Жидкофазное гидрирование ароматических нитросоединений на каталитических системах, содержащих Pd (Pt) и оксиды редкоземельных элементов

• Автор: Курунина, Галина Михайловна
• Шифр специальности: 05.17.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 146 с. : ил.

Список сокращений и обозначений

НБ - нитробензол

о-НА - о-нитроанизол

и-НТ - «-нитротолуол

и-НФ - «-нитрофенол

«-ХНБ - «-хлорнитробензол

СЭМ - сканирующая электронная микроскопия

РФА - рентгенографический метод фазового анализа

РЗЭ - редкоземельные элементы

РЗМ - редкоземельные металлы

ОРЗЭ - оксиды редкоземельных элементов
Кг - катализатор
ВПЯПК - высокопористый ячеистый платиновый катализатор
Содержание
Введение
1 Литературный обзор
1.1 Использование РЗЭ в технике и промышленности
1.2 Использование РЗЭ в составе катализаторов
1.3 Способы гидрирования
1.3Л Парофазное гидрирование
1.3.2 Жидкофазное гидрирование
1.4 Гидрирование ароматических нитросоединений
1.4.1 Гидрирование нитробензола
1.4.2 Гидрирование о-нитроанизола
1.4.3 Гидрирование л-нитротолуола
1.4.4 Гидрирование «-нитрофенола
1.4.5 Гидрирование л-хлорнитробензола
1.4.6 Гидрирование полинитросоединений
2 Обсуждение результатов
2.1 Разработка методов получения и анализ физико-химических
свойств палладиевых и платиновых катализаторов, содержащих оксиды РЗЭ
2.2 Изучение термодинамических характеристик реакции
гидрирования ароматических нитросоединений
2.3 Исследование гидрирования нитробензола и его производных
на Pd (Pt) катализаторах, содержащих ОРЗЭ
2.3.1 Определение области протекания реакции гидрирования
2.3.2 Изучение влияния содержания палладия в составе катализатора
на скорость реакции
2.3.3 Исследование закономерности гидрирования нитробензола и
его производных
2.3.3.
2.3.3.
2.3.3.
2.3.3.
2.3.3.

Гидрирование нитробензола
Гидрирование о-нитроанизола
Гидрирование «-нитротолуола
Гидрирование «-нитрофенола
Г идрирование «-хлорнитробензола
Изучение влияния природы оксида РЗЭ на активность
платинового (палладиевого) катализатора
Сравнительная характеристика активности каталитических
систем, содержащих Р1 (Р<1) и оксиды РЗЭ
Сравнительная характеристика активности каталитических
систем, содержащих палладий, оксид РЗЭ и А1
Изучение влияния добавки РЗЭ на скорость гидрирования
нитробензола на 1%Рб/А1203 катализаторе
Расчет кинетических характеристик реакции гидрирования 95 ароматических нитросоединений
Изучение процесса гидрирования полинитросоединений
Гидрирование 1,3,5-тринитробензола
Разработка технологической схемы гидрирования
органических веществ
Экспериментальная часть
Методика проведения эксперимента
Методики приготовления катализаторов
Методика приготовления катализаторов, содержащих
индивидуальные оксиды
Методика приготовления катализаторов, содержащих смеси
оксидов (А1203 + оксид РЗЭ)
Методика приготовления катализаторов, модифицированного
палладиевого катализатора (Рб - РЗЭ/А1203)
Методики приготовления растворов, используемых при приготовлении катализаторов

исходной смеси от 1:1 до 5:1. При гидрировании используется медьсодержащий катализатор, модифицированный никелем, или палладием, или платиной, взятыми в количестве 0,3-10 % масс. Предложенный способ позволяет повысить общий выход ароматических аминов, производительность по продукту, а также безопасность процесса.
Изучено восстановление «-нитрофенола гидразин-гидратом (как альтернативный источник водорода) с использованием наноразмерного никелевого катализатора, нанесенного на алюмосиликатный носитель [120]. Установлено, что никель, нанесенный на алюмосиликатный носитель, является очень эффективным катализатором гидрирования «-нитрофенола в «-аминофенол. Возможность многократного использования этого катализатора при гидрировании, дает несомненное преимущество перед коммерческим никелем Ренея, имеющего одноразовое применение. Этот экономичный и экологически чистый метод обеспечивает потенциально новый подход к промышленному синтезу промежуточных продуктов в производстве парацетамола.
Исследовано гидрирование «-нитрофенола на катализаторе 0,8 % Pd/C в присутствии раствора H2SO4 и установлено, что селективность образования «-аминофенола при температуре 85 °С достигает 80 % [121].
1.4.5 Гидрирование «-хлорнитробензола
В промышленности хлоранилины получают гидрированием соответствующих хлорнитробензолов (Pt-кат., 50-100 °С, 0,25-3 МПа); а для предотвращения дегалогенирования применяют добавки (0,1-1% по массе) MgO, CaO, пиперидина или морфолина. Совершенствование существующих технологий гидрирования хлорнитробензолов также направлено по пути создания новых катализаторов «мягкого» гидрирования, а также подавления побочных процессов дегалогенирования.
Исследованы реакции гидрирования «-хлорнитробензола на новом катализаторе - палладийсодержащем анионите AB-17-8 [100], а также