gototopgototop

"Научный аспект №1-2019" - Естественные науки

УДК 54

Каталитическая парофазная гидратация ацетилена

Фозилов Садриддин Файзуллаевич – доктор технических наук, профессор кафедры Технологии нефтегазохимической промышленности Бухарского инженерно-технологического института.

Файзуллаев Нормурод Ибодуллаевич – доктор технических наук, профессор кафедры Химии Самаркандского государственного университета.

Фозилов Хасан Садриддин угли – студент Бухарского государственного университета.

Содикова Мухаё Муратовна – преподаватель кафедры Химической технологии Бухарского инженерно-технологического института.

Аннотация: Изучены реакции каталитической гидратации ацетилена в присутствии полифункциональных нанокатализаторах, а также влияние различных факторов на процесс. На основании полученных данных предложен механизм реакции гидратации ацетилена на полифункциональных нанокатализаторах.

Ключевые слова: Получение, ацетон, температура, гидратация, осадок, метод, пар, ацетальдегид, гибрид.

Получение ацетона из ацетилена в одну фазу путем пропусканием смеси ацетилена с водяном паром над катализаторами при высокой температуре несомненно представляет значительный практический и теоретический интерес [1].

Исходя из этого нами была изучена процесс гидратации ацетилена с получением ацетальдегида, ацетона или их смеси в присутствии смешанных полифункциональных катализаторов [2].

Золь-гель технология-это одним из способов получения нанокатализаторов основанный на синтезе из коллоидных частиц неорганических и неоргано–органических гибридных материалов.

Применение в нефтехимическим синтезе золь-гель метод может обеспечить получение кристаллических наночастиц и понизить температуру синтеза однофазного продукта. Поэтому в настоящие время актуальными являются исследования, посвященные синтезу нанокатализаторов для нефтехимического синтеза.

Синтез нанокатализатора состава: (ZnO)x ∙ (V2O5)y ∙ (Fe2O3)z осуществлялся путем осаждения геля из водных растворов исходных компонентов с последующей высокотемпературной обработкой полученного осадка. Исходными компонентами являлись нитраты цинка, железа и окситрихлорид ванадия. В качестве осадителя использовалась однозамещенный фосфорнокислый аммоний и гидроксид аммония.

Рентгенографические исследования фазового состава катализатора проводили на дифрактометре ДРОН-3М (СиКα – изучение с графитовым монохроматором на дифрагированном излучении).

Нами было проведено 20 опытов с различными нанокатализаторами с целью получения ацетона прямой гидратацией ацетилена. Лучшие результаты были получены с катализаторами состава: (ZnO)x ∙ (V2O5)y ∙ (Fe2O3)z.

Реакции каталитическая гидратация ацетилена проводили реакционной стеклянной трубке диаметром - 2 см, длина слоя катализатора- 60 см и объём катализатора- 90 см3 (истинная объём катализатора-25 см3).

В результате проведенных экспериментов выбран эффективный катализатор, обладающий высокий активностью, селективностью, производительностью и стабильностью действия. Разработанный катализатор в течение длительного времени сохраняет свою активность. Было изучено влияние температуры, соотношения вода:ацетилен, объемной скорости, состава катализатора на выход целевых продуктов и степень конверсии ацетилена.

Предложен стадийный механизм гидратация ацетилена в присутствии катализатора:

Образования ацетона может быть выражено следующим суммарным уравнением:

2C2H2 + 3H2O → CH3COCH3 + 2H2 + CO2

Нам представляется наиболее вероятным следующее толкование механизма реакции: в первую фазу происходит гидратации ацетилена с образованием ацетальдегида:

C2H2 + H2O → CH3CHO

который реагирует с водяной паром, образуя ацетон:

2CH3CHO + H2O → CH3COCH3 + 2H2 + CO2

Образование уксусной кислоты, вероятно идет через стадию образования этилацетата и может быть выражено следующим суммарным уравнением:

CH3CHO + H2O → CH3COOH + H2

Часть образующейся уксусной кислоты превращается в ацетон с выделением CO2 и H2O:

2CH3COOH → CH3COCH3 + CO2 + H2O

На основе кинетического уравнение осуществлена оптимизация процесса синтеза ацетона из ацетилена: T = 4250C; 60 л/час; = 440 г. При оптимальных условиях получен ацетон с выходом 86,4%, при конверсии ацетилена 94,8%.

Выведено кинетическое уравнение, адекватно описывающие экспериментальные результаты во всем изученном диапазоне изменение параметров, определены его константы.

Список литературы

  1. Темкин О.Н., Шестаков Г.К., Трегер Ю.М. Ацетилен: Химия, механизм реакции, технология. -М: Химия. 1991.-416 С.
  2. Юсупов Д., Файзуллаев Н.И., Ширинов Х.Ш., Коротоев А.К., Умирзаков Р.Р. //Химическая промышленность. 2002. №7.
Интересная статья? Поделись ей с другими:

Внимание, откроется в новом окне. PDFПечатьE-mail

Отправить статью

...

Форма оплаты

Номер статьи, присвоенный редакцией
Количество страниц в статье
Количество экземпляров журнала
Доставка: РФСНГ
Скидка (%)
Заказать свидетельство о публикации
1. Стоимость публикации каждой страницы статьи составляет 200 рублей.
2. Стоимость каждого экземпляра журнала, включая его изготовление и доставку, составляет 300 рублей для России и 600 рублей для стран СНГ.
3. Стоимость печатного свидетельства о публикации составляет 100 рублей

Реквизиты для оплаты через банк