Основи технології алкілацетатів аліфатичних спиртів С4-С5 з використанням як каталізаторів солей сульфокислот
Електронний науковий архів Науково-технічної бібліотеки Національного університету "Львівська політехніка"
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Основи технології алкілацетатів аліфатичних спиртів С4-С5 з використанням як каталізаторів солей сульфокислот
Основы технологии алкилацетатов алифатических спиртов С4-С5 с использованием катализаторов солей сульфокислот Technology foundations of alkyl acetates of aliphatic alcohols С4-С5 with sulfonic acids salts as a catalyst |
|
| Creator |
Дзіняк, Мар’яна Богданівна
|
|
| Subject |
естер
оцтова кислота спирт каталізатор кислота Льюїса кислота Бренстеда-Лоурі естерифікація эфир уксусная кислота спирт катализатор кислота Льюиса кислота Бренстеда-Лоури этерификация ester acetic acid alcohol catalyst Lewis acid Brønsted-Lowry acid esterification |
|
| Description |
Дисертація присвячена розробленню основ технології естерів оцтової кислоти та аліфатичних спиртів С4-С5 з використанням як каталізаторів солей сульфокислот. Встановлено кінетичні та технологічні закономірності естерифікації. Вивчено вплив природи катіону і аніону солі на швидкість реакції та технологічні показники процесу. Показано, що ряд солей (перфтороксасульфонати алюмінію, кобальту (ІІ), купруму (ІІ), цинку та п-толуолсульфонати алюмінію, кобальту (ІІ), купруму (ІІ)) проявляють вищу активність, ніж активність відповідних кислот - перфтор(4-метил-3,6-діоксаоктан)сульфонової кислоти та п-толуолсульфокислоти, яка є промисловим каталізатором процесу естерифікації. Запропоновано активний і доступний каталізатор процесу одержання алкілацетатів – п-толуолсульфонат алюмінію, який дозволяє збільшити питому продуктивність реакційного вузла процесу та може бути регенерований з реакційної суміші. Доведено можливість багаторазового використання запропонованого каталізатора в технологічному процесі одержання алкілацетатів та випущено дослідну партію бутилацетату, що підтверджено актом дослідно-промислових випробувань на ПАТ «Завод тонкого органічного синтезу «Барва» (м. Івано-Франківськ). Визначено оптимальні технологічні параметри та запропоновано принципову технологічну схему процесу одержання алкілацетатів у присутності п-толуолсульфонату алюмінію. Диссертация посвящена разработке основ технологии эфиров уксусной кислоты и алифатических спиртов С4-С5 с использованием в качестве катализаторов солей сульфокислот. Установлено кинетические и технологические закономерности этерификации. Изучено влияние природы катиона и аниона соли на скорость реакции и технологические показатели процесса. Показано, что ряд солей (перфтороксасульфонаты алюминия, кобальта (II), меди (II), цинка и п-толуолсульфонаты алюминия, кобальта (II), меди (II)) проявляют большую активность, чем соответствующие кислоты (перфтор(4-метил-3,6-диоксаоктан)сульфоновая кислота и п-толуолсульфокислота, которая является промышленным катализатором процесса этерификации), обеспечивают высокую скорость процесса, конверсию кислоты, удельную производительность реактора и при оптимальной концентрации могут повторно применяться (в течение 3-4 циклов) в технологическом процессе получения бутил- и амилацетата. Установлено, что соли минеральных, моно- и дикарбоновых кислот являются менее активными в реакции этерификации уксусной кислоты алифатическими спиртами С4-С5 по сравнению с солями п-толуолсульфокислоты, как правило, вследствие плохой растворимости в субстрате или за счет менее выраженных электронно-акцепторных свойств аниона. Показано, что увеличение концентрации п-толуолсульфоната алюминия на порядок (с 0,4 до 4,0 ммоль/дм3) сопровождается ростом скорости реакции этерификации уксусной кислоты 3-метилбутан-1-олом, уменьшением продолжительности процесса с 85 до 25 мин. и повышением удельной производительности реакционного узла почти в 3,9 раза. Установлено, что при наличии в реакционной смеси незначительного количества воды (до 3-4 % мас.) существенно сокращается продолжительность процесса этерификации уксусной кислоты 3-метилбутан-1-олом в присутствии п-толуолсульфонатов цинка и алюминия, и увеличивается удельная производительность реактора. Положительное влияние воды обусловлено улучшением растворимости катализатора (соли п-толуолсульфокислоты) в реакционной смеси на начальной стадии реакции и увеличением его активной концентрации. Предложен эффективный и доступный катализатор процесса получения алкилацетатов - п-толуолсульфонат алюминия, который позволяет увеличить удельную производительность реакционного узла процесса и может быть регенерированн из реакционной смеси. Доказана возможность многократного использования предложенного катализатора в технологическом процессе получения алкилацетатов и наработано опытную партию бутилацетата, что подтверждено актом опытно-промышленных испытаний на ОАО «Завод тонкого органического синтеза «Барва» (г.Ивано-Франковск). Определены оптимальные технологические параметры и предложена принципиальная технологическая схема процесса получения алкилацетатов в присутствии п-толуолсульфоната алюминия. The thesis is dedicated to the development of technology foundations of esters of acetic acid and primary aliphatic alcohols С4-С5 with sulfonic acids salts as a catalyst. Kinetic and technological regularities of acetic acid esterification in open and closed system have been ascertained. The effect of cation and anion of the salt on the reaction rate and technological parameters of the process has been studied. It has been shown that the number of salts (aluminium, cobalt(II), copper(II) and zinc perfluorsulfonates, as well as aluminium, cobalt(II) and copper(II) p-toluenesulfonates) is more active compared to the corresponding acids – perfluor(4-methyl-3,6-dioxaoctane)sulfonic acid and p-toluenesulfonic acid. Aluminium p-toluenesulfonate has been suggested as an efficient and affordable catalyst of alkyl acetates production. The catalyst enables to increase the specific productivity of the reactor and can be recuperated from the reaction mixture. The optimum technological parameters of alkyl acetates production with aluminium p-toluenesulfonate have been found out and the elementary process scheme has been suggested. It has been shown that multiple use of the catalyst is possible in alkyl acetates production process. The pilot batch of butyl acetate has been produced, that is confirmed by the certificate of experimental-industrial testing at JSC Fine organic synthesis plant «Barva» (Ivano-Frankivsk).
|
|
| Date |
2014-09-18T13:18:32Z
2014-09-18T13:18:32Z 2014 |
|
| Type |
Autoreferat
|
|
| Identifier |
Дзіняк М. Б. Основи технології алкілацетатів аліфатичних спиртів С4-С5 з використанням як каталізаторів солей сульфокислот : автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук : 05.17.04 – технологія продуктів органічного синтезу / Мар’яна Богданівна Дзіняк ; Національний університет «Львівська політехніка». - Львів, 2014. - 23 c.
http://ena.lp.edu.ua:8080/handle/ntb/24460 |
|
| Language |
ua
|
|
| Publisher |
Національний університет "Львівська політехніка"
|
|