Синтез метилвінілкетону газофазною конденсацією ацетону з формальдегідом на бінарних каталізаторах
Досліджено процес газофазної конденсації ацетону з формальдегідом у метилвінілкетон на бінарних каталітичних системах. Встановлено вплив складу каталізатора та умов проведення процесу на конверсію реагентів, вихід і селективність утворення продуктів реакції. Визначено оптимальний склад каталізатора...
Gespeichert in:
| Datum: | 2001 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут бiоорганiчної хiмiї та нафтохiмiї НАН України
2001
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/4016 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Синтез метилвінілкетону газофазною конденсацією ацетону з формальдегідом на бінарних каталізаторах / В.А. Кожарський, В.В. Івасів, С.В. Шибанов // Катализ и нефтехимия. — 2001. — № 8. — С. 47-49. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859944474413629440 |
|---|---|
| author | Кожарський, В.А. Івасів, В.В. Шибанов, С.В. |
| author_facet | Кожарський, В.А. Івасів, В.В. Шибанов, С.В. |
| citation_txt | Синтез метилвінілкетону газофазною конденсацією ацетону з формальдегідом на бінарних каталізаторах / В.А. Кожарський, В.В. Івасів, С.В. Шибанов // Катализ и нефтехимия. — 2001. — № 8. — С. 47-49. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| description | Досліджено процес газофазної конденсації ацетону з формальдегідом у метилвінілкетон на бінарних каталітичних системах. Встановлено вплив складу каталізатора та умов проведення процесу на конверсію реагентів, вихід і селективність утворення продуктів реакції. Визначено оптимальний склад каталізатора та оптимальні умови проведення процесу.
Исследован процесс газофазной конденсации ацетона с формальдегидом в метилвинилкетон на бинарных каталитических системах. Установлено влияние состава катализатора и условий проведения процесса на конверсию реагентов, выход и селективность образования продуктов реакции. Найдены оптимальные составы катализатора и условия проведения процесса.
Process of the gas phase condensation of acetone with formaldehyde to methylvinylketone on binary catalytic system has been investigated. The effect of catalyst’s composition and conditions of carrying out of the process on conversion of the reagents, yield and selectivity of formation of methylvinylketone have been determined. Optimal catalyst composition and optimal conditions of carrying out of the process have been found.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:12:51Z |
| format | Article |
| fulltext |
Катализ и нефтехимия, 2001, №8 47
УДК541.128.13 © 2001
Синтез метилвінілкетону газофазною конденсацією
ацетону з формальдегідом на бінарних каталізаторах
В.А. Кожарський, В.В. Івасів, С.В. Шибанов
Національний університет «Львівська політехніка»,
Україна, 79013 Львів, вул. С. Бандери, 12; факс: (380–322) 74–41–43
Досліджено процес газофазної конденсації ацетону з формальдегідом у метилвінілкетон на бінарних ката-
літичних системах. Встановлено вплив складу каталізатора та умов проведення процесу на конверсію реа-
гентів, вихід і селективність утворення продуктів реакції. Визначено оптимальний склад каталізатора та
оптимальні умови проведення процесу.
Метилвінілкетон (МВК) є вихідним мономером для
синтезу багатьох полімерних продуктів. Полімери на
його основі зявдяки таким своїм властивостям, як про-
зорість, механічна міцність, стійкість до старіння та
біологічна активність, користуються високим попитом
у світі [1].
Основними методами синтезу МВК сьогодні є гід-
ратація вінілацетилену в присутності солей ртуті та
рідиннофазна конденсація ацетону з формальдегідом у
присутності лугів або вторинних амінів. Недоліками
першого методу є використання вибухонебезпечної
сировини, токсичність каталізатора, складна апаратура.
Під час синтезу МВК рідиннофазною конденсацією
утворюється велика кількість побічних продуктів, тому
значно зростають витрати на його очищення. Ці при-
чини зумовлюють високу собівартість МВК.
Одним із нових шляхів синтезу МВК є газофазна
конденсація ацетону з формальдегідом на твердих ка-
талітичних системах. Як показали наші попередні до-
слідження, проведення процесу в газовій фазі на фос-
фатах і нітратах лужних металів, нанесених на силіка-
гель, дозволяє позбутися недоліків рідиннофазної кон-
денсації [2]. Метою даної роботи є вивчення бінарних
каталітичних систем на основі суміші солей лужних
металів.
За розробленою нами методикою [3] приготували
серію каталізаторів на основі суміші Na2HPO4 та
NaNO3 з різним співвідношенням цих солей. Реакцію
конденсації проводили у проточному реакторі зі стаці-
онарним шаром каталізатора. Співвідношення реаген-
тів у реакційній суміші ацетон:формальдегід становило
1:1,1, оскільки попередньо було встановлено, що воно
є оптимальним для даного процесу [4]. Для запобіган-
ня коксоутворенню на поверхні каталізатора реакційну
суміш розбавляли аргоном у співвідношенні 1:3. Ана-
ліз продуктів реакції здійснювали методами хроматог-
рафії та хімічного аналізу. Встановлено вплив складу
каталізатора та умов проведення процесу на конверсію
реагентів, вихід і селективність утворення продуктів
реакції. Результати досліджень наведено у табл. 1 і 2.
Таблиця 1. Вплив складу бінарного каталізатора
Na2HPO4 – NaNO3 на процес газофазної конденсації аце-
тону і формальдегіду (1:1,1) в МВК (gкат= 3 г, τк = 2,5 с)
Селективність, %Na2HPO4 :
NaNO3
Тр, К ХАЦ,%
МВК ОК
Вихід
МВК,%
1 : 4 533 22,1 72,4 27,6 16,0
553 24,4 69,6 30,4 16,9
573 27,3 54,9 45,1 15,0
593 31,0 42,9 57,1 13,3
613 43,0 27,6 72,4 11,9
1 : 1,5 533 24,3 79,5 20,5 19,2
553 24,9 78,5 21,5 19,5
573 27,6 61,6 38,4 17,1
593 34,2 45,4 54,6 15,6
613 37,8 37,0 63,0 14,1
1,5 : 1 533 23,7 83,5 16,5 19,8
553 27,6 75,4 24,6 20,7
573 37,2 51,7 48,3 19,2
593 42,0 42,6 57,4 18,0
613 44,4 35,3 64,7 15,6
4 : 1 533 26,6 87,9 12,1 23,4
553 37,2 77,5 22,5 28,8
573 44,3 61,7 38,3 27,3
593 50,1 48,7 51,3 24,3
613 53,9 39,8 60,2 21,5
Примітка.Тут і у табл. 2: gкат – маса каталізатора, τк – час
контакту, ХАЦ – конверсія ацетону, Тр– температура реакції,
ОК – оцтова кислота.
Єдиним побічним продуктом процесу у всьому до-
слідженому інтервалі температур є оцтова кислота. Як
видно з табл.1, максимальна селективність утворення
МВК спостерігалася за низьких температур реакції, а із
зростанням температури вона зменшувалася. Це зумо-
влено посиленням процесів піролізу ацетону та МВК
за високої температури, що призводить до утворення
оцтової кислоти. Тому селективність утворення оцто-
вої кислоти зростає з підвищенням температури. За
48 Катализ и нефтехимия, 2001, №8
низької температури процеси піролізу протікають сла-
бо, що й зумовлює досить високу селективність утво-
рення МВК. Крім того, в усьому дослідженому інтер-
валі температур не спостерігається утворення CO і
CO2, що також сприяє збільшенню селективності утво-
рення МВК.
Таблиця 2. Вплив часу контакту на процес газофазної
конденсації ацетону і формальдегіду в МВК на бінарному
каталізаторі із співвідношенням Na2HPO4 : NaNO3, рів-
ному 4:1
Селективність, % τк, с
Тр, К ХАЦ,%
МВК ОК
Вихід
МВК,%
533 15,5 83,0 17,0 12,8
1,3 553 16,7 73,0 27,0 12,2
573 17,6 62,4 37,6 11,0
593 19,2 47,2 52,8 9,1
613 21,0 33,2 66,8 7,0
533 20,1 84,1 15,9 16,9
1,7 553 22,9 83,3 16,7 19,1
573 27,0 68,4 31,6 18,5
593 29,2 58,9 41,1 17,2
613 31,5 43,4 56,6 13,7
533 26,6 87,9 12,1 23,4
2,5 553 37,2 77,5 22,5 28,8
573 44,3 61,7 38,3 27,3
593 50,1 48,7 51,3 24,3
613 53,9 39,8 60,2 21,5
Конверсія реагентів, навпаки, зростає із збільшен-
ням температури реакції. Внаслідок цього з підвищен-
ням температури вихід МВК спочатку зростає і досягає
максимального значення при 553 K. З подальшим під-
вищенням температури вихід МВК зменшується в ре-
зультаті збільшення селективності утворення оцтової
кислоти. Як було встановлено раніше, під час прове-
дення процесу на каталітичній системі на основі інди-
відуального Na2HPO4 максимальний вихід МВК дося-
гається за температури 513 K [4]. Таким чином, макси-
мальний вихід МВК на бінарному каталізаторі
Na2HPO4 – NaNO3 досягається за більш вищої темпера-
тури, ніж на індивідуальному Na2HPO4 .
Результати дослідження впливу каталізатора на
процес газофазної конденсації наведено у табл.1. Як
видно з цих даних, із зростанням вмісту Na2HPO4 у
каталітичній системі вихід і селективність утворення
МВК підвищуються. За оптимальної температури
553 K вихід МВК збільшується від 16,9 до 28,8 % при
співвідношенні Na2HPO4:NaNO3, рівному 4:1. При
цьому селективність утворення МВК зростає відповід-
но від 69,6 до 77,5 %. Також збільшується конверсія
реагентів: за температури 553 K конверсія ацетону зро-
стає від 24,4 до 37,2 %, а при 613 K – від 43,0 до 53,9 %.
Отже, високий вміст Na2HPO4 в каталізаторі підвищує
його активність. Оптимальною за виходом МВК є ка-
талітична система зі співвідношенням Na2HPO4:NaNO3,
рівним 4:1.
Цю каталітичну систему було використано для до-
слідження впливу часу контакту на процес (табл. 2). Як
видно з цих даних, конверсія реагентів зростає із збі-
льшенням часу контакту. За температури 553 K конве-
рсія ацетону підвищується від 16,7 до 37,2 % у разі
зростання часу контакту від 1,3 до 2,5 с. Коли трива-
лість контакту перевищувала 2,5 с, відбувалось значне
закоксовування каталізатора. Максимальне значення
селективності утворення МВК в інтервалі температур
від 553 до 613 K спостерігалося при 1,7 с, а із збіль-
шенням чи зменшенням цього часу контакту вона
знижувалася. За температури 533 K найвища селекти-
вність утворення МВК досягалася при 2,5 с і знижу-
валася при зменшенні часу контакту. Вихід МВК зна-
чно зростав при збільшенні часу контакту: максима-
льне значення досягається при 2,5 с. За оптимальної
температури 553 K вихід МВК зростав від 12,2 до
28,8 % при збільшенні часу контакту від 1,3 до 2,5 с.
За даними рентгеноструктурного аналізу, зростан-
ня ступеня блокування поверхні каталізатора коксом
спостерігалося до перших 40 хв роботи каталізатора і
сягало за цей час максимального значення – 40 %. У
подальшій роботі каталізатора цей параметр майже не
змінювався. На 120-й хвилині роботи ступінь блоку-
вання поверхні каталізатора коксом становила 35 %.
Нами було досліджено вплив розбавлення реакцій-
ної суміші інертним газом на утворення коксу на пове-
рхні каталізатора. В разі розбавлення реакційної суміші
аргоном у згаданому вище співвідношенні 1:3 макси-
мальне значення блокування поверхні каталізатора
коксом спостерігалося, як і без аргону, на 40-й хвилині
роботи каталізатора, але становило у двічі меншу ве-
личину – 20 %. Як і у першому випадку, це значення
істотно не змінювалося в часі: на 120-й хвилині ступінь
блокування поверхні каталізатора коксом становила
18 %. Отже, розбавлення реакційної суміші інертним
газом дозволяє значно зменшити закоксовування ката-
лізатора.
Таким чином, проведені дослідження показали, що
оптимальним за виходом МВК є каталізатор зі співвід-
ношенням Na2HPO4:NaNO3, рівним 4:1, а оптимальни-
ми умовами проведення процесу – температура 553 K і
час контакту 2,5 с.
Література
1. Лебедев Н.Н., Химия и технология основного ор-
ганического и нефтехимического синтеза, Москва,
Химия,1988.
2. Кожарський В.А., Жизневський В.М., Шибанов
С.В., Парофазний синтез метилвінілкетону на гете-
рогенному каталізаторі, Доп. НАН України, 1995, (10),
111–113.
Катализ и нефтехимия, 2001, №8 49
3. Шибанов С.В., Парофазне одержання метил-
вінілкетону на гетерогенних каталізаторах. Дис. …
канд. техн. наук, Львів, 1997.
4. Шибанов С.В., Кожарський В.А., Жизневський
В.М., Вплив умов та фізико-хімічних характеристик на
реакцію газофазної конденсації ацетону з формальде-
гідом в метилвінілкетон, Доп. НАН України, 1997, (7),
159–162.
Надійшла до редакції 2 липня2001 р.
Синтез метилвинилкетона газофазной конденсацией
ацетона с формальдегидом на бинарных
катализаторах
В.А. Кожарский, В.В. Ивасив, С.В. Шибанов
Национальный университет «Львовская политехника»,
Украина, 79013 Львов, ул. С. Бандеры, 12; факс: (380–322) 74–41–43
Исследован процесс газофазной конденсации ацетона с формальдегидом в метилвинилкетон на бинар-
ных каталитических системах. Установлено влияние состава катализатора и условий проведения про-
цесса на конверсию реагентов, выход и селективность образования продуктов реакции. Найдены опти-
мальные составы катализатора и условия проведения процесса.
Synthesis of methylvinylketone by gas phase condensation
of acetone with formaldehyde on binary catalysts
V.A. Kozharskii, V.V. Ivasyv, S.V. Shybanov
National University «Lviv Politechnic»,
12, Bandera Str., Lviv, 79013, Ukraine
Process of the gas phase condensation of acetone with formaldehyde to methylvinylketone on binary catalytic
system has been investigated. The effect of catalyst’s composition and conditions of carrying out of the process
on conversion of the reagents, yield and selectivity of formation of methylvinylketone have been determined.
Optimal catalyst composition and optimal conditions of carrying out of the process have been found.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-4016 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:12:51Z |
| publishDate | 2001 |
| publisher | Інститут бiоорганiчної хiмiї та нафтохiмiї НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Кожарський, В.А. Івасів, В.В. Шибанов, С.В. 2009-07-14T11:58:43Z 2009-07-14T11:58:43Z 2001 Синтез метилвінілкетону газофазною конденсацією ацетону з формальдегідом на бінарних каталізаторах / В.А. Кожарський, В.В. Івасів, С.В. Шибанов // Катализ и нефтехимия. — 2001. — № 8. — С. 47-49. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/4016 541.128.13 Досліджено процес газофазної конденсації ацетону з формальдегідом у метилвінілкетон на бінарних каталітичних системах. Встановлено вплив складу каталізатора та умов проведення процесу на конверсію реагентів, вихід і селективність утворення продуктів реакції. Визначено оптимальний склад каталізатора та оптимальні умови проведення процесу. Исследован процесс газофазной конденсации ацетона с формальдегидом в метилвинилкетон на бинарных каталитических системах. Установлено влияние состава катализатора и условий проведения процесса на конверсию реагентов, выход и селективность образования продуктов реакции. Найдены оптимальные составы катализатора и условия проведения процесса. Process of the gas phase condensation of acetone with formaldehyde to methylvinylketone on binary catalytic system has been investigated. The effect of catalyst’s composition and conditions of carrying out of the process on conversion of the reagents, yield and selectivity of formation of methylvinylketone have been determined. Optimal catalyst composition and optimal conditions of carrying out of the process have been found. uk Інститут бiоорганiчної хiмiї та нафтохiмiї НАН України Синтез метилвінілкетону газофазною конденсацією ацетону з формальдегідом на бінарних каталізаторах Синтез метилвинилкетона газофазной конденсацией ацетона с формальдегидом на бинарных катализаторах Synthesis of methylvinylketone by gas phase condensation of acetone with formaldehyde on binary catalysts Article published earlier |
| spellingShingle | Синтез метилвінілкетону газофазною конденсацією ацетону з формальдегідом на бінарних каталізаторах Кожарський, В.А. Івасів, В.В. Шибанов, С.В. |
| title | Синтез метилвінілкетону газофазною конденсацією ацетону з формальдегідом на бінарних каталізаторах |
| title_alt | Синтез метилвинилкетона газофазной конденсацией ацетона с формальдегидом на бинарных катализаторах Synthesis of methylvinylketone by gas phase condensation of acetone with formaldehyde on binary catalysts |
| title_full | Синтез метилвінілкетону газофазною конденсацією ацетону з формальдегідом на бінарних каталізаторах |
| title_fullStr | Синтез метилвінілкетону газофазною конденсацією ацетону з формальдегідом на бінарних каталізаторах |
| title_full_unstemmed | Синтез метилвінілкетону газофазною конденсацією ацетону з формальдегідом на бінарних каталізаторах |
| title_short | Синтез метилвінілкетону газофазною конденсацією ацетону з формальдегідом на бінарних каталізаторах |
| title_sort | синтез метилвінілкетону газофазною конденсацією ацетону з формальдегідом на бінарних каталізаторах |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/4016 |
| work_keys_str_mv | AT kožarsʹkiiva sintezmetilvínílketonugazofaznoûkondensacíêûacetonuzformalʹdegídomnabínarnihkatalízatorah AT ívasívvv sintezmetilvínílketonugazofaznoûkondensacíêûacetonuzformalʹdegídomnabínarnihkatalízatorah AT šibanovsv sintezmetilvínílketonugazofaznoûkondensacíêûacetonuzformalʹdegídomnabínarnihkatalízatorah AT kožarsʹkiiva sintezmetilvinilketonagazofaznoikondensacieiacetonasformalʹdegidomnabinarnyhkatalizatorah AT ívasívvv sintezmetilvinilketonagazofaznoikondensacieiacetonasformalʹdegidomnabinarnyhkatalizatorah AT šibanovsv sintezmetilvinilketonagazofaznoikondensacieiacetonasformalʹdegidomnabinarnyhkatalizatorah AT kožarsʹkiiva synthesisofmethylvinylketonebygasphasecondensationofacetonewithformaldehydeonbinarycatalysts AT ívasívvv synthesisofmethylvinylketonebygasphasecondensationofacetonewithformaldehydeonbinarycatalysts AT šibanovsv synthesisofmethylvinylketonebygasphasecondensationofacetonewithformaldehydeonbinarycatalysts |