Inventory number IRN Number of state registration
0323РК00922 AP19679984-KC-23 0123РК00282
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 0
International publications: 0 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 0
Patents Amount of funding Code of the program
0 27750000 AP19679984
Name of work
Оптимизация жидкофазных процессов получения ценных кислородсодержащих соединений
Type of work Source of funding Report authors
Fundamental Ауезханова Асемгуль Сейтхановна
0
0
0
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
Акционерное общество "Институт топлива, катализа и электрохимии им. Д.В. Сокольского"
Abbreviated name of the service recipient АО «ИТКЭ им. Д.В.Сокольского»
Abstract

Объектом исследования являются нанесенные металлополимерные нанокатализаторы для жидкофазных процессов гидрирования и окисления.

Зерттеу нысаны гидрлеу мен тотығудың сұйық фазалық процестеріне арналған бекітілген металл-полимерлі нанокатализаторлары болып табылады.

Получение ценных кислородсодержащих соединений (спирты, кетоны, альдегиды) путем усовершенствования жидкофазных процессов гидрирования и окисления с участием эффективных полимерпротектированных нанокатализаторов на основе металлополимерных комплексов.

Металл-полимерлі комплекстер негізіндегі тиімді полимерлермен модифицирленген нанокатализаторлардың қатысында гидрлеу мен тотықтырудың сұйық фазалық процестерін оңтайландыру арқылы құрамында оттегі бар бағалы қосылыстарды (спирттер, кетондар, альдегидтер) алу.

В отчетный период адсорбционным методом были синтезированы металлополимерные катализаторы, закрепленные на твердые носители для процесса жидкофазного окисления алканов до кислородсодержащих соединений. Вискозиметрическим методом выявлена степень адсорбции полимеров на поверхности носителя. Количественное содержание ионов металлов в катализаторах было определено потенциометрическим и фотометрическим методами. Разработанные металлополимерные катализаторы были исследованы различными физико-химическими методами анализа (СЭМ, элементный анализ, ИК-спектроскопия, РФА и др.). Методом хроматографического анализа проведен качественный и количественный анализ продуктов реакции окисления.

Есеп беру кезеңінде оттекқұрамды қосылыстарға дейін алкандарды сұйық фазалық тотықтыру процесіне арналған қатты тасымалдағыштарға бекітілген металл-полимерлі катализаторлар адсорбциялық әдіспен синтезделді. Вискозиметриялық әдіспен тасымалдағыш бетінде полимерлердің адсорбциялану дәрежесі анықталды. Катализаторлардағы металл иондарының сандық құрамы потенциометриялық және фотометриялық әдістермен анықталды. Әзірленген металл-полимерлі катализаторлар әртүрлі физика-химиялық әдістерімен (СЭМ, элементтік талдау, ИҚ-спектроскопия, РФТ және т.б.) зерттелді. Хроматографиялық талдау әдісімен тотығу реакциясының өнімдерінің сапалық және сандық талдауы жүргізілді.

В отчетный период были синтезированы металлополимерные нанокатализаторы, закрепленные на твердые носители, для процесса жидкофазного окисления алканов до кислородсодержащих соединений. Разработанные полимерсодержащие Mn-, Fe-, Cr-катализаторы, закрепленные на твердые носители, были протестированы в реакции жидкофазного окисления н-октана и циклогексана пероксидом водорода при температуре 50°С и атмосферном давлении. Установлено, что конверсия н-октана и циклогексана и селективность процесса в присутствии ПГМГ-содержащих катализаторов выше, чем на ГЭЦ-содержащих каталитических системах. Оптимальными катализаторами являются 5%Сr-ПГМГ/Siral-40 и 5%Fe-ПГМГ/Siral-40 системы. Степень превращения н-октана на 5%Сr-ПГМГ/Siral-40 и 5%Fe-ПГМГ/Siral-40 катализаторах составляет 9,6% и 10,8%, соответственно. Конверсия циклогексана на 5%Сr-ПГМГ/Siral-40 и 5%Fe-ПГМГ/Siral-40 составила 13,6% и 12,8% при селективности по циклогексанону 68,9% и 65,3%, соответственно. Селективность по смеси циклогексанон:циклогексанол (по КА-ойлу) достигает 99%. Новизна исследования заключается в разработке новых металлополимерных катализаторов, закрепленных на алюмосиликаты, для жидкофазных процессов гидрирования и окисления до ценных кислородсодержащих соединений в мягких условиях.

Есеп беру кезеңінде алкандардың оттегі бар қосылыстарға дейін сұйық фазалық тотықтыру процесіне арналған қатты тасымалдағыштарға бекітілген металл-полимерлі нанокатализаторлар синтезделді. Қатты тасымалдағыштарға бекітілген полимер-құрамды Mn-, Fe-, Cr катализаторлары 50°C температурада және атмосфералық қысымда сутегі асқын тотығымен н-октан мен циклогександы сұйық фазалық тотықтыру реакциясында сыналды. қ-Октан мен циклогексанның конверсиясы және процестің селективтілігі ГЭЦ-құрамды каталитикалық жүйелерге қарағанда ПГМГ-құрамды катализаторлардың қатысуымен жоғары екендігі анықталды. Оңтайлы катализаторлар болып 5%Сr-ПГМГ/Siral-40 және 5%Fe-ПГМГ/Siral-40 жүйелері табылды. қ-Октанның конверсиясы 5%Сr-ПГМГ/Siral-40 және 5%Fe-ПГМГ/Siral-40 катализаторларында сәйкесінше 9,6% және 10,8% құрайды. Циклогексанның конверсиясы 5%Сr-ПГМГ/Siral-40 және 5%Fe-ПГМГ/Siral-40 катализаторларында 13,6% және 12,8%, циклогексанон бойынша селективтілік сәйкесінше 68,9% және 65,3% құрады. Циклогексанон:циклогексанол қоспасы бойынша (КА-ойл бойынша) селективтілік 99% жетеді. Зерттеудің жаңалығы жұмсақ жағдайларда құрамында оттегі бар қосылыстарға дейін сұйық фазалы гидрлеу және тотықтыру процестеріне арналған алюмосиликаттарға бекітілген жаңа металл-полимерлі катализаторларды жасау болып табылады.

Проект направлен на упрощение технологичесого процесса получения кислородсодержащих соединений и минимизацию негативного воздействия на окружающую среду. Приготовление полимерпротектированных нанокатализаторов на основе металлополимерных комплексов предусматривает применение доступных и недорогих солей металлов, нетоксичных реагентов без высокотемпературных стадий прокаливания и восстановления. Окислительное превращение алканов осуществляется в мягких условиях с участием «зеленого» окислителя - пероксида водорода, характеризующегося высоким содержанием активного кислорода (47%).

Жоба құрамында оттегі бар қосылыстарды алудың технологиялық процесін оңайлатуға және қоршаған ортаға теріс әсерді азайтуға бағытталған. Металл-полимерлі комплекстер негізінде полимермен модифицирленген нанокатализаторларды дайындауда жоғары температуралы күйдіру және тотықсыздандыру сатыларын қолданбай, қол жетімді және арзан металл тұздары мен улы емес реагенттерді пайдалану көзделген. Алкандардың тотығуы жоғары құрамды (47%) белсенді оттегімен сипатталатын - "жасыл" тотықтырғыш сутегі асқын тотығының қатысуымен жұмсақ жағдайларда жүзеге асырылады.

Проект является фундаментальным. Оптимизированные «зеленые» одностадийные процессы окисления и гидрирования позволят значительно снизить энергозатраты, упростить известные технологические процессы синтеза важных кислородсодержащих соединений.

Жоба іргелі болып саналады. Оңтайландырылған "жасыл" бір сатылы тотықтыру және гидрлеу процестері энергия шығынын едәуір төмендетеді, құрамында оттегі бар маңызды қосылыстарды синтездеудің белгілі технологиялық процестерін жеңілдетеді.

Полученные в ходе реализации проекта результаты по оптимизации жидкофазных процессов получения ценных кислородсодержащих соединений направлены на снижение негативных воздействий на окружающую среду и упрощение известных каталитических процессов синтеза важных кислородсодержащих соединений. Окисление алканов осуществляется при температуре не выше 50 °С и атмосферном давлении с применением в качестве окислителя экологически безопасного окислителя - пероксида водорода, при разложении которого в качестве побочного продукта образуется вода.

Жобаны іске асыру барысында бағалы оттекқұрамды қосылыстарды алудың сұйық фазалық процестерін оңтайландыру бойынша алынған нәтижелер қоршаған ортаға жағымсыз әсерлерді азайтуға және маңызды оттегі бар қосылыстар синтезінің белгілі каталитикалық процестерін жеңілдетуге бағытталған. Алкандардың тотығуы 50°С-ден аспайтын температурада және атмосфералық қысымында жүзеге асырылады. Тотықтырғыш ретінде экологиялық қауіпсіз - сутегі асқын тотығы (оның ыдырауы кезінде жанама өнім ретінде су түзіледі) қолданылады.

Разработанные подходы по оптимизации процессов получения кислородсодержащих соединений можно применить в производстве ценных продуктов широкого спектра потребления (растворители, лакокрасочные материалы, текстиль).

Құрамында оттегі бар қосылыстарды алу процестерін оңтайландыру бойынша дайындалған тәсілдерді тұтынудың кең спектрлі бағалы өнімдерін (еріткіштер, лак-бояу материалдары, тоқыма) өндіруде қолдануға болады.

UDC indices
547.1.661.123: 542.941.7: 547.36
International classifier codes
31.21.21; 31.21.00;
Key words in Russian
полимер; полимерсодержащие катализаторы; окисление; гидрирование; кислородсодержащие соединения;
Key words in Kazakh
полимер; құрамында полимер бар катализаторлар; тотығу; гидрлеу; құрамында оттегі бар қосылыстар;
Head of the organization Жұрынов Мұрат Доктор химических наук / профессор
Head of work Ауезханова Асемгуль Сейтхановна Кандидат химических наук / Ассоциированный профессор