Гетерофазное селективное гидрирование карбонильной группы кетонов в реакторе с неподвижным слоем катализатора

Объекты исследования: процесс жидкофазного гидрирования карбонильной группы кетонов, медный катализатор на основе бемитного носителя ((Cu+ZnO)/AlOOH). Цель работы. Разработка научно-технологических основ процесса жидкофазного гидрирования кетонов на базе реактора смешения непрерывного действия с неподвижным слоем катализатора. Методы исследования: Текстурные характеристики (удельная поверхность, объем пор, распределение пор по размерам) оксидов алюминия, продуктов ГТО, носителей и катализаторов определялись методом низкотемпературной адсорбции-десорбции азота. Содержание меди в катализаторе определялось методами фотоколориметрии, рентгеноструктурного анализа и сканирующей электронной микроскопии. Состав промышленной МФК-фракции определялся методом хромато-масс-спектрометрии. Анализ сырья и катализата (в кинетических экспериментах и при исследовании равновесия) осуществлялся методом газо-жидкостной хроматографии. Для определения фазового состава, оксидов алюминия, продуктов ГТО, носителей и катализатора использовался метод рентгеноструктурного анализа. Для определения степени гидратации оксида алюминия в экспериментах по обработке в системе «толуол-вода» использовался метод термогравиметрический анализа. Исследование поверхности катализатора осуществлялось методами конфокальной лазерной сканирующей микроскопии и сканирующей электронной микроскопии Разработан новый гранулированный медьсодержащий катализатор на основе бемитного носителя ((Cu+ZnO)/AlOOH) для процессов жидкофазного гидрирования карбонильной группы кетонов; Определены путем математического моделирования: диапазон варьирования рабочих параметров процесса, требуемое количество катализатора (Cu+ZnO)/AlOOH и габариты реактора гидрирования для переработки промышленного потока на стадии гидрирования ацетофенона в процессе PO/SM (завод по производству стирола и полиэфирных смол, ПАО «Нижнекамскнефтехим»); Обоснована принципиальная схема узла гидрирования ацетофенона до 1- фенилэтанола в каскаде реакторов смешения с неподвижным слоем катализатора (Cu+ZnO)/ AlOOH. Доказано и научно обосновано, что при расчете термодинамической константы равновесия гетерофазных (система жидкость – газ) реакций гидрирования необходимо учитывать изменение энтальпии и энтропии исходной химической системы (различное фазовое состояние реагентов) в результате перехода (абсорбции) водорода в жидкую фазу.