХ ПРОИЗВОДНЫХ НА ОСНОВЕ ГЕТЕРОГЕННЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ»

№ 12 (105)

A UNI

/ш. те;

UNIVERSUM:

технические науки

декабрь, 2022 г.

DOI -10.32743/UniTech.2022.105.12.14812

СИНТЕЗ ПИРИДИНОВЫХ ПРОИЗВОДНЫХ НА ОСНОВЕ ГЕТЕРОГЕННЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ

Кодиров Сардор Мусурмонович

базовый докторант кафедры «Химическая технология» Навоийского государственного горнотехнологического университета, Республики Узбекистан, г. Навои E-mail: kadirovsardor00@gmail.com

Вапоев Хусниддин Мирзоевич

д-р техн. наук, проф. кафедры «Химическая технология» Навоийского государственного горно-технологического университета, Республики Узбекистан, г. Навои E-mail: husniddin. 73@mail.ru

Умрзоков Абдулла Тоштемирович

канд. техн. наук, доц. кафедры «Химическая технология» Навоийского государственного горно-технологического университета, Республики Узбекистан, г. Навои E-mail: umrzoqov1978@mail.ru

Шарипов Санъат Шухрат угли

канд. техн. наук, доц. кафедры «Химическая технология» Навоийского государственного горно-технологического университета, Республики Узбекистан, г. Навои E-mail: element 2993@mail.ru

Бектуров Розимбек Рашидович

ассистент

кафедры естественных и общепрофессиональных наук Нукусского филиала Навоийского государственного горно-технологического университета Республики Узбекистан, г. Нукус

SYNTHESIS OF PYRIDINE DERIVATIVES BASED ON HYTHYROGENIC CATALYSTS

Sardor Kodirov

Doctoral student of the Department of Chemica technology Navoi State Mining and Technology University, Republic of Uzbekistan, Navoi

Khusniddin Vapoev

Doctor of Technical Sciences, Professor of the Department of Chemical Technology, Navoi State Mining and Technology University, Republic of Uzbekistan, Navoi

Библиографическое описание: СИНТЕЗ ПИРИДИНОВЫХ ПРОИЗВОДНЫХ НА ОСНОВЕ ГЕТЕРОГЕННЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Кодиров С.М. [и др.]. 2022. 12(105). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14812

№ 12 (105)

UNIVERSUM:

технические науки

декабрь, 2022 г.

Abdulla Umrzokov

Candidate of Technical Sciences, docent of the Department of Chemical Technology, Navoi State Mining and Technology University, Republic of Uzbekistan, Navoi

Sanat Sharipov

Candidate of Technical Sciences, docent of the Department of Chemical Technology, Navoi State Mining and Technology University, Republic of Uzbekistan, Navoi

Rozimbek Bekturov

Assistant,

The chair of natural and general professional science, Nukus mining Institute near the Navoiy State Mining and technological university Republic of Uzbekistan, Nukus

АННОТАЦИЯ

В статье приводятся результаты пиридиновых производных полученных на основе катализатора различного состава и при этом исследовать эффективности новых каталитических систем для синтеза пиридиновых производных. Для разработки каталитических систем был использован Ангренский каолин(Узбекистан).

Были разработаны катализаторы, имеющие разных соотношений исходных компонентов. Эффективность гетерогенных катализаторов определяли по синтезу пиридиновых производных на установках АО Навоийазот.

Установлено, что среди монокомпонентных катализаторов был более эффективным катализатор марки КК-13 ((CdO-13,0%, каолин-87,0%)(2-метилпиридин-41,2%, 4-метилпиридин-22,4%) ) с выходом 63,6%, а среди двухкомпонентных катализаторов марки КХК-13 (CdO-13,0%,Cr2Oз-5,0%, каолин-82,0%) (2-метилпиридин-45,4%, 4-метилпиридин-24,8%)) с выходом 70,2%.

Представлены результаты зависимости продолжительности реакции от объемного соотношения реагентов (в соотношении ацетилен:аммиак) при образовании метилпиридинов и установлено, что максимальный выход готовых продуктов достигается при взятии ацетилена и аммиака в объемном соотношении 2:1.

Кроме этого изучена зависимости выхода пиридиновых производных от продолжительности времени и определено, что выход готовых продуктов в процессе проходит максимум в течении 28-30 часов, а в далее выход почти не меняется.

The article presents the results of pyridine derivatives obtained on the basis of a catalyst of various compositions and at the same time to investigate the effectiveness of new catalytic systems for the synthesis of pyridine derivatives. Angren kaolin (Uzbekistan) was used to develop catalytic systems. The development and implementation of new catalytic systems leads to a reduction in the problems associated with the purchase of catalysts and will involve economic benefits for the republic.

Catalysts having different ratios of the initial components have been developed. The effectiveness of heterogeneous catalysts was determined by the synthesis of pyridine derivatives at the facilities of Navoiazot JSC.

It was found that among the monocomponent catalysts, the catalyst of the CK-13((CdO-13,0%, kaolin-87.0%) (2-methylpyridine-41,2%, 4-methylpyridine-22,4%) was more effective with a yield of 63,6%, and among the two-component catalysts of the CK-13 (CdO-13,0%,Cr2O3-5%, kaolin-82,0%) (2-methylpyridine-45,4%, 4-methylpyridine-24,8%)) with a yield of 70,2% .

The results of the dependence of the reaction time on the volume ratio of reagents (in the ratio of acetylene:ammonia) in the formation of methylpyridines are presented, and it is established that the maximum yield of finished products is achieved when taking acetylene and ammonia in a volume ratio of 2:1.

In addition, the dependences of the yield of pyridine derivatives on the length of time were studied and it was determined that the yield of finished products in the process takes a maximum of28-30 hours, and then the yield almost does not change.

Ключевые слова: гетерогенный катализ, ацетилен, аммиак, аминирование, катализатор, потенциометрия, активный компонент, температура, продолжительность времени, ацетонитрил, метилпиридины.

Keywords: heterogeneous catalysis, acetylene, ammonia, amination, catalyst, potentiometry, active component, temperature, duration of time, acetonitrile, methylpyridines.

ABSTRACT

№ 12 (105)

UNIVERSUM:

технические науки

декабрь, 2022 г.

Введение. Синтез пиридина и его производных на основе ацетилена и аммиака в присутвии гетерогенного катализатора считается одним из наиболее перспективным методом. При синтезе производных пиридина широко используются катализаторы из солей и оксидов меди, ртути, цинка, кадмия, хрома и железа, приготовленных различными методами.

Достоинством этого метода является простата технологических условий и возможности пуска производства на базе АО Навоийазот. Так как наблюдается высокий спрос на пиридиновых производных в мире, в том числе и в Республике Узбекистан.

Известно, что на процесс синтеза пиридина и его призводных из ацетилена влияют многие факторы, такие как природа катализатора, пептизаторы, температура, соотношение исходных веществ, сорбция реагентов и абсорбция, десорбция, дегидроциклизация и давление [1-3].

Создание селективных катализаторов при синтезе пиридиновых производных является одной из актуальных задач химии и химической технологии.

В данной исследовательской работе были разработаны катализаторы, содержащие моноактивный компонент: СёО-каолин, ОЮз-каолин, ZnO-каолин, и диактивный компонент: СЮ-Сr2Oз-каолин, СёО -ZnO-каолин, Сr2Oз-ZnO-каолин, путем пептизации каолинового носителя различными минеральными и органическими кислотами. В качестве носителя был выбран каолин марки АКФ-78. Исследованы свойства моно- и диактивных катализаторов, содержащих осидов кадмия, хрома и цинка.

В состав катализата, полученного реакцией ацетилена с аммиком при высокой температуре, входит смесь соединений: 2- и 4-метилпиридины, аце-тонитрил, винилпиридин, высшие представители производных пиридина - такие как лутидины, кол-лидины, различные смолы и другие азотсодержащие вещества[4-6].

При реакции ацетилена с аммиаком сначала происходит образование виниламина, а затем идут стадии гетероциклизации:

В основе реакции лежат следующий механизм:

H-C=C-H

I

СЮ + NH3 ^ НОСа - СН=СН- NH2

+ C о H

-►НОса - сн=СН-СН=СН-ЫН?

НОса -СН=СН-СН=СН-Ш?

+ N H

^►СН2=Ш-СН=СН- NH2 + OH-Cd-NH?

СН?=СН-СН=СН- NH? + С?Н?^ СН2=СН-СН=СН-Ш- СН=СН?

C H о = C H - C H = C H - N H - C H = C H

+ H

N

C H

(1) (2)

(3)

(4)

9

Нуклеофильные вещества - аммиак переходят в ацетилен при высокой температуре через соединения кадмия (II), хрома (III) с апротоннокислотными центрами. Электроноакцепторные свойства этих соединений снижаются при высокой температуре. Нуклеофил, образующийся в результате отделения протона аммиака в реакционных центрах катализаторов, связывается с металлом, и оксиды металлов переходят в состояние СЮ+КН3^НО-Сё-ЫН2.

С2Н2 + № ^ СШ=СН-КШ ^

Установлено, что на кадмиевых, хромовых и кадмий-хромовых катализаторах процесс смещается в сторону селективного получения 2- и 4-МП. Увеличение образование ацетонитрила наблюдалось в катализаторах на основе оксида цинка. Использование оксидов ё-металлов, главным образом оксида кадмия, повышает активность катализаторов реакции в сторону образования пиридиновых оснований, т.е реакции

Аммиак хорошо сорбируется в металлосодержащих центрах.

На стадии дегидроциклизации образуются гетероциклические соединения.

В кадмий-хромовом катализаторе оксид хрома выступает промотором процессов дегидрирования и гетероциклизации в синтезе пиридиновых произ -водных из промежуточного виниламина.

Соединения цинка увеличивают превращение виниламина в этиламин, а затем в ацетонитрил:

- Н 2

5-СН=КН-^ СНз-С^ (5)

гетероциклизации. Каталитическая активность соединений кадмия и способность адсорбировать ацетилена и аммиака зависят от образования п-связей и о-лигандов при высокой температуре. Наличие ё-слоя в ионе Сё2+ играет важную роль в процессе активации ацетилена.

Соединения кадмия из-за высокой температуры плавления действует в процессе как селективный

№ 12 (105)

UNIVERSUM:

технические науки

декабрь, 2022 г.

катализатор. В результате дегидроциклизации сырья в процессе синтеза увеличивается выход промежуточного продукта виниламина. В результате синтезируются метилпиридины[7-11].

Объект и методы исследования. В промышленности основными исходными материалами для получения пиридиновых производных являются ацетилен, альдегиды, кетоны, синильная кислота, аммиак и катализаторы различного состава, которые являются объектами данной работы.

В работе рассмотрено влияние оксид кадмия СЮ и минерал каолин с разными активными компонентами: ХК-13 (СГ2О3-13,0%+каолин-87,0%), ЦК-13(7пО-13,0%+каолин-87,0%), КХК-13^0-13%+Сг20з-5,0%+каолин-82,0%),КЦК-13^0-13,0%+7п0-5,0%+каолин-82,0%),ХЦК-ЩСГ2О3-13,0% +7п0-5,0%+ каолин-82,0%).

Для решения поставленных задач были использованы следующие методы исследования: физико-химические методы анализа, потенциометрический метод и хроматографический метод[12-13].

Потенциометрический метод измеряет разность потенциалов (ЭДС) двух электродов - измерительного и вспомогательного, помещенных в подлежащий исследованию раствор. Все приборы снабжены температурным компенсатором, управляемым вручную или автоматически, поскольку величина ЭДС имеет прямую зависимость от температуры.

По методу потенциометрическим титрованием массовую долю пиридина и производных пиридина в процентах вычисляют по формуле.

X =

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

V* 0,07910 * 100

m

Для приготовления катализаторов использовали метод смешивание сухих компонентов.

К 150 г каолину добавляли определенному количеству оксида кадмия (ТУ 6-09-02-480-89) и оксида хрома (ТУ 6-09-4272-84). С целью повышения механической прочности, а также создания кислотных центров на поверхности катализатора и обеспечения равномерного распределения компонентов в каолине к полученной массе добавили 50 мл 85 %-ного раствора фосфорной кислоты и дистиллированную воду до получения тестообразной массы. Образовавшуюся однородную массу формовали через экструдер диаметром 2 мм, затем полученные цилиндры образцов катализаторов длиной 4 мм, отсеивали от пыли и сушили при температуре 100±50с в течение 3-х часов, затем прокаливали при температуре 600±250с с подъемом температуры на 500с в час, при этом поддерживая температуру около 6000с в течении 3-х часов. Полученный готовый катализатор имеет состав, вес %: cdo-13,0%, сг203-5,0%, каолин-82,0% [14].

Методика проведения анализов

Измерение массовой доли пиридиновых производных выполняли хроматографическим методом.

Продолжительность анализа 30 - 40 мин.

Принцип метода хроматографически - основан на разделении исследуемой смеси на составные компоненты в хроматографической колонне, преобразовании измерений физико-химических свойств в ионизационно - пламенном детекторе в электрический сигнал, регметрации и измерении результатов этого разделения.

Вспомогательные устройства, реактивы и материалы:

Хроматограф лабораторный газовый любого типа с ионизационно - пламенным детектором. Колонка разделительная металлическая длиной 3 м, внутренним диаметром 3 мм.

Секундомер механический СОС, пр-26-2-000, ГОСТ 5072-79Е;

Штангенциркуль, ГОСТ 166-89;

Микрошприц, тип МШ-10, ТУ 2-833.106;

Измеритель расхода газа пенный;

Насос вакуумный любого типа;

Весы лабораторные общего назначения - класса точности модели ВЛР - 200, ГОСТ 24104 - 88Е или другого типа с наименьшим пределом взвешивания 200 г и ценой давления 0,5х10-3 г.

Набор гирь Г-2-210, ГОСТ 7328-82Е.

Склянка пенициллиновая с самоуплотняющейся резиновой пробкой;

Азот газообразный в баллоне, ГОСТ 9293-74.

Водород газообразный в баллоне, ГОСТ 3022-80.

Марки А или от генератора водорода любого типа;

Воздух для питания пневматических приборов, средств автоматизации, ГОСТ 17433 - 80;

Сорбент: полихром (пропитанный жидкой фазой 1,2,3 - триссбетта - циан этокси) пропан, 15% от массы полихрома.

Спирт этиловый ректификованный технический ГОСТ 18300-87;

Производные пиридина;

Вода дистиллированная, ГОСТ 6709-72.

Перед заполнением колонку тщательно промывают этиловым спиртом и продувают воздухом заполняют колонку сорбентом с помощью вакуум-насоса.

Заполненную колонку устанавливают в термостат хроматографа, и не подсоединяя к детектору, кон-денционируют в токе газа - носителя азота в течение 6-8 ч при температуре 120оС. По окончании конди-цирования подсоединяют колонку к детектору и об-мыливанием проверяют газовые линии на герметичность.

Температура термостата 70 - 80оС

Температура испарителя 1500С

Объемный расход газ - носителя (азота) 29 м3/ч

Объемный расход водорода и воздуха соответственно 2420 дм3/час Объем вводимой анализируемой пробы и градуировочной смеси 1 л.

Скорость диаграммной ленты 240 мм/ч

№ 12 (105)

UNIVERSUM:

технические науки

декабрь, 2022 г.

Приготовление градировочных смесей:

Градировочные смеси готовят в пенициллиновых склянках с самоуплотняющимися пробками.

Смеси на ацетонитрил, производные пиридина, кетоны, виниламин в смеси на ацетон - в воде.

Для этого в предварительно взвешенную пени-циллиновую склянку вводят 5 см3 растворителя (ацетона или дистиллированной воды), взвешивают, затем вводят в склянку рассчитанное количество необходимого компонента, и снова взвешивают.

Приготовленную градировочную смесь тщательно перемешивают встряхиванием.

Массовую долю каждого компонента в процентах в градировочной смеси вычисляют по формуле:

C =

• 100

т + т.-

где т- масса растворителя (ацетона или воды), г; Ш1 - масса определяемого компонента, г. Выполнение измерений:

Анализируемую пробу микрошприцом трижды вводят в испаритель хроматографа. Замеряют высоты

пикового анализируемого компонента на хромато-грамме и вычисляют их среднее значение. Вычисление результатов измерений Массовую долю определяемого компонента (хг) в анализируемой смеси в (х) процентах вычисляют по формуле.

хг кг *кг

где кг - градировочный коэффициент определяемого компонента, найденный при градуировке прибора.

кг - среднее значение высоты определяемого компонента на хроматограмме анализируемой пробы [15].

Результаты и их обсуждение. При конденсации ацетилена и аммиака, в основном, в преимущественно синтезируются следующие вещества: 2- и 4-метил-пиридин(2- и 4-МП), 2-метил-этилпиридин, ацето-нитрил, 2,4,6-триметилпиридин.

Для изучения выхода готовых продуктов нами были разработаны и изучены разные марки катализаторов с моно- и диактивными составами и исследованы каталические свойства в интервалах температур от 340^460°С (таб. 1).

Таблица 1.

Зависимость выход метилпиридинов от температуры

№ Название Температура,оС Синтезированные продукты, в %

катализатора 2-МП 4-МП Другие соединения

340 28,6 9,4 5,1

360 30,7 12,3 6,4

КК-13. 380 35,3 16,7 8,6

1 (СЮ-13,0%, 400 38,6 19,5 10,2

каолин-87,0%) 420 41,2 22,4 13,7

440 36,3 17,6 18,4

460 30,4 11,3 23,6

340 24,6 7,3 6,4

360 26,7 8,8 9,1

ХК-13. 380 27,4 12,3 10,5

2 (0-203-13,0%, 400 29,4 14,6 13,8

каолин-87,0%) 420 32,5 16,7 15,8

440 27,5 14,4 19,9

460 23,3 8,8 25,5

340 19,4 6,6 10,1

360 22,3 7,5 13,4

ЦК-13. 380 23,3 9,4 15,8

3 ^п0-13,0%, 400 25,7 11,5 19,8

каолин-87,0%) 420 27,5 13,3 22,3

440 25,4 11,5 28,1

460 20,1 4,4 33,6

340 35,7 15,4 3,6

КХК-13. ( СЮ-13,0%, Сг203-5,0%, каолин-82,0%) 360 37,2 17,4 5,3

380 39,5 19,8 6,4

4 400 43,2 22,6 8,8

420 45,4 24,8 10,2

440 43,5 22,2 12,3

460 41,8 20,8 14,7

№ 12 (105)

Л

ДА

UNIVERSUM:

технические науки

декабрь, 2022 г.

№ Название Температура,оС Синтезированные продукты, в %

катализатора 2-МП 2-МП 2-МП

340 29,6 8,4 5,2

КЦК-13. ^0-13,0%, 7п0 -5,0%, каолин-82,0%) 360 32,0 11,5 7,6

380 35,5 13,0 9,7

5 400 38,4 16,6 11,5

420 41,8 19,2 13,2

440 39,2 16,2 16,5

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

460 36,5 14,5 19,7

340 21,4 3,1 3,4

360 25,0 5,3 6,0

ХЦК-13. (Сг203-13,0%, 380 30,7 7,6 9,8

6 7п0-5,0%, 400 34,9 9,6 13,3

каолин-87,0%) 420 38,7 12,3 16,4

440 34,3 10,5 19,3

460 30,8 7,6 21,6

Например при проведении синтеза в интервале температур 340-420°С с использованием катализатора марки КХК-13^0-13,0%+Сг203-5,0%+каолин-82,0%) увеличивается выход 2-метилпиридина с 35,7 до 45,4%, 4-метилпиридина с 15,4 до 24,8% (в сумме 2- и 4-метилпиридинов 70,2%) соотвественно с повышением температуры.

С повышением температуры от 440оС наблюдается увеличение выхода азотсодержащих соединений (винилпиридина, высших представителей производных пиридина, лутидинов, нитрилов, различных смол). А это приводит отравлению окиси кадмия, считающаяся основным действующим веществом. И чтобы активировать занова центр катализатора, обработивается фосфорной кислотой и при этом центр кислотности катализатора увеличивается и восстановливается катализоторное свойство.

В результате дегидроциклизации при реакции ацетилена а аммиком увеличивается выход пиридиновых производных. При высокой температуре 360-420°С увеличивается конверсия и адсорбция ацетилена. Также было показано, что альтернативная температура образования метилпиридинов (2-МП и 4-МП) при использовании моно- и диактивных катализаторов составляет 420°С. При выше этой температуры ускоряется переход активного компонента СёО восстановлением в состоянию металлического кадмия и это приводит к снижению каталической активности катализатора (таб.1).

Из табл. 1 видно, что выход готовых продуктов выше у катализаторов с диактивными компонентами по сравнению с моноактивными.

А также на рис. 1 представлены результаты зависимости продолжительности реакции от объемного соотношения реагентов (в соотношении ацетилен: аммиак) при образовании метилпиридинов.

Рисунок 1. Зависимость продолжительности реакции от объемного соотношения реагентов (в соотношении ацетилен:аммиак) при образовании метилпиридинов (420оС, КХК-13( Cd0-13,0%+ Cr20з-5,0%+ каолин-82,0%)). Реагенты в соотношениях:1-1:1; 2-1,5:1; 3- 2:1; 4-1:1,5; 5-1:2

№ 12 (105)

Л

ДА

UNIVERSUM:

технические науки

декабрь, 2022 г.

При изучении реагентов в различных соотноше-нях при соответствующей температуре было установлено, что увеличение выхода готовых продуктов, в основном, зависит от объемной доли ацетилена. При этом оксид кадмия СёО сначала образует с ацетиленом -п-связь, затем образуется виниламин, связанный с аммиаком в комплексной системе - п, дальше виниламин, в свою очередь, связывается с ацетиленом и при взаимодействии реагентов (ацетилен и аммиак), взяты в объемном соотношении 2:1

увеличивается производительность. Увеличение объемной доли аммиака не оказывает существенного влияния на систему. Максимальный выход готовых продуктов достигается при взятии ацетилена и аммиака в объемном соотношении 2:1.

Образование метилпиридинов также зависит от продолжительности времени (рис.2). Процесс синтеза изучали при теммпературе 420 0С в течение 6-48 часов.

Рисунок 2. Зависимосить выход 2-метилпиридина от продолжительности времени при применении катализаторов различного состова (температура- 420 оС) : 1-ЦК-13; 2-ХК-13; 3-ХЦК-13; 4 - КК-13; 5-КЦК-13; 6-КХК-13

Из рис.2 видно, что выход готовых продуктов в процессе проходит максимум в течении 28-30 часов, а в далее выход почти не меняется.

Атомарный вадород выделяющийся в результате дегидроциклизации промежуточных продуктов в реакционной среде, восстановливает оксида кадмия СёО до металлического кадмия и происходит отравление активных компонентов, при этом снижается каталитическая активность.

Через 40-42 часа выход готовых продуктов снижается. После этого придется произвести регени-рацию катализаторов который отработал свой ресурс. И при этом установлено, что катализатор работает в течение 240-250 часов после регенерации.

Также из-за образования различных смолистых веществ почти не меняется выход готовых продуктов.

Заключение. В работе были разработаны и изучены катализаторы с разным составом на выход пиридиновых производных. Установлено, что среди монокомпонентных катализаторов более эффективным является катализатор марки КК-13 ((СЮ-13,0%, каолин-87,0%)(2-метилпиридин-41,2%, 4-метилпири-

дин-22,4%) ) с выходом 63,6%, а среди двухкомпо-нентных катализаторов - марки КХК-13 (СЮ-13%,Сг203-5, каолин-82%)(2-метилпиридин-45,4%, 4-метилпиридин-24,8%)) с выходом 70,2%.

Также в качетсве активного компонента в составе катализатора были использованы соединения кадмия, хрома и цинка в синтезе метилпиридинов. Установлено, что при использовании соединений кадмия увеличивался выход метилпиридинов.

Изучены разные соотношения исходных компонентов в зависимости от выхода готовых продуктов.Установлено, что максимальный выход готовых продуктов достигается при объемном соотношении ацетилена и аммиака 2:1.

А также изучены зависимости выхода готового продукта от времени продолжительности реакции синтеза. Определено, что выход готовых продуктов в процессе приходит максимум в течении 28-30 часов, а через 40-42 часа выход последных снижается. Разработанныый катализатор отработывает свой ресурс в течение 240-250 часов после регенерации, что является удовлетворителной по сравнению применяемым заводским привозным катализатором.

№ 12 (105)

UNIVERSUM:

технические науки

декабрь, 2022 г.

Список литературы:

1. Икрамов А., Кадиров Х.И., Халикова С.Ж., Мусулмонов Н.Х., Икрамова Ш.А. Модифицирование фторидом алюминия кадмийфторалюминиевых катализаторов [Modification of aluminum fluoride cadmium-fluoroaluminum catalysts]// DAN ANRUz, 2016, № 1. с.49-53.

2. Umrzokov A.Muhiddinov B., Vapoyev Kh., Nurmonov S., Turdiyeva O. Synthesis Of Dimethylethynyl-Carbinol And Methylethylethynyl-Carbinol And Research Of Some Of Their Physical And Chemical Properties // International Journal of Advanced Science and Technology. Vol. 29, No. 9s, (2020), pp. 4103-4110.

3. Muhiddinov B.F., Vapoyev H.M.,Umarova J.R., Tilavova L.I. Synthesis of vinil acetate in a liquid phase. ISSN:2350-0328 International Journal of Advanced Research in Science, Engineering and Technology vol.6, Issue 4, Aprel 2019. -

4. Muhiddinov B.F., Vapoyev H.M., Nurmonov S.E.,Shodiqulov J.M. Synthesis of 2-Methilgexin-3-Diol-2,5 by the Heterogenative-Catalytic Method. ISSN:2350-0328 International Journal of Advanced Research in Science, Engineering and Technology vol.6, Issue 6, June 2019. -P. 9914-9917.

5. Umrzoqov A, Muhiddinov B, Vapoyev H, Nurmonov S, Umarova J. Hetrogeneous-Catalytic Synthesis 3, 6- Dime-thylotine-4-Diol-3, 6 / International Journal of Advanced Research in Science, Engineering and Technology. Vol. 5, Issue 5 , May 2018 pp. 5751-5756.

6. Ikramov A., Khalikova S.Dzh., Musulmanov N.KH., Kadirov KH.I., Khandamov D.A. Geterogenno-kataliticheskiy sintez piridinovykh osnovaniy iz atsetilena, dimetilketona i ammiaka [Heterogeneous-catalytic synthesis of pyridine bases from acetylene, dimethyl ketone and ammonia]. Kimyo va kimyo tekhnologiyasi, 2017, no. 1, pp. 23-26.

7. С.МДодиров, Х,.М.Вапоев.// Получение пиридиновых производных гетерогенно-каталитическим методом// Материалы докладов 86-ой научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов. Минск 2022. с.178.

8. Kh. Vapoyev, A.Umrzokov, S.Kodirov. Synthesis of picolines based on monocomponent catalysts. Международная конференция «Комплексное инновационное развитие Заравшанского региона: достижения, проблемы и перспективы» Наваи 2022. Ст.318-319.

9. S.M.Qodirov, B.F.Muxiddinov, H.M.Vapoyev, A.T.Umrzoqov, X.X.Karamatova. Geterogen-katalitik usulda metilpiridinlar sinteziga katalizatorlar tabiati va haroratning ta'siri / Fan va ishlab chiqarish integratsiyalashuvi sharoitida kimyo texnologiya, kimyo va oziq ovqat sanoatidagi muammolar va ularni bartaraf etish yullari/ Respublika ilmiy- amaliy konferensiyasi. Namangan 2022 y. 166 b.

10. Kh. Vapoyev, A.Umrzokov, S.Kodirov. The impact of the nature of catalysts and peptizers on the synthesisof methyl pyridines. Universum: технические науки 2022. Ст. 33-36.

11. Х.М. Вапоев, А.Т. Умрзоков, С.М. Кодиров, З.З. Неъматов. Влияние пептизаторов на синтез метилпиридинов. «Кимёнинг ривожида фундаментал, амалий тадащотлар ва уларнинг истщболлари» мавзусидаги Республика илмий-амалий анжумани. Тошкент 2022 г. Ст.19-20.

12. Герасимова Н.С. //Потенциометрические методы анализа : Методические указания к выполнению домашних заданий по аналитической химии// Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана. Москва 2010. с.44.

13. ГОСТ 13647-78 Реактивы. Пиридин. Технические условия (с Изменением N 1)ГОСТ от 20 апреля 1978 г. № 13647-78.

14. С.Ш. Шарипов, А.Х. Жалилов. Исследование новых видов катализаторов для синтеза ацетона. международный научный журнал «ВЕСТНИК НАУКИ»№10(31) Том 2. Тольятти 2020. - C. 72-77.

15. Шаповалова Е.Н., Пирогов А.В. Хроматографические методы анализа. Методическое пособие для специального курса. Москва 2017.

P. 8637-8643.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.