Парофазна конверсія метиллактату до лактиду на TiO2/SiO2 каталізаторі за зниженого тиску
Зараз полілактид широко використовують як екологічний пакувальний матеріал. В промисловості мономерний лактид зазвичай одержують з молочної кислоти у дві стадії. На першій стадії при 140–200 °С в присутності Sn-вмісного каталізатора протягом декількох годин одержують олігомери молочної кислоти, які...
Збережено в:
| Дата: | 2020 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
V.P. Kukhar Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine
2020
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://kataliz.org.ua/index.php/journal/article/view/22 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Catalysis and petrochemistry |
Репозитарії
Catalysis and petrochemistry| _version_ | 1859471895752081408 |
|---|---|
| author | Vаrvarin, А.М. Levytska, S.I. Mylin, А.М. Brei, V.V. |
| author_facet | Vаrvarin, А.М. Levytska, S.I. Mylin, А.М. Brei, V.V. |
| author_sort | Vаrvarin, А.М. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2021-12-10T12:27:19Z |
| description | Зараз полілактид широко використовують як екологічний пакувальний матеріал. В промисловості мономерний лактид зазвичай одержують з молочної кислоти у дві стадії. На першій стадії при 140–200 °С в присутності Sn-вмісного каталізатора протягом декількох годин одержують олігомери молочної кислоти, які далі у другому реакторі за зниженого тиску і температури вище 200 °С деполімеризують до лактиду. Альтернативою може бути парофазна конденсація алкіллактатів до лактиду із застосуванням твердих кислотних каталізаторів. Показано, що таким чином можна одержати лактид з метил- (або етил-) лактатів на каталізаторіTiO2/SiO2 за температури 260°С у проточному режимі. Однак, основним недоліком такого способу є необхідність нагрівання до температури реакції значної кількості газу-носія, що зумовлює енергозатратність процесу. В цій роботі досліджено парофазну конверсію метиллактату на TiO2/SiO2 каталізаторі без використання газу-носія за зниженого тиску (100–150 мбар), що створюється вакуумним насосом. Нанесений TiO2/SiO2 каталізатор синтезовано просоченням кремнезему розчином Ti(OC4H9)4 з подальшою термообробкою при 500 °С. В каталітичному експерименті рідкий метиллактат під дією вакууму дозовано надходив у випаровувач, де пара нагрівалася до температури реакції і далі надходила до проточного реактора, розігрітого до 260 °С. Навантаження на каталізатор варіювалось від 25 до 55 ммоль MЛ/(гкат · год). Було показано, що TiO2/SiO2 каталізатор забезпечує 50–53 % конверсію метиллактату з селективністю за лактидом до 74 % при 260 °С і тиску 100 мбар. Встановлено, що TiO2/SiO2 каталізатор стабільно працює не менш як 80 год. Основними побічними продуктами є метиллактоілактат, 1-метоксиетанол та 1,1-диметоксиетан. |
| first_indexed | 2026-03-12T15:49:48Z |
| format | Article |
| id | oai:katalizorgua:article-22 |
| institution | Catalysis and petrochemistry |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-12T15:49:48Z |
| publishDate | 2020 |
| publisher | V.P. Kukhar Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:katalizorgua:article-222021-12-10T12:27:19Z Парофазна конверсія метиллактату до лактиду на TiO2/SiO2 каталізаторі за зниженого тиску Vapour-phase conversion of methyl lactate into lactide over TiO2/SiO2 catalyst at the lowered pressure Vаrvarin, А.М. Levytska, S.I. Mylin, А.М. Brei, V.V. lactide, methyl lactate, supported catalyst, titanium dioxide. лактид, метиллактат, нанесені каталізатори, діоксид титану Зараз полілактид широко використовують як екологічний пакувальний матеріал. В промисловості мономерний лактид зазвичай одержують з молочної кислоти у дві стадії. На першій стадії при 140–200 °С в присутності Sn-вмісного каталізатора протягом декількох годин одержують олігомери молочної кислоти, які далі у другому реакторі за зниженого тиску і температури вище 200 °С деполімеризують до лактиду. Альтернативою може бути парофазна конденсація алкіллактатів до лактиду із застосуванням твердих кислотних каталізаторів. Показано, що таким чином можна одержати лактид з метил- (або етил-) лактатів на каталізаторіTiO2/SiO2 за температури 260°С у проточному режимі. Однак, основним недоліком такого способу є необхідність нагрівання до температури реакції значної кількості газу-носія, що зумовлює енергозатратність процесу. В цій роботі досліджено парофазну конверсію метиллактату на TiO2/SiO2 каталізаторі без використання газу-носія за зниженого тиску (100–150 мбар), що створюється вакуумним насосом. Нанесений TiO2/SiO2 каталізатор синтезовано просоченням кремнезему розчином Ti(OC4H9)4 з подальшою термообробкою при 500 °С. В каталітичному експерименті рідкий метиллактат під дією вакууму дозовано надходив у випаровувач, де пара нагрівалася до температури реакції і далі надходила до проточного реактора, розігрітого до 260 °С. Навантаження на каталізатор варіювалось від 25 до 55 ммоль MЛ/(гкат · год). Було показано, що TiO2/SiO2 каталізатор забезпечує 50–53 % конверсію метиллактату з селективністю за лактидом до 74 % при 260 °С і тиску 100 мбар. Встановлено, що TiO2/SiO2 каталізатор стабільно працює не менш як 80 год. Основними побічними продуктами є метиллактоілактат, 1-метоксиетанол та 1,1-диметоксиетан. Now polylactide (PLA) widely use as biodestructive packing material. Usually monomeric lactide produce from lactic acid. Also, methyl (ethyl) lactate could be used for lactide obtaining via its vapour-phase condensation on TiO2/SiO2 catalyst at 2600C in N2 carrier-gas flow. However, at that it is necessary to heat carrier-gas to the reaction temperature. In this communication the results on methyl lactate vapour condensation into lactide with the lowered pressure of 100-150 mbar, without carrier-gas, are presented. Supported TiO2/SiO2 catalyst with 5 wt.% titania content has been prepared by impregnation of silica with Ti(OC4H9)4. After calcination at 5000C prepared catalyst has amorphous mesoporous structure with 335 m2/g surface area and 0.83 сm3/g pore volume. The catalytic experiments were performed in such way. Liquid methyl lactate was dosed into the evaporator (2500C) and further in the flowing reactor (2600C) under pressure of 100 mbar that produced by vacuum pump. Load on a catalyst was varied from 25 to 55 mmol ML/(gcath). Cooled product was analyzed on Agilent 7820A chromatograph and NMR Bruker Avance-400 spectrometer. It was shown that TiO2/SiO2 catalyst provide 74% selectivity towards lactide at 50-53% methyl lactate conversion with lactide productivity of 7.8 mmol L/(gcath) at 2600C/100 mbar. The catalyst stable work is more 80 h. Main impurities are methyl lactoillactate, 1-methoxyethanol and 1,1-dimethoxyethane. V.P. Kukhar Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine 2020-11-24 Article Article application/pdf https://kataliz.org.ua/index.php/journal/article/view/22 10.15407/kataliz2020.30.038 Catalysis and petrochemistry; No. 30 (2020): Catalysis and petrochemistry; 38-42 Каталіз та нафтохімія; № 30 (2020): Каталіз та нафтохімія; 38-42 2707-5796 2412-4176 10.15407/kataliz2020.30 uk https://kataliz.org.ua/index.php/journal/article/view/22/13 |
| spellingShingle | лактид метиллактат нанесені каталізатори діоксид титану Vаrvarin, А.М. Levytska, S.I. Mylin, А.М. Brei, V.V. Парофазна конверсія метиллактату до лактиду на TiO2/SiO2 каталізаторі за зниженого тиску |
| title | Парофазна конверсія метиллактату до лактиду на TiO2/SiO2 каталізаторі за зниженого тиску |
| title_alt | Vapour-phase conversion of methyl lactate into lactide over TiO2/SiO2 catalyst at the lowered pressure |
| title_full | Парофазна конверсія метиллактату до лактиду на TiO2/SiO2 каталізаторі за зниженого тиску |
| title_fullStr | Парофазна конверсія метиллактату до лактиду на TiO2/SiO2 каталізаторі за зниженого тиску |
| title_full_unstemmed | Парофазна конверсія метиллактату до лактиду на TiO2/SiO2 каталізаторі за зниженого тиску |
| title_short | Парофазна конверсія метиллактату до лактиду на TiO2/SiO2 каталізаторі за зниженого тиску |
| title_sort | парофазна конверсія метиллактату до лактиду на tio2/sio2 каталізаторі за зниженого тиску |
| topic | лактид метиллактат нанесені каталізатори діоксид титану |
| topic_facet | lactide methyl lactate supported catalyst titanium dioxide. лактид метиллактат нанесені каталізатори діоксид титану |
| url | https://kataliz.org.ua/index.php/journal/article/view/22 |
| work_keys_str_mv | AT varvarinam parofaznakonversíâmetillaktatudolaktidunatio2sio2katalízatorízazniženogotisku AT levytskasi parofaznakonversíâmetillaktatudolaktidunatio2sio2katalízatorízazniženogotisku AT mylinam parofaznakonversíâmetillaktatudolaktidunatio2sio2katalízatorízazniženogotisku AT breivv parofaznakonversíâmetillaktatudolaktidunatio2sio2katalízatorízazniženogotisku AT varvarinam vapourphaseconversionofmethyllactateintolactideovertio2sio2catalystattheloweredpressure AT levytskasi vapourphaseconversionofmethyllactateintolactideovertio2sio2catalystattheloweredpressure AT mylinam vapourphaseconversionofmethyllactateintolactideovertio2sio2catalystattheloweredpressure AT breivv vapourphaseconversionofmethyllactateintolactideovertio2sio2catalystattheloweredpressure |