Научные основы гетерогенно-каталитического процесса синтеза N-метиланилина восстановительным метилированием нитробензола

• Автор: Латышова, Снежана Евгеньевна
• Шифр специальности: 05.17.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 121 с. : ил.

Содержание
Введение.

1.Методы синтеза Ыалкиланилинов и кинетика процесса гидрирования

нитробензола и алкилирования аминов обзор литературных источников

1.1 Способы получения анилина

1.2 Способы синтеза Ыалкиланилинов.

1.3 Кинетические исследования гидрирования нитробензола и алкилирования аминов.

2. Теоретические основы синтеза Ыметиланилина восстановительным алкилировании нитробензола метанолом обсуждение результатов экспериментов
2.1 Расчет и анализ термодинамических параметров реакций, протекающих при восстановительном метилировании нитробензола.

2.2 Исследование кинетики восстановительного метилирования нитробензола.

2.2.1 Кинетика процесса гидрирования нитробензола в

2.2.2 Кинетика процесса метилирования анилина в Ыметиланилин
2.2.3 Моделирование процесса восстановительного метилирования нитробензола в Ыметиланилин.
3 Технологические аспекты синтеза Ыметиланилина восстановительным метилированием нитробензола.
3.1 Оптимизация процесса получения Ыметиланилина восстановительным метилированием нитробензола
3.2 Технологическая схема стадии синтеза Ыметиланилина восстановительным метилированием нитробензола.
4 Экспериментальная часть.
4.1 Характеристика реагентов и продуктов реакции
4.2 Физикохимические методы анализа реакционной массы и определение основных безразмерных характеристик материального баланса.
4.3 Расчет термодинамических функций восстановительного метилирования нитробензола
4.4 Исследование кинетики гидрирования нитробензола и метилирования анилина.
4.4.1 Подготовка катализатора НТК4 к исследованию кинетики гидрирования нитробензола и метилирования
анилина.
4.4.2 Определение значения дезактивации катализатора НТК4В.
4.4.3 Определение области протекания реакции гидрирования нитробензола и метилирования анилина в Ыметиланилин на промышленном катализаторе НТК4В
4.4.4 Исследование кинетики гидрирования нитробензола до анилина.
4.4.5 Исследование кинетики метилирования анилина в Ыметиланилин.
4.4.6 Исследование реакции гидрирования Ыметиланилина в анилин.
4.4.7 Восстановительное метилирование нитробензола проверка адекватности математической модели
Выводы.
Список использованной литературы


В настоящее время известно много разнообразных способов получения
Наиболее распространенными являются жидкофазное и газофазное восстановление НБ 1. Один из первых промышленных способов получения АН метод Вешана существует с г. Для восстановления НБ в АН используют как гомогенные, так и гетерогенные катализаторы. Известно применение в качестве гомогенных катализаторов комплексов переходных металлов VIII группы 2, палладиевого комплекса 3. Восстановление с использованием палладиевых и родиевых комплексов, привитых на полиамиды, протекает при комнатной температуре и атмосферном давлении. Описано применение в качестве катализаторов комплекса КиСРС6Н5зз и карбонила рутения. Авторы 4 используют систему гетерогенный катализатор катализатор переноса водорода, которая занимает промежуточное положение между гетерогенными и гомогенными катализаторами. В качестве гетерогенных катализаторов для восстановления НБ в жидкой фазе чаще всего применяют , Рб, скелетный 5. Реакцию проводят при температуре 0С и давлении ,5 МПа. Восстановление НБ с использованием металлов платиновой группы, нанесенных на уголь или глинозем, проводят без растворителя в следующих условиях температура 5С и давление 0,,1 МПа. При непрерывном оформлении процесса выход анилина достигает 6. Р1 или Рс1 на ацетиленовой саже восстанавливают нитробензол при температуре 0С, давлении 2,,5 МПа, Рс1 на цеолите при температуре С и атмосферном давлении. Выход АН достигает 0. Изучено жидкофазное гидрирование НБ в АН в реакторе периодического действия в присутствии суспендированного БНкатализатора 7. Известно применение для гидрирования нитросоединений МРенея, 1 или Со на кизельгуре, а также Р1 или Рс1 на угле 8. Так, например, система РбС обеспечивает выход АН 9. Катализатором восстановления НБ может быть сплав Ба5. В этом случае реакция заканчивается со 0ым выходом . Во многих работах авторы рекомендуют использовать различные промотирующие добавки Мо, V, И, Ли, Ле, Р1, Ъс, ЫЬ, БЬ. Промотирующее действие этих добавок объясняют повышением энергии связи водорода с катализатором. В связи с тем, что Ле близок к металлам платиновой группы по каталитическим свойствам, его также используют при восстановлении НБ И. В присутствии Ле7 получают АН с выходом при температуре 0С и давлении ,9 МПа в отсутствии растворителя. Высокой каталитической активностью обладают ЛеБ2 и Ле2Б7. Реакцию проводят при 0С и ,2 МПа со 0ым выходом АН. Катализатор 5 Яе на угле рекомендуют для промышленного производства АН. Хорошие результаты дают катализаторы, состоящие из нескольких металлов. Известен способ получения катализатора состава, мас. М, А1остальное . Анализ литературы, проведенный выше, показывает, что получение АН в жидкой фазе протекает при низких температурах. С точки зрения термодинамики жидкость является упорядоченной системой, чем газ, поэтому синтез АН в жидкой фазе может протекать с более высокой скоростью. Однако основная проблема жидкофазного способа это катализатор. Существующие катализаторы очень сильно подвержены истиранию и уносу с продуктами из зоны реакции. Т.е. Следующая проблема это отделение реакционной массы от катализатора. В связи с этим для промышленного производства необходимы специальные устройства для разделения реакционной массы и катализатора. Все это в совокупности делает данный способ менее привлекательным по сравнению с газофазным. Поэтому в настоящее время наибольшее распространение в промышленности получает газофазный способ синтеза АН. Газофазное восстановление НБ проводят метаном на бифункциональном катализаторе, на котором протекает и пиролиз метана с выделением водорода, и восстановление нитробензола. Некоторые авторы используют в качестве восстановителя аммиак. Например, при восстановлении НБ аммиаком на медных катализаторах, нанесенных на А0з и на промышленном катализаторе В3 , наилучшие результаты получают на ой меди, нанесенной на А0з при 0С выход АН составляет . На катализаторе В3 при температуре 0С выход АН равен . В качестве восстановителя НБ применяют также сероводород . В присутствии полисульфидов натрия образуется АН с выходом и свободная сера.