Реакторы со стационарным слоем катализатора для процесса переработки дихлоруксусной кислоты

• Автор: Куницын, Дмитрий Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 188 с.

1. Введение. 5 стр.

2. Литературный обзор. стр.

3. Экспериментальная часть. стр.

3.1 Характеристика исходных веществ. стр.

3.2. Методика экспериментов стр.

3.2.1. Установка и методика проведения опытов для исследования процесса переработки ДХУК в сырце МХУК в реакторе барботажного типа. стр.
3.2.2. Установка и методика проведения опытов для исследования процесса переработки ДХУК в сырце МХУК в реакторе газлифтного типа. стр.
3.2.3. Установка и методика проведения опытов для исследования процесса переработки ДХУК в сырце МХУК в реакторе колонного типа с нисходящим газожидкостным потоком в пленочном режиме. стр.
3.2.4. Установка и методика для проведения опытов по определению . эквивалентного диаметра частиц катализаторов. стр.

3.2.5. Методика приготовления палладиевого кагат и затора. стр.

3.2.6. Методика проведения анализа. стр.

3.2.7. Методика определения порозности катализатора. стр.
3.2.8. Установка и методика для проведения опытов по определению объемной скорости жидкости перекачиваемой газлифтом. стр.
4. Результаты экспериментов. стр.
4.1. Исследование процесса гидрирования дихлоруксусной кислоты в реакторе смешения. стр.
4.2. Исследование процесса гидрирования ДХУК в реакторе газлифтного типа. стр.
4.2.1. Определение эквивалентного диаметра частиц для палладиевых катализаторов наиболее часто применяемых в промышленности. стр.
4.2.2. Влияние объемной скорости водорода подаваемого в реактор на гидродинамический режим и скорость процесса гидрирования ДХУК. стр.
4.2.3. Влияние концентрации ДХУК на скорость процесса гидрирования в реакторе с газлифтом стр.
4.2.4. Влияние температуры на скорость процесса гидрирования ДХУК. стр.
4.3. Исследование процесса каталитического гидрирования ДХУК в реакторе колонного типа с нисходящим газожидкостным потоком. стр.
4.3.1. Влияние мольного соотношения Н2ДХУК на скорость переработки дихлоруксусной кислоты в реакторе колонного типа с нисходящим газожидкостным потоком. стр.
4.3.2. Определение стабильности работы палладиевого катализатора в реакторе с нисходящим газожидкостным потоком. стр.
4.3.3. Определение влияния плотности орошения на скорость процесса гидрирования ДХУК. стр.
4.3.4. Влияние концентрации дихлоруксусной кислоты на процесса гидрирования ДХУК. стр.
5. Обсуждение результатов. стр.
5.1. Изменение активности катализаторов гидрирования в реакторах смешения. стр.
5.2. Исследование процесса гидрирования дихлоруксусной кислоты в реакторе с газлифтом. стр.
5.2.1 Исследование гидродинамических характеристик неподвижного ело . катализатора. Определение эквивалентного диаметра частиц и порозности слоя катализатора. стр.
5.2.2. Влияние объемной скорости водорода на гидродинамический режим и скорость процесса гидрирования ДХУК. стр.
5.2.3. Влияние концентрации ДХУК на скорость процесса гидрирования. стр.
5.2.4. Влияние температуры на скорость гидрирования ДХУК и селективность. стр.
5.2.5 Методика расчета газлифтного реактора каталитического гидрирования ДХУК. стр.
5.2.6. Оптимизация реактора газлифтного типа и технологической схемы процесса гидрирования ДХУК. 8 стр.
5.2.7. Тепловой баланс стадии гидрирования ДХУК в реакторах газлифтного типа. 7 стр.
5.3. Исследование процесса гидрирования дихлоруксусной кислоты в аппарате колонного топа с нисходящим газожидкостным потоком. 1 стр.
5.3.1. Влияние мольного соотношения Н2ДХУК на скорость переработки дихлоруксусной кислоты в реакторе колонного типа с нисходящим газожидкостным потоком. 3 стр.
5.3.2. Определение стабильности работы палладиевого катализатора в реакторе с нисходящим газожидкостным потоком. 7 стр.
5.3.3. Определение влияния плотности орошения на скорость процесса гидрирования ДХУК. 9 стр.
5.3.4. Влияние концентрации дихлоруксусной кислоты на скорость процесса гидрирования ДХУК. 2 стр.
5.3.5. Изменение температурного профиля в зависимости от концентрации ДХУК в реакционной массе. 8 стр.
5.3.6. Методика расчета реактора колонного типа с нисходящим газожидкостным потоком для каталитического гидрирования ДХУК. 3 стр.
6. Исходные данные для проектирования установки каталитического гидрирования ДХУК 4 стр.
7. Список использованной литературы. 8 стр.
8. Акт об использовании результатов кандидатской диссертационной работы.
1 .Введение
Актуальность


Сведения по отравлению катализаторов гидрогенолиза хлоруксусных кислот имеют эпизодический характер. Так, в патенте ФРГ приводятся результаты испытаний катализатора, 0,5 Рс1 на силикагеле 0 ц, которые продемонстрировали сохранение его активности и избирательного действия в течение часов. В патенте США констатируется постепенная потеря активности катализаторами благородными металлами VIII 1руппы Периодической системы, осажденными на пористые носители активированный оксид алюминия, активированный уголь или кизельгур. В то же время в литературе отсутствуют какиелибо данные по выявлению причин дезактивации катализаторов гидрогенолиза хлоруксусных кислот. I других хлорорганических соединений. Эти исследования показывают, что причиной отравления является олигомеризация на поверхности катализаторов с последующим закоксовыванием олигомеров на активных центрах . Аргументами в пользу этой точки зрения является наличие корреляций между количеством продуктов уплотнения и скоростью дезактивации катализатора, количеством пиролитического углерода в катализаторе и его активностью, регенерирующее действие на катализатор кислорода с восстановлением его первоначальной активности, наличие в продуктах регенерации оксидов углерода , . Нг , температура и наличие кислотных центров на носителе. Показано, что избыток водорода способствует гидрированию поверхностных интермедиатов, ответственных за процессы уплотнения с последующим удалением газообразных продуктов гидрирования с поверхности. По этой причине в процессах каталитического гидрогенолиза, включая гидрогенолиз хлоруксусных кислот, используют достаточно высокие соотношения Н2субстрат. Так, в патенте западногерманской фирмы минимальное количество используемого водорода составляет пятикратное значение от стехиометрического, а американская фирма i i предлагает использовать двенадцатикратный избыток водорода. В этой связи логично было бы идти по пути использования носителей основной природы или обратить внимание на наличие в носителях нейтральной природы кислотных примесей. Так, нежелательные процессы уплотнения могут быть вызваны присутствующими в активированном угле примесями , и Сг, действующими как кислоты Льюиса . В этой связи целесообразно в качестве носителя использовать древесный уголь, не содержащий примесей. Гидрогенолиз хлоруксусных кислот представляет, по нашему мнению, особо деликатный объект с точки зрения подавления коксообразования на катализаторе. В тоже время енольные формы этих соединений, содержащие элекгроноахцепторные заместители, могут под действием основных центров вступать в реакции анионной олигомеризации. Таким образом, присутствие и кислотных и основных центров на поверхности катализатора может быть одинаково неприемлемо для процессов гидрогенолиза хлоруксусных кислот. Такому требованию в наибольшей степени соответствует активированный уголь, полученный i основе древесных пород. Механическая прочность является важным фактором стабильности катализаторов, обусловливающим их способность противостоять истиранию и износу транспортными потоками реакционной массы. В значительной степени механическая прочность определяется свойствами носителя. Из перечисленных выше носителей катализаторов гидрогенолиза хлоруксусных кислот активированный уголь оптимально сочетает необходимые свойства. Активированный оксид алюминия содержит кислотные центры и разрушается под действием кислых агентов , к которым в нашем случае относятся хлоруксусные кислоты и продукт гидрогенолиза, хлороводород. Силикагель содержит кислые примеси и обладает недостаточной механической прочностью . В отличие от активированного угля силикагель и оксид алюминия обладают меньшей удельной поверхностью. Из всех активированных углей наибольшей механической прочностью обладает носитель из скорлупы кокосовых орехов. В то же время, относясь к семейству косточковых углей, он не содержит кислотных и основных центров, и является идеальным с точки зрения минимизации процесса коксообразования и дезактивации катализатора. Устойчивость катализаторов к механическому разрушению может быть увеличена за счет чисто инженерных решений.