Каталитический синтез ацетонитрила аммонолизом уксусной кислоты

• Автор: Сидорова, Ольга Ивановна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 145 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Литерату рный обзор

1.1 Ацетонитрил, его свойства, применение и получение.

1.2 Способы получения нитрилов

1.2.1 Парафины.

1.2.2 Олефипы

1.2.3 Оксисоедииения.

1.3 Катализаторы кислотного типа.

1.4 Формы адсорбции соединений на поверхности оксидных катализаторов

Глава 2. Объекты и методы исследования.

2.1 Катализаторы.
2.2 Описание каталитической установки синтеза ацетонитрила.
2.3 Описание установки термопрограммированной десорбции ТПД
2.4 Методики экспериментов.
2.4.1 Методика каталитического эксперимента
2.4.2 Методика эксперимента ТПД
2.4.3 Методика хроматографического анализа.
2.4.4Методика определения элементного СНсостава, образующихся на катализаторах продуктов уплотнения .
2.4.5 Методика термографического изучения углеродистых отложений па образцах катализаторов.
2.4.6 Методика определения кислотных свойств поверхности образцов
2.4.7 Методика определения удельной поверхности образцов.
2.4.8 Методика определения кинетических параметров взаимодействия газов с поверхностью катализаторов в неизотермических условиях.
Глава 3. Факторы, влияющие на процесс синтеза ацетонитрила из уксусной кислоты и аммиака на катализаторе уАОз
3.1. Влияние соотношения аммиака и уксусной кислоты
3.2. Влияние температуры реактора
3.3. Влияние состава реакционной смеси
Глава 4. Изучение процесса синтеза ацетонитрила на уАЬОз промотированном фосфорной кислотой
4.1 Синтез ацетонитрила из аммиака и уксусной кислоты.
4.2 Изучение процесса синтеза ацетонитрила из ацетамида
Глава 5. Изучение механизма поверхностного взаимодействия в процессе синтеза ацетонитрила с помощью методик ТПДТПР.
Выводы.
Список цитируемой литературы


Так, процесс каталитического синтеза ацетонитрила был объектом глубокого исследования начиная с середины XX века, но наиболее изучены те процессы получения нитрилов ацетонитрила, которые легко и достаточно недорого могли быть реализованы в промышленности в зависимости от потребностей и сырьевых баз стран разработчиков. По этой причине ниже проведена классификация методов получения ацетонитрила по составу используемого исходного углеводородного сырья. Анализируя литературные данные за большой промежуток времени, можно судить о том, что низкомолекулярные парафиновые углеводороды, особенно нормального строения, мало применялись в химической синтезе. По этой причине взоры исследователей неоднократно обращались к попытке использования парафиновых углеводородов нормального строения в качестве сырья для прямого синтеза ацетонитрила. Но до последнего времени сведения о реакции парафиновых углеводородов с аммиаком скудны и ограничивались всего лишь несколькими заметками, в которых приводились данные о взаимодействии пропана, бутанов и лгептана с аммиаком с невысокими выходами ацетонитрила 0. Таблица 1. Мо , АЬОз 4 1 21 1. СН3СЫ 3. МоОз , АЬОз 58 1 21 4. СН3СЫ 3. МоОз , АЬОз 4 1 21 1. У5 , АЬОз 8 1 21 4. СН3СЫ 3. МоОз8. СоО2. АЬОз 8 1 1. СН3СЫ 5. Мо , Л 56 1 21 4. СН3СМ 3. Мо , АЬОз 4 1 21 1. СН3СЫ 4. Мо , А0з 4 1 21 1. СНзСЫ 2. У5 , АЬОз 8 1 21 4. СНзСЫ 3. Мо Ю, А0з 58 1 21 0. СН3СЫ 0. С6Н5СЫ 3. МоОз , А0з 4 1 21 1. СНзСЫ 0. Высш. С6Н5СЫ 2. МоОз, ЧГО, АОз 8 1 2. СНзСЫ 3. С2Н5СЫ1. С6Н5СЫ 3. Как видно из таблицы 1. Кроме этого, ацетонитрил также получали путем реакции аммоксидирования смеси алканов число атомов углерода от 2 до 6 и алкенов число атомов углерода от 2 до 6 при использовании алюмосиликатных оксидных катализаторов с добавлением металлов IV периода УНА и VII групп периодической системы. При этом смесь алканов преимущественно состояла из этана, что вполне оправдывало ряд работ 2, , проведенных по изучению процесса образования ацетонитрила реакцией аммоксидирования этана. Б работе изучены цеолитные катализаторы кислотного типа У реакции образования ацетонитрила из этана и аммиака. Работа направлена, прежде всего, на изучение механизма реакции, происходящего на поверхности данных систем и показано, что реакция образования ацетонитрила преимущественно протекает через образование этиламина в присутствии Ъп1У С6У цеолитах. Позднее авторы более подробно изучили цеолитные катализаторы кислотного типа в процессе аммоксидирования этана до ацетонитрила. С2Н4з 2СО, 2Н 1. Ш, . ЗНгО 1. Ш,,,01,0 1. С,Н4И2Н,0 1. С3Н 5. С0, . ЗН,0 1. Не. Было показано, что наиболее активными и селективными в реакции окислительного аммонолиза этана в ацетонитрил оказались из бинарных оксидных катализаторов молибдаты скандия и хрома выход ацетонитрила на молибдате скандия составлял при 0 С 7. Также с целью увеличения выхода ацетонитрила были изучены трехкомпонентные катализаторы на основе хрома и молибдена, что позволило повысить выход до за проход. При этом была также влияние добавки небольших количеств этилбромидов, что привело к повышению выхода ацетонитрила до для системы БсМоСбО. Стоит заметить, что практически во всех синтеза ацетонитрила используется или как катализатор, или как носитель оксид алюминия таблица 1, что, возможно, натолкнуло исследователей 3 рассмотреть синтез ацетонитрила аммонолизом пропана при 0 0 С с использованием катализатора, основанного на оксиде алюминия синтетического цеолита типа пентасил молярное отношение 8Ю2А0з равно 0, что позволило обеспечить повышение выхода с 6 до . Но о причине подобного повышения выхода ацетонитрила в вышеприведенной работе не сказано. Так, рассматривая ряд парафиновых углеводородов, стоит заметить, что с увеличением количества атомов углерода в молекуле исходного соединения, возрастает вероятность возможности протекания реакции аммонолиза с получением ацетонитрила и других нитрилов. В работе 5 подробно исследована реакция пгептана, пбутана, 1пентана, пгексана, пгептана и поктана с аммиаком в присутствии оксидных катализаторов в проточной системе при атмосферном давлении.