RU2722298C1 - Способ механохимического синтеза никелевого катализатора гидрирования - Google Patents

Способ механохимического синтеза никелевого катализатора гидрирования Download PDF

Info

Publication number
RU2722298C1
RU2722298C1 RU2019134488A RU2019134488A RU2722298C1 RU 2722298 C1 RU2722298 C1 RU 2722298C1 RU 2019134488 A RU2019134488 A RU 2019134488A RU 2019134488 A RU2019134488 A RU 2019134488A RU 2722298 C1 RU2722298 C1 RU 2722298C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
nickel
minutes
temperature
hydrogen
Prior art date
Application number
RU2019134488A
Other languages
English (en)
Inventor
Андрей Владимирович Афинеевский
Дмитрий Алексеевич Прозоров
Татьяна Юрьевна Осадчая
Кирилл Андреевич Никитин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет"
Priority to RU2019134488A priority Critical patent/RU2722298C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2722298C1 publication Critical patent/RU2722298C1/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/74—Iron group metals
    • B01J23/755—Nickel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/08—Heat treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/16—Reducing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/16—Reducing
    • B01J37/18—Reducing with gases containing free hydrogen

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

Изобретение относится к получению нанесённого никелевого катализатора гидрогенизации механохимическим способом для восстановления органических соединений, и может использоваться в пищевой, парфюмерной, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. Способ включает нанесение на носитель в виде силикагеля непосредственно в исходном сухом виде соединения, содержащего никель, с помощью планетарной мельницы при расходуемой энергии 0,08-3,86 кДж/г.кат., что соответствует 20-50% от максимальной мощности и времени работы 10-240 с, восстановление при 470°С, со скоростью нагрева 4°С/мин, в токе водорода со скоростью 30 см/мин. При этом в способе наносят на 16,675-25,736 г силикагеля 16,564-25,525 г никеля (II) азотнокислого 6-водного, выдерживают при 150-170°С в течение 180-200 минут, затем кальцинируют при 450-470°С в течение не менее двух часов до прекращения изменения массы образца, а после процедуры восстановления при этой же температуре заменяют поток водорода на поток газа составом: 99,99% – аргон и 0,01% - кислород, выдерживают 10-15 минут при этой температуре, охлаждают готовый катализатор до комнатной температуры. Техническим результатом является повышение активности катализатора, повышение готовности катализатора к использованию за счет исключения необходимости отмывать катализатор, упрощение процесса реактивации катализатора, и, соответственно, хранения, за счет отсутствия побочных продуктов при реактивации катализатора после хранения. 2 табл., 1 ил.

Description

Изобретение относится к получению нанесённого никелевого катализатора гидрогенизации механохимическим способом для восстановления органических соединений, содержащих в своём составе ненасыщенные связи и/или нитрогруппы, в частности, для гидрирования замещённых нитротолуолов, растительных масел и жиров, кетонов, и может использоваться в пищевой, парфюмерной, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности.
Известны разные способы получения нанесённых никелевых катализаторов, использующихся для гидрирования, в том числе способы пропитки, соосаждения, сплавления, механоактивации и др.
Например, известен способ получения катализатора через стадию пропитки [Патент № 2333796 РФ, МПК В01J 23/80, 23/78, 23/873, 23/88, 23/89, 23/755, 21/04, 37/02; C07C 5/08, 5/09;. Никелевые катализаторы гидрирования, способ получения и применение/ Риу Дж. Юн, Путмэн Хью М.; заявитель и патентообладатель Каталитик Дистиллейшн Технолоджиз (US). - № 2006106735|04; заяв. 26/05/2004; опубл. 20.09.2008, Бюл. № 26]. Сущность данного способа заключается в том, что нанесение никеля на носитель осуществляют пропиткой, раствор соединения никеля получают растворением соединения никеля (нитрат никеля) или органического соединения никеля (ацетат никеля, формиат никеля, ацетилацетонат никеля, алкоксиды никеля и др.) в органическом растворителе или воде. Продукт пропитки сушат и прокаливают при температуре от 200 до 600°С, предпочтительно от 250 до 500°С.
Однако данный способ имеет ряд существенных недостатков. При таком способе частицы наносимого металла слабо закрепляются на подложке (носителе), в результате в ходе реакции гидрогенизации идёт унос активного металла. Кроме того, в данном способе необходимо испарять большое количество воды или органического растворителя, что увеличивает его трудоёмкость.
Часто стадию пропитки заменяют на соосаждение [Патент № 2160158РФ, МПК B01J 23/755, B01J 21/12, B01J 21/04, B01J 37/03;. Способ получения катализатора жидкофазной олигомеризации олефинов / Колова Н.Е., Лищинер И.И., Малова О.В., Ростанин Н.Н., Рязанов А.В., Тарасов А.Л., Фадеева И.В., Фалькевич Г.С., Хашагульгова Н.С.; заявитель и патентообладатель Малова Ольга Васильевна, Фалькевич Генрих Семенович - № 99100651/04; заяв. 19.01.1999; опубл. 10.12.2000, Бюл. № 34]. Сущность данного способа заключается в том, что катализатор готовят соосаждением солей никеля с различными источниками SiO2 (включая алюмосиликаты) в водных растворах аммиака при pH 8-10. Полученную суспензию перемешивают при температуре 20-100°C в течение 0,5-10 часов, затем отфильтровывают и промывают дистиллированной водой и формуют с гидроксидом алюминия с последующей сушкой и прокаливанием гранул.
По сравнению с пропиточным методом он ещё более трудоёмок и требует больше ресурсов, т.к. вдобавок необходимо использовать дополнительные реактивы для осаждения и центрифуги для отмывки готового продукта.
Известен способ получения никелевых катализаторов типа Ренея из сплава, например, [Патент RU 2352392 С1, МПК В01J 25/02, С07С 209/36. Способ получения никелевых катализаторов Ренея, полученные этим способом никелевые катализаторы Ренея, их применение для получения органических соединений и способ гидрирования органических нитросоединений / И. Цехлин, Г. Вегенер, Х. Варлимонт.; заявитель и патентообладатель Байер Матириаль Сайенс АГ (DE). - № 2004126758/04; заявл. 07.09.2004; опубл. 20.04.2009, Бюл. № 11], сущность которого заключается в резком охлаждении никель-алюминиевого сплава с различными металлическими добавками, в дальнейшем - обработкой большим количество гидроксида натрия, и отмывкой отходов после взаимодействия с гидроксидом натрия.
В данном случае недостатком является низкая активность в реакции гидрирования, низкая устойчивость к кислороду воздуха, необходимость добавления легирующих добавок, таких как Mg, Ga, Ca и т.д., а также большое количество отходов щелочей.
Известен способ, который совмещает подходы для получения катализаторов типа Ренея и механохимические [Холодкова Н.В. Активность и физико-химические свойства никелевых катализаторов, полученных механохимическим методом: дис. канд. хим. наук : 02.00.04 / Холодкова, Наталия Витальевна. – Иваново, 2003. 120 c.]. Сущность данного подхода заключается в том, что никель-алюминиевый сплав получают механохимическим способом, а затем полученный сплав обрабатывают растворами щелочей с последующей их отмывкой.
Тем не менее, и в данном случае остаются все вышеперечисленные недостатки, которые присущи скелетным никелевым катализаторам.
Таким образом, все вышеперечисленные способы имеют общий недостаток, связанный с тем, что необходимо использовать большое количество водных растворов, кроме того, полученные катализаторы либо неустойчивы на воздухе, либо необходима их дополнительная активация перед использованием.
Наиболее близким по сущности и техническому результату является способ механохимического получения катализатора реакций гидрогенизации на основе никеля. Данный способ состоит в следующем: для механоактивации используют планетарную мельницу с шарообразными мелющими телами, в данную мельницу загружают смесь оксидов никеля и кремния, далее проводят химическую активацию в токе водорода, после чего пассивируют жирными одноатомными спиртами (C16-18) [Патент № 2677654 РФ, МПК B01J 37/08, B01J 23/755. Способ механохимического получения катализатора реакций гидрогенизации на основе никеля / Афинеевский Андрей Владимирович, Прозоров Дмитрий Алексеевич, Сухачев Ярослав Павлович, Челышева Марина Дмитриевна, Никитин Кирилл Андреевич, Осадчая Татьяна Юрьевна, Лукин Михаил Викторович; заявитель и патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ); № 2017137184 заяв. 23.10.2017; опубл. 18.01.2019, Бюл. №2].
Данный способ имеет ряд недостатков, основные из которых – это низкая каталитическая активность, необходимость перед использованием отмывать катализатор от жирных одноатомных спиртов (C16-18).
Техническим результатом является повышение активности катализатора, повышение готовности катализатора к использованию (исключение необходимости отмывать катализатор), упрощение процесса реактивации катализатора, и, соответственно, хранения, за счет отсутствия побочных продуктов при реактивации катализатора после длительного хранения.
Указанный результат достигается тем, что в способе механохимического синтеза никелевого катализатора гидрирования, заключающемся в нанесении на носитель (силикагель) непосредственно в исходном сухом виде соединения, содержащего никель, с помощью планетарной мельницы при расходуемой энергии 0,08-3,86 кДж/г.кат., что соответствует 20-50% от максимальной мощности и времени работы 10-240 с, восстановлении при 470°С, со скоростью нагрева 4 C/мин, в токе водорода со скоростью 30 см3/мин, согласно изобретению, наносят на 16,675-25,736 г силикагеля 16,564-25,525 г никеля (II) азотнокислого 6-водного, выдерживают при 150-170°С в течение 180-200 минут, кальцинируют при 450-470°С в течение не менее двух часов до прекращения изменения массы образца, после процедуры восстановления при этой же температуре заменяют поток газа с водорода на газ составом: 99,99% – аргон и 0,01% - кислород, выдерживают 10-15 минут при этой температуре, охлаждают готовый катализатор до комнатной температуры.
Данный катализатор является полностью готовым, при этом он устойчив к воздействию воздуха и может храниться на воздухе до недели с сохранением высокой активности, которая выше, чем у прототипа.
Технический результат достигается за счёт увеличения дисперсности нанесённого соединения никеля; при реактивации катализатора после хранения нет необходимости удалять побочные продукты (жирные одноатомные спирты (C16-18)), так как пассивацию осуществляют за счёт удаления реакционноспособного водорода из катализатора и блокирования поверхности катализатора тонким слоем хемосорбированного кислорода.
Для осуществления изобретения используют следующее оборудование:
Мельница «Активатор-2SL» с техническими характеристиками:
Скорость вращения центральной оси – 993 об/мин (макс.), 904 об/мин (ср.), 828 об/мин (мин).
Соотношение радиусов (центрального и барабанов) – 1,5.
Объём барабанов – 220 см3.
Потребляемая мощность – 1,7 КВт, 380 В/3 фазы.
Мелющие тела:
малые мелющие тела – диаметр 5 мм, масса 0,499 г,
большие мелющие тела – диаметр 8 мм, масса 2,713 г,
Загрузка в каждом барабане мелющих тел и порошка:
малые мелющие тела – 90 шт.,
большие мелющие тела – 90 шт.
Порошок (смесь SiO2 и Ni(NO3)2×6H2O) – 42,3 г.
Для регулировки мощности использовали инвертор TOSVERTVF-S11 фирмы Toshiba. Были использованы следующие регулировки мощности: 20%, 30%, 40%.
Для осуществления изобретения используют следующие вещества:
1. Никель (II) азотнокислый, 6-водный, марки «х.ч.». Кристаллогидрат никеля, ГОСТ 4055-78.
2. Силикагель марки Л 5/40 мкм (SiO2) «ХЧ».
3. Водород электролитический марки Б ГОСТ 3022-80.
Пример 1. Смесь, состоящую из 18,385 г SiO2 и 23,915 г Ni(NO3)2×6H2O, загружают в барабан мельницы. Проводят механоактивацию при 40% мощности на инверторе TOSVERT в течение 30 с, это соответствует 0,48 кДж/г.кат. затраченной энергии. Смесь после механоактивации выдерживают при 170°С в течение 180 минут, затем кальцинируют при 450°С в течение двух часов до прекращения изменения массы образца, после охлаждения до комнатной температуры помещают в трубчатую печь и восстанавливают в токе водорода со скоростью 30 см3/мин при t=470°C (скоростью нагрева 4°C/мин). Далее при этой же температуре заменяют поток газа с водорода на газ составом: 99,99% – аргон и 0,01% - кислород, выдерживают 10 минут при этой температуре, охлаждают готовый катализатор до комнатной температуры.
В результате получается катализатор составом 20,8% никеля и 79.2% SiO2.
Пример 2. Смесь, состоящую из 18.898г SiO2 и 23.402г Ni(NO3)2×6H2O, загружают в барабан мельницы. Проводят механоактивацию при 40% мощности на инверторе TOSVERT в течение 60 с, это соответствует 0.96 кДж/г.кат. затраченной энергии. Смесь после механоактивации выдерживают при 150°С в течение 200 минут, затем кальцинируют при 470°С в течение двух часов до прекращения изменения массы образца, после охлаждения до комнатной температуры помещают в трубчатую печь и восстанавливают в токе водорода со скоростью 30 см3/мин при t=470°C (скоростью нагрева 4°C/мин). Далее при этой же температуре заменяют поток газа с водорода на газ составом: 99,99% – аргон и 0,01% - кислород, выдерживают 15 минут при этой температуре, охлаждают готовый катализатор до комнатной температуры.
В результате получается катализатор составом 20,0% никеля и 80,0% SiO2.
Пример 3. Смесь, состоящую из 19,982 г SiO2 и 22,318г Ni(NO3)2×6H2O, загружают в барабан мельницы. Проводят механоактивацию при 40% мощности на инверторе TOSVERT в течение 120 с, это соответствует 1,93 кДж/г.кат. затраченной энергии. Смесь после механоактивации выдерживают при 150°С в течение 200 минут, затем кальцинируют при 470°С в течение двух часов до прекращения изменения массы образца, после охлаждения до комнатной температуры помещают в трубчатую печь и восстанавливают в токе водорода со скоростью 30 см3/мин при t=470°C (скоростью нагрева 4°C/мин). Далее при этой же температуре заменяют поток газа с водорода на газ составом: 99,99% – аргон и 0,01% - кислород, выдерживают 15 минут при этой температуре, охлаждают готовый катализатор до комнатной температуры.
В результате получается катализатор составом 18,4% никеля и 81,6% SiO2.
Пример 4. Смесь, состоящую из 21,454 г SiO2 и 20,846 г Ni(NO3)2×6H2O, загружают в барабан мельницы. Проводят механоактивацию при 40% мощности на инверторе TOSVERT в течение 180 с, это соответствует 2,89 кДж/г.кат. затраченной энергии. Смесь после механоактивации выдерживают при 150°С в течение 200 минут, затем кальцинируют при 470°С в течение двух часов до прекращения изменения массы образца, после охлаждения до комнатной температуры помещают в трубчатую печь и восстанавливают в токе водорода со скоростью 30 см3/мин при t=470°C (скоростью нагрева 4°C/мин). Далее при этой же температуре заменяют поток газа с водорода на газ составом: 99,99% – аргон и 0,01% - кислород, выдерживают 15 минут при этой температуре, охлаждают готовый катализатор до комнатной температуры.
В результате получается катализатор составом 16,4% никеля и 83,6% SiO2.
Пример 5. Смесь, состоящую из 22,905 г SiO2 и 19,395 г Ni(NO3)2×6H2O, загружают в барабан мельницы. Проводят механоактивацию при 240% мощности на инверторе TOSVERT в течение 240 с, это соответствует 3,86 кДж/г.кат. затраченной энергии. Смесь после механоактивации выдерживают при 150°С в течение 200 минут, затем кальцинируют при 470°С в течение двух часов до прекращения изменения массы образца, после охлаждения до комнатной температуры помещают в трубчатую печь и восстанавливают в токе водорода со скоростью 30 см3/мин при t=470°C (скоростью нагрева 4°C/мин). Далее при этой же температуре заменяют поток газа с водорода на газ составом: 99,99% – аргон и 0,01% - кислород, выдерживают 15 минут при этой температуре, охлаждают готовый катализатор до комнатной температуры.
В результате получается катализатор составом 14,6% никеля и 85,4% SiO2.
Пример 6. Смесь, состоящую из 17,950 г SiO2 и 24,350 г Ni(NO3)2×6H2O, загружают в барабан мельницы. Проводят механоактивацию при 40% мощности на инверторе TOSVERT в течение 10 с, это соответствует 0,16 кДж/г.кат. затраченной энергии. Смесь после механоактивации выдерживают при 150°С в течение 200 минут, затем кальцинируют при 470°С в течение двух часов до прекращения изменения массы образца, после охлаждения до комнатной температуры помещают в трубчатую печь и восстанавливают в токе водорода со скоростью 30 см3/мин при t=470°C (скоростью нагрева 4°C/мин). Далее при этой же температуре заменяют поток газа с водорода на газ составом: 99,99% – аргон и 0,01% - кислород, выдерживают 15 минут при этой температуре, охлаждают готовый катализатор до комнатной температуры.
В результате получается катализатор составом 21,5% никеля и 87,5% SiO2.
Пример 7. Смесь, состоящую из 16,775 г SiO2 и 25,525 г Ni(NO3)2×6H2O, загружают в барабан мельницы. Проводят механоактивацию при 20% мощности на инверторе TOSVERT в течение 10 с, это соответствует 0,08 кДж/г.кат. затраченной энергии. Смесь после механоактивации выдерживают при 150°С в течение 200 минут, затем кальцинируют при 470°С в течение двух часов до прекращения изменения массы образца, после охлаждения до комнатной температуры помещают в трубчатую печь и восстанавливают в токе водорода со скоростью 30 см3/мин при t=470°C (скоростью нагрева 4°C/мин). Далее при этой же температуре заменяют поток газа с водорода на газ составом: 99,99% – аргон и 0,01% - кислород, выдерживают 15 минут при этой температуре, охлаждают готовый катализатор до комнатной температуры.
В результате получается катализатор составом 23,5% никеля и 76,5% SiO2.
Пример 8. Смесь, состоящую из 17,889 г SiO2 и 24,411 г Ni(NO3)2×6H2O, загружают в барабан мельницы. Проводят механоактивацию при 30% мощности на инверторе TOSVERT в течение 10 с, это соответствует 0,12 кДж/г.кат. затраченной энергии. Смесь после механоактивации выдерживают при 150°С в течение 200 минут, затем кальцинируют при 470°С в течение двух часов до прекращения изменения массы образца, после охлаждения до комнатной температуры помещают в трубчатую печь и восстанавливают в токе водорода со скоростью 30 см3/мин при t=470°C (скоростью нагрева 4°C/мин). Далее при этой же температуре заменяют поток газа с водорода на газ составом: 99,99% – аргон и 0,01% - кислород, выдерживают 15 минут при этой температуре, охлаждают готовый катализатор до комнатной температуры.
В результате получается катализатор составом 21,6% никеля и 78,4% SiO2.
Пример 9. Смесь, состоящую из 19,030 г SiO2 и 23,270 г Ni(NO3)2×6H2O, загружают в барабан мельницы. Проводят механоактивацию при 50% мощности на инверторе TOSVERT в течение 10 с, это соответствует 0,2 кДж/г.кат. затраченной энергии. Смесь после механоактивации выдерживают при 150°С в течение 200 минут, затем кальцинируют при 470°С в течение двух часов до прекращения изменения массы образца, после охлаждения до комнатной температуры помещают в трубчатую печь и восстанавливают в токе водорода со скоростью 30 см3/мин при t=470°C (скоростью нагрева 4°C/мин). Далее при этой же температуре заменяют поток газа с водорода на газ составом: 99,99% – аргон и 0,01% - кислород, выдерживают 15 минут при этой температуре, охлаждают готовый катализатор до комнатной температуры.
В результате получается катализатор составом 19,8% никеля и 80,2% SiO2.
Пример 10. Смесь, состоящую из 25,736 г SiO2 и 16,564 г Ni(NO3)2×6H2O, загружают в барабан мельницы. Проводят механоактивацию при 40% мощности на инверторе TOSVERT в течение 60 с, это соответствует 0,96 кДж/г.кат. затраченной энергии. Смесь после механоактивации выдерживают при 150°С в течение 200 минут, затем кальцинируют при 470°С в течение двух часов до прекращения изменения массы образца, после охлаждения до комнатной температуры помещают в трубчатую печь и восстанавливают в токе водорода со скоростью 30 см3/мин при t=470°C (скоростью нагрева 4°C/мин). Далее при этой же температуре заменяют поток газа с водорода на газ составом: 99,99% – аргон и 0,01% - кислород, выдерживают 15 минут при этой температуре, охлаждают готовый катализатор до комнатной температуры.
В результате получается катализатор составом 11,5% никеля и 88,5% SiO2.
Изобретение поясняется чертежом, на котором показаны скорости (r, см3⋅с-1⋅г-1(Ni)) поглощения водорода в ходе реакции гидрогенизации диэтилового эфира малеиновой кислоты от степени превращения (α) в воде на нанесённых никелевых катализаторах Ni/SiO2, номер кривых соответствует номерам примеров. На чертеже следующими символами обозначены примеры гидрирования на образцах: ● – 1, ▲ – 2,♦ – 3, + – 4, - – 5,Ж – 6, ■ – 7, Х – 8, ○ – 9,◊ – 10, ∆ – прототип. Номера соответствуют номерам примеров.
Исследование полученного катализатора проводили в закрытом реакторе периодического действия, при температуре 30°C, атмосферном давлении, скорость вращения мешалки 3000 об./мин. В ходе восстановления измеряли количество поглощённого водорода от времени. Количество поглощённого водорода приводили к нормальным условиям. Для гидрирования использовали следующие реактивы:
1. Диэтиловый эфир малеиновой кислоты (ДЭМК) ТУ 6-09-3932-87 «ХЧ», поставщик ООО «Кристалл-Центр», ρ = 1,064 г/см3.
2. Водород электролитический марки Б ГОСТ 3022-80.
3. Вода дистиллированная ГОСТ 6709-72.
В таблице 1 приведены условия приготовления катализаторов в примерах 1-10.
Таблица 1
№
примера		 W1,
% 		Время,
с		 A2,
кДж/г kat		 m(SiO2)3,
г		 m(NiII)4,
г		 ω(Ni),
%		 t1/t2 5,
°С/°С
1 40 30 0,48 18,385 23,915 20,8 170/450
2 40 60 0,96 18,898 23,402 20,0 150/470
3 40 120 1,93 19,982 22,318 18,4 150/470
4 40 180 2,89 21,454 20,846 16,4 150/470
5 40 240 3,86 22,905 19,395 14,6 150/470
6 40 10 0,16 17,950 24,350 21,5 150/470
7 20 10 0,08 16,775 25,525 23,5 150/470
8 30 10 0,12 17,889 24,411 21,6 150/470
9 50 10 0,2 19,030 23,270 19,8 150/470
10 40 60 0,96 25,736 16,564 11,5 150/470
Прототип 40 30 0,49 29.050 12,320 25 -
1 Доля мощности доступная при помоле от максимально возможной;
2 количество затраченной энергии;
3 исходная масса силикагеля (SiO2), загружаемая в мельницу;
4 исходная масса кристаллогидрата нитрата никеля II(Ni(NO3)2×6H2O), загружаемая в мельницу для примеров и исходная масса оксида никеля (NiO) для прототипов;
5 t1 – температура выдержки; t2 – температура кальцинирования.
Одна из основных характеристик готового катализатора – это его активность, которая приведена в таблице 2 для образцов, полученных по примерам. Скорость реакции гидрогенизации малеата натрия и диэтилового эфира малеиновой кислоты в воде при температуре 30°С и атмосферном давлении водорода отнесённую к 1 грамму металлав начальный момент времени (α<0,05) отождествляли с активностью. Данные органические субстраты были выбраны в качестве модельных так, как реакция их гидрогенизации идёт в одну стадию без образования промежуточных продуктов и кинетика данных процессов хорошо изучена. Так же в таблице 2 приведено время полупревращения для указанных реакций гидрогенизации. Кинетические кривые поглощения водорода приведены на чертеже.
Таблица 2
№ примера Активность,
см3(H2)⋅с-1⋅г-1(Ni)		 Время полупревращения, с
1 451 75
2 541 65
3 468 93
4 405 92
5 625 86
6 521 65
7 438 68
8 404 66
9 550 65
10 983 59
Прототип 136,8 300
Вывод:
Предлагаемый способ позволяет получать катализатор с активностью, превышающей в 5-7 раз активность прототипа, при этом упрощается процесс реактивации катализатора и, соответственно, хранения. За счёт отсутствия жирных спиртов в готовом катализаторе увеличивается полезная масса катализатора.

Claims (1)

  1. Способ механохимического синтеза никелевого катализатора гидрирования, включающий нанесение на носитель в виде силикагеля непосредственно в исходном сухом виде соединения, содержащего никель, с помощью планетарной мельницы при расходуемой энергии 0,08-3,86 кДж/г.кат., соответствующей 20-50% от ее максимальной мощности и времени работы 10-240 с, и восстановление при 470°С, со скоростью нагрева 4°С/мин, в потоке водорода со скоростью 30 см3/мин, отличающийся тем, что наносят на 16,675-25,736 г силикагеля 16,564-25,525 г никеля (II) азотнокислого 6-водного, выдерживают при 150-170°С в течение 180-200 минут, затем кальцинируют при 450-470°С в течение не менее двух часов до прекращения изменения массы образца, причем после процедуры восстановления при этой же температуре осуществляют замену потока водорода на поток аргона - 99,99% и кислорода - 0,01%, выдерживают 10-15 минут при этой температуре и охлаждают готовый катализатор до комнатной температуры.
RU2019134488A 2019-10-29 2019-10-29 Способ механохимического синтеза никелевого катализатора гидрирования RU2722298C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019134488A RU2722298C1 (ru) 2019-10-29 2019-10-29 Способ механохимического синтеза никелевого катализатора гидрирования

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019134488A RU2722298C1 (ru) 2019-10-29 2019-10-29 Способ механохимического синтеза никелевого катализатора гидрирования

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2722298C1 true RU2722298C1 (ru) 2020-05-28

Family

ID=71067897

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019134488A RU2722298C1 (ru) 2019-10-29 2019-10-29 Способ механохимического синтеза никелевого катализатора гидрирования

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2722298C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2796743C1 (ru) * 2021-12-01 2023-05-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" Способ механохимического синтеза никелевого катализатора гидрирования

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1719054A1 (ru) * 1989-08-22 1992-03-15 Институт органической химии им.Н.Д.Зелинского Способ получени катализатора гидрировани пиперилена
RU2333796C2 (ru) * 2003-08-04 2008-09-20 Каталитик Дистиллейшн Текнолоджиз Никелевые катализаторы гидрирования, способ их получения и применение
RU2604093C1 (ru) * 2015-10-09 2016-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) Способ получения катализатора реакций гидрогенизации
CN108883409A (zh) * 2016-04-22 2018-11-23 英威达纺织（英国）有限公司 非均相催化剂工艺和镍催化剂
RU2677654C1 (ru) * 2017-10-23 2019-01-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) Способ механохимического получения катализатора реакций гидрогенизации на основе никеля

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1719054A1 (ru) * 1989-08-22 1992-03-15 Институт органической химии им.Н.Д.Зелинского Способ получени катализатора гидрировани пиперилена
RU2333796C2 (ru) * 2003-08-04 2008-09-20 Каталитик Дистиллейшн Текнолоджиз Никелевые катализаторы гидрирования, способ их получения и применение
RU2604093C1 (ru) * 2015-10-09 2016-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) Способ получения катализатора реакций гидрогенизации
CN108883409A (zh) * 2016-04-22 2018-11-23 英威达纺织（英国）有限公司 非均相催化剂工艺和镍催化剂
RU2677654C1 (ru) * 2017-10-23 2019-01-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) Способ механохимического получения катализатора реакций гидрогенизации на основе никеля

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2796743C1 (ru) * 2021-12-01 2023-05-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" Способ механохимического синтеза никелевого катализатора гидрирования

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7019813B2 (ja) アセトフェノンの水素化によってα－フェニルエタノールを製造するための触媒、その製造方法および応用
KR101197837B1 (ko) 복합 입자 담지물, 그 복합 입자 담지물의 제조 방법, 및 그 복합 입자 담지물을 화학 합성용 촉매로서 이용한 화합물의 제조 방법
KR101169137B1 (ko) 카르복실산에스테르 제조용 촉매, 그 제조방법 및 카르복실산에스테르의 제조방법
JP5336234B2 (ja) 複合粒子担持物及びその製造方法並びにカルボン酸エステルの製造方法
US4532351A (en) Process for hydrogenating organic compounds by use of Group VIII aluminum-silicate catalysts
Ocaña et al. Photocatalytic H2 production by ethanol photodehydrogenation: Effect of anatase/brookite nanocomposites composition
EA005389B1 (ru) Снижение потерь катализатора фишера-тропша из-за истирания в реакционных системах с интенсивным перемешиванием
CN1684765A (zh) 制备二氧化钛载体上的钴催化剂的方法
Bellardita et al. Photocatalytic CO2 reduction in gas-solid regime in the presence of bare, SiO2 supported or Cu-loaded TiO2 samples
CN108144610A (zh) 火焰喷射裂解法制备的铜基加氢催化剂及其制备和应用
WO2008007002A2 (fr) Catalyseur membranaire pour la synthèse d&#39;acide acrylique à partir de glycérol
CN109876804B (zh) 一种用于苯选择性加氢制环己烯的二氧化钛负载钌催化剂及其制备方法
RU2722298C1 (ru) Способ механохимического синтеза никелевого катализатора гидрирования
CN112473674B (zh) 复合氧化物多孔催化剂及其制备方法和在甲醛与丙酸甲酯直接制备甲基丙烯酸甲酯中的应用
CN105642300B (zh) 一种合成1,4‑丁炔二醇的铜铋催化剂制备方法
CN117160463A (zh) 一种氧化铈负载铜基催化剂的制备方法及其应用
CN111644171B (zh) 一种NaZnMo复合物催化剂材料的制备方法及其用途
RU2705574C1 (ru) Каталитическая композиция для превращения алканов в алкены и способ ее получения
CN105642301B (zh) 一种用于合成1,4‑丁炔二醇的铜铋催化剂的制备方法
US4593014A (en) Catalyst support compositions
CN109824634A (zh) 一种糠醛直接氧化酯化制备糠酸甲酯的方法
JP3944875B2 (ja) カルボン酸エステル合成用触媒及びカルボン酸エステルの製造方法
CN112221490A (zh) 载体为含有Mg和/或Ti组分的改性六方介孔材料的异丁烷脱氢催化剂及其制法和应用
US4497907A (en) Coprecipitated Si-Al-metal-particle catalyst
CN114192142B (zh) 一种二壬基酚加氢用催化剂及其制备方法