RU2293079C1 - Process of catalytic liquid-phase hydrogenation of 2',4',4-trinitrobenzanilide in isopropyl alcohol on high-porous palladium-containing catalyst - Google Patents
Process of catalytic liquid-phase hydrogenation of 2',4',4-trinitrobenzanilide in isopropyl alcohol on high-porous palladium-containing catalyst Download PDFInfo
- Publication number
- RU2293079C1 RU2293079C1 RU2005136798/04A RU2005136798A RU2293079C1 RU 2293079 C1 RU2293079 C1 RU 2293079C1 RU 2005136798/04 A RU2005136798/04 A RU 2005136798/04A RU 2005136798 A RU2005136798 A RU 2005136798A RU 2293079 C1 RU2293079 C1 RU 2293079C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- palladium
- trinitrobenzanilide
- hydrogenation
- containing catalyst
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к химико-технологическим процессам, например, к нефтехимическому синтезу, в частности к каталитическому жидкофазному способу гидрирования 2′,4′,4-тринитробензанилида (ТНБА) с получением ароматических полиаминосоединений, нашедших широкое применение как промежуточные продукты в производстве красителей, термостойких полимеров, синтезе высокопрочных волокон и т.д.The invention relates to chemical-technological processes, for example, to petrochemical synthesis, in particular to a catalytic liquid-phase method for the hydrogenation of 2 ′, 4 ′, 4-trinitrobenzanilide (TNBA) to produce aromatic polyamino compounds that are widely used as intermediate products in the manufacture of dyes, heat-resistant polymers synthesis of high-strength fibers, etc.
Известен способ гидрирования ТНБА на угле, содержащим палладий, в амидных растворителях при температуре 298-333 К и давлении водорода, равном 0,098-5,8 МПа (Щельцын В.К., Варникова Г.В., Макова Е.А. и др. Журнал органической химии, 1979, т.15. Вып.9. С.1905-1907). К недостаткам способа относятся образование промежуточных продуктов, эрозия и разрушение палладийсодержащего угля, загрязняющего целевой продукт, а также безвозвратные потери палладия.A known method of hydrogenation of TNBA on coal containing palladium in amide solvents at a temperature of 298-333 K and a hydrogen pressure of 0.098-5.8 MPa (Shcheltsyn V.K., Varnikova G.V., Makova EA, etc. Journal of Organic Chemistry, 1979, vol. 15. Issue 9. S.1905-1907). The disadvantages of the method include the formation of intermediate products, erosion and destruction of palladium-containing coal contaminating the target product, as well as irretrievable losses of palladium.
Известен способ гидрирования ТНБА на скелетном никелевом катализаторе (Щельцын В.К., Варникова Г.В., Крылова К.С. и др. - В кн.: Основной органический синтез и нефтехимия. Ярославль, 1981. С.89-95). К недостаткам такого способа относятся низкая селективность процесса и низкая стабильность катализатора.A known method of hydrogenation of TNBA on a skeletal nickel catalyst (Scheltsyn V.K., Varnikova G.V., Krylova K.S. et al. - In the book: Basic organic synthesis and petrochemistry. Yaroslavl, 1981. P.89-95) . The disadvantages of this method include the low selectivity of the process and the low stability of the catalyst.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является способ каталитического жидкофазного гидрирования 2′,4′,4-тринитробензанилида (ТНБА) при нагревании в органическом растворителе (низшие спирты). Процесс гидрирования ТНБА ведут на палладийсодержащем катализаторе с массовым содержанием палладия 4%, нанесенном на порошкообразный оксид алюминия (Джолдасова Ш.А., Соколова Л.А., Бижанов Ф.Б. Восстановление 2′,4′,4-тринитробензанилида на палладиевом катализаторе //Известия АН КазССР. Серия химическая. 1984. №5, с.26-28). Недостатками процесса являются высокое содержание активного компонента (палладий 4 мас.%), высокое давление водорода до 4,9 МПа, продолжительность процесса составляет от 10...15 до 85...90 минут.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed one is the method of catalytic liquid-phase hydrogenation of 2 ′, 4 ′, 4-trinitrobenzanilide (TNBA) when heated in an organic solvent (lower alcohols). The process of hydrogenation of TNBA is carried out on a palladium-containing catalyst with a mass content of palladium 4% supported on powdered alumina (Dzholdasova Sh.A., Sokolova L.A., Bizhanov F.B. Recovery of 2 ′, 4 ′, 4-trinitrobenzanilide on a palladium catalyst // Proceedings of the Academy of Sciences of the Kazakh SSR. Chemical series. 1984. No. 5, p. 26-28). The disadvantages of the process are the high content of the active component (palladium 4 wt.%), High hydrogen pressure up to 4.9 MPa, the duration of the process is from 10 ... 15 to 85 ... 90 minutes.
Техническим результатом, на достижение которого направлен заявляемый способ, является снижение содержания активного компонента (палладия), снижение давления водорода, уменьшение продолжительности реакции, упрощение технологического процесса: ликвидация стадии отделения катализатора от катализата гидрирования; предотвращение разрушения катализатора, безвозвратных потерь драгоценного металла - палладия и получение более чистого целевого продукта; увеличение срока службы катализатора.The technical result, the achievement of which the claimed method is directed, is to reduce the content of the active component (palladium), reduce the pressure of hydrogen, reduce the duration of the reaction, simplify the process: elimination of the stage of separation of the catalyst from the hydrogenation catalysis; preventing the destruction of the catalyst, the irretrievable loss of the precious metal - palladium and obtaining a cleaner target product; increased catalyst life.
Для достижения указанного технического результата в предлагаемом способе жидкофазное гидрирование 2′,4′,4-тринитробензанилида проводят при нагревании в среде органического растворителя (низшие спирты, например, изопропиловый) на блочном высокопористом ячеистом катализаторе с пористостью не менее 80...96%, состоящем из носителя на основе α-оксида алюминия с активной подложкой из сульфатированного диоксида циркония и активного компонента - палладия с массовым содержанием, равным 0,16-0,75%.To achieve the specified technical result in the proposed method, the liquid-phase hydrogenation of 2 ′, 4 ′, 4-trinitrobenzanilide is carried out by heating in an environment of an organic solvent (lower alcohols, for example, isopropyl) on a block highly porous cellular catalyst with a porosity of at least 80 ... 96%, consisting of a carrier based on α-alumina with an active substrate of sulfated zirconia and an active component - palladium with a mass content of 0.16-0.75%.
Жидкофазное гидрирование 2′,4′,4-тринитробензанилида (ТНБА) проводят в реакторе с реакционной зоной, заполненной блочным высокопористым ячеистым катализатором. Блочный высокопористый ячеистый материал (α-Al2О3) с пористостью не ниже 80-96%, используемый в качестве носителя катализатора, имеет высокую аэро- и гидропроницаемость, обладает более высоким коэффициентом внешнего массообмена по сравнению с носителями сотовой структуры. Носитель модифицируют, создавая активную подложку из сульфатированного диоксида циркония. Каталитически активный компонент катализатора - палладий наносят на высокопористый ячеистый носитель методом пропитки из растворимых солей палладия (нитрата палладия). Термообработку нанесенного слоя нитрата палладия проводят при температуре 450°С. Восстановление оксида палладия до металла осуществляют молекулярным водородом при температуре 50...55°С.The liquid phase hydrogenation of 2 ′, 4 ′, 4-trinitrobenzanilide (TNBA) is carried out in a reactor with a reaction zone filled with a block highly porous cellular catalyst. Block highly porous cellular material (α-Al 2 O 3 ) with a porosity of at least 80-96%, used as a catalyst carrier, has high aero- and hydropermeability, has a higher coefficient of external mass transfer in comparison with carriers of the honeycomb structure. The carrier is modified to form an active substrate of sulfated zirconia. The catalytically active component of the catalyst, palladium, is applied to a highly porous cellular support by impregnation from soluble salts of palladium (palladium nitrate). Heat treatment of the applied layer of palladium nitrate is carried out at a temperature of 450 ° C. The reduction of palladium oxide to a metal is carried out with molecular hydrogen at a temperature of 50 ... 55 ° C.
После процесса гидрирования блочный высокопористый ячеистый катализатор подвергают регенерации. Число регенераций блочного высокопористого ячеистого катализатора достигает пятидесяти без потери его первоначальной активности.After the hydrogenation process, the block highly porous cellular catalyst is regenerated. The number of regenerations of a block highly porous cellular catalyst reaches fifty without loss of its initial activity.
Пример 1. Гидрирование 2′,4′,4-тринитробензанилида (ТНБА) проводят в реакторе, представляющем собой цилиндрическую емкость с внутренним диаметром 50 мм, изготовленную из нержавеющей стали. В реактор загружают органический растворитель (изопропиловый спирт) в количестве 95 мл, добавляют 1 г ТНБА. Высокопористый ячеистый катализатор массой 22,00 г с пористостью 80-96%, содержащий 0,16 мас.% палладия, помещают в среднюю часть реактора, обеспечивая его неподвижность за счет крепления крестовин и шайб. Реактор закрывают крышкой, в которой предусмотрены карман для термопары и штуцер для ввода водорода. Реактор с помощью специального зажима крепится на "качалке", способной производить число качаний, равное 120-160 мин-1, при этом обеспечиваются условия, при которых протекание реакции не лимитируется диффузией компонентов к внешней поверхности блочного высокопористого ячеистого катализатора. Поддерживают заданную температуру в реакторе за счет электрообогрева, позволяющего проводить процесс гидрирования при температуре до 200°С. Реактор изолирован асбестом, чтобы предотвратить потери тепла в окружающую среду. Свободный объем реактора заполняют водородом до исходного давления 0,5 МПа. Скорость реакции оценивают по падению давления в реакторе при температуре 64°С. Продолжительность реакции до 50% превращения исходного ТНБА составляет 330 с, давление водорода при этом изменяется с 0,5 МПа до 0,24 МПа. Реакционную массу на содержание остаточного ТНБА анализируют методом тонкослойной хроматографии. В результате проведенного эксперимента получены следующие данные: скорость 50% превращения исходного ТНБА W50%=0,27 мл/с; нагрузка ТНБА на катализатор 0,08 ч-1. Выход ТАБА (2′,4′,4-триаминобензанилида) составляет 99,3% от теоретического.Example 1. The hydrogenation of 2 ′, 4 ′, 4-trinitrobenzanilide (TNBA) is carried out in a reactor, which is a cylindrical tank with an inner diameter of 50 mm, made of stainless steel. An organic solvent (isopropyl alcohol) in an amount of 95 ml was charged into the reactor, 1 g of TNBA was added. A highly porous cellular catalyst weighing 22.00 g with a porosity of 80-96%, containing 0.16 wt.% Palladium, is placed in the middle part of the reactor, ensuring its immobility due to the fastening of crosses and washers. The reactor is closed with a lid, in which a pocket for a thermocouple and a fitting for introducing hydrogen are provided. Using a special clamp, the reactor is mounted on a “rocking chair” capable of producing a number of swings equal to 120-160 min -1 , while conditions are ensured under which the course of the reaction is not limited by the diffusion of components to the outer surface of the block highly porous cellular catalyst. Maintain a predetermined temperature in the reactor due to electric heating, allowing the hydrogenation process to be carried out at temperatures up to 200 ° C. The reactor is asbestos-insulated to prevent heat loss to the environment. The free volume of the reactor is filled with hydrogen to an initial pressure of 0.5 MPa. The reaction rate is estimated by the pressure drop in the reactor at a temperature of 64 ° C. The reaction time up to 50% conversion of the initial TNBA is 330 s, while the hydrogen pressure in this case changes from 0.5 MPa to 0.24 MPa. The reaction mass on the content of residual TNBA is analyzed by thin layer chromatography. As a result of the experiment, the following data were obtained: 50% conversion rate of the initial TNBA W 50% = 0.27 ml / s; TNBA load on the catalyst is 0.08 h -1 . The yield of TABA (2 ′, 4 ′, 4-triaminobenzanilide) is 99.3% of theoretical.
Результаты опытов по влиянию температуры и давления водорода на процесс восстановления ТНБА приведены в таблицеThe results of experiments on the effect of temperature and pressure of hydrogen on the recovery process of TNBA are given in the table
После проведенных испытаний отсутствовала эрозия блочного высокопористого ячеистого катализатора, об этом можно было судить по прозрачности реакционной массы, и как следствие этого: перед выполнением анализов на содержание компонентов реакционной массы не требовалось дополнительной фильтрации.After the tests, there was no erosion of the block highly porous cellular catalyst, this could be judged by the transparency of the reaction mass, and as a result of this: before performing analyzes for the content of the components of the reaction mass, additional filtration was not required.
Стоимость ТАБА (2′,4′,4-триаминобензанилида) определяется в основном стоимостью катализатора, применяемого для жидкофазного гидрирования. Эксперименты и расчеты показывают, что регенерация блочного палладиевого катализатора обходится дешевле почти в десять раз, чем приготовление свежего, число регенераций блочного катализатора может достигать пятидесяти; отсутствуют дополнительные потери катализатора, содержащего палладий, поскольку ликвидируется стадия фильтрации катализатора от реакционной смеси. Все это снижает себестоимость 2′,4′,4-триаминобензанилида.The cost of TABA (2 ′, 4 ′, 4-triaminobenzanilide) is determined mainly by the cost of the catalyst used for liquid-phase hydrogenation. Experiments and calculations show that regeneration of a block palladium catalyst is almost ten times cheaper than preparing fresh, the number of regenerations of a block catalyst can reach fifty; there is no additional loss of the catalyst containing palladium, since the stage of filtering the catalyst from the reaction mixture is eliminated. All this reduces the cost of 2 ′, 4 ′, 4-triaminobenzanilide.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005136798/04A RU2293079C1 (en) | 2005-11-28 | 2005-11-28 | Process of catalytic liquid-phase hydrogenation of 2',4',4-trinitrobenzanilide in isopropyl alcohol on high-porous palladium-containing catalyst |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005136798/04A RU2293079C1 (en) | 2005-11-28 | 2005-11-28 | Process of catalytic liquid-phase hydrogenation of 2',4',4-trinitrobenzanilide in isopropyl alcohol on high-porous palladium-containing catalyst |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2293079C1 true RU2293079C1 (en) | 2007-02-10 |
Family
ID=37862539
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005136798/04A RU2293079C1 (en) | 2005-11-28 | 2005-11-28 | Process of catalytic liquid-phase hydrogenation of 2',4',4-trinitrobenzanilide in isopropyl alcohol on high-porous palladium-containing catalyst |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2293079C1 (en) |
-
2005
- 2005-11-28 RU RU2005136798/04A patent/RU2293079C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Джолдасова Ш.А., Соколова Л.А., Бижанов Ф.Б.: «Восстановление 2`,4`,4-тринитробензанилида на палладиевом катализаторе», Известия АН КазССР. Серия химическая, 1984, №5, с.26-28. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101384432B1 (en) | Method for selective hydrogenation of acetylene to ethylene | |
RU2570812C2 (en) | Method and catalyst for trifluoroethylene synthesis | |
JP5339923B2 (en) | Method for direct amination of hydrocarbons | |
JP2009506090A (en) | Direct amination of hydrocarbons | |
JP2009542772A (en) | Dehydrogenation of alcohol | |
JP6351589B2 (en) | Method for regenerating catalyst for hydrogenation reaction and method for producing hydride of polyhydric alcohol | |
US20100152022A1 (en) | Catalyst regeneration method | |
RU2293079C1 (en) | Process of catalytic liquid-phase hydrogenation of 2',4',4-trinitrobenzanilide in isopropyl alcohol on high-porous palladium-containing catalyst | |
CN108534157A (en) | Method for catalytic combustion of chlorine-containing volatile organic compound | |
RU2288911C1 (en) | Method for catalytic liquid-phase hydrogenation of 2',4,'4-nrinitrobenzanilide | |
KR20040063130A (en) | Method for preparing catalyst for carbon monoxide shift reaction | |
RU2363693C1 (en) | Method for catalytical liquid-phase hydrogenation of 2',4',4-trinitrobenzanilide | |
CA2115200C (en) | Process for producing poison-resistant catalysts | |
TW201542512A (en) | Process for producing an unsaturated hydrocarbon | |
RU2349581C2 (en) | Liquid phase method of hydrogenation of 2',4,'4-trinitrobenzanilide | |
US6521791B1 (en) | Process for regenerating a monolith hydrogenation catalytic reactor | |
RU2501606C1 (en) | Catalyst for selective removal of acetylene hydrocarbon admixtures from ethylene monomers and method to this end | |
JP2010207688A (en) | Method for preparing catalyst for manufacturing phenol, catalyst prepared by the preparing method and method for manufacturing phenol | |
RU2600934C1 (en) | Method of producing dihydroterpineol | |
RU2720682C2 (en) | Method of producing 1,4-butanediol and tetrahydrofuran from furan | |
RU2532659C1 (en) | Method of obtaining catalyst of selective hydration of organic compounds | |
JP7329219B2 (en) | Method for producing aldol condensate from aldehyde | |
RU2714810C1 (en) | Method for selective hydrogenation of styrene oligomers and still residues of reaction resins (srrr), use thereof as liquid organic hydrogen carrier and hydrogen cycle based thereon | |
RU2439050C1 (en) | Method of producing lactobionic acid | |
KR100710543B1 (en) | Continuous Process for the Production of Optically Pure S- ?-hydroxy- ?-butyrolactone |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081129 |