Селективное гидрирование смесей циклопентадиена с изопреном на скелетных никелевых катализаторах

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

В настоящей работе приведены результаты исследования процесса селективного гидрирования смесей циклопентадиена с изопреном на скелетных никелевых катализаторах, полученных из соответствующих многокомпонентных сплавов. Установлено, что при гидрировании этих смесей на данных катализаторах циклопентадиен насыщается в большей степени, чем изопрен. Из скелетных никелевых катализаторов по циклопентадиену наиболее селективны катализаторы, модифицированные Cr, Mo–Cr, Mo, Ti и Mo–Cu. На основании анализа результатов исследования из группы катализаторов, оптимальных в процессе гидрирования смеси циклопентадиен–изопрен, по ряду качеств выделяют Ni–Mo–Cu-катализатор: наряду с высокой активностью, сравнимой с наиболее активными Ni–Cu, Ni–Zn и Ni–Ag, он обладает высокой избирательностью по циклопентадиену.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Жаксынтай Каирбеков

Казахский национальный университет имени аль-Фараби

Author for correspondence.
Email: indiko_87@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0255-2330

д.х.н., профессор

Kazakhstan, Алматы

Маншук Зинуллаевна Есеналиева

Казахский национальный университет имени аль-Фараби

Email: indiko_87@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0817-2048
Kazakhstan, Алматы

Тлеукен Зейникенович Ахметов

Казахский национальный университет имени аль-Фараби

Email: indiko_87@mail.ru

д.т.н., профессор

Kazakhstan, Алматы

Салтанат Маликовна Суймбаева

Казахский национальный университет имени аль-Фараби

Email: indiko_87@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3990-4974
Kazakhstan, Алматы

Индира Мухаметкеримовна Джелдыбаева

Казахский национальный университет имени аль-Фараби

Email: indiko_87@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1524-4046
Kazakhstan, Алматы

References

  1. Касьянова Л.З., Даминев Р.Р., Каримов О.Х., Каримов Э.Х., Бакке Д.В., Черезов М.Ю. Никелевый катализатор гидрирования ненасыщенных углеводородов // Башкирский химический журнал. 2016. Т. 23. № 1. С. 30–33. EDN: VSPLXL.
  2. Путилин Ф.Н., Шатохин А.Н., Гулиев Ф.Ф., Аксенов И.А., Кардашев С.В., Максимов А.Л., Караханов Э.А. Селективное гидрирование диеновых углеводородов на палладиевых катализаторах, синтезированных методом модифицированной лазерной абляции в электрических полях // Нефтехимия. 2015. Т. 55. № 5. С. 396–402. EDN: UDETYT. https://doi.org/10.7868/S0028242115030107
  3. Николаев С.А., Занавескин Л.Н., Смирнов В.В., Аверьянов В.А., Занавескин К.Л. Каталитическое гидрирование примесей алкинов и алкадиенов в олефинах. Практический и теоретический аспекты // Успехи химии. 2009. № 78 (3). С. 248–265.
  4. Харькова Е.М., Розанцева Л.Э., Фролов В.М. Селективное гидрирование диеновых углеводородов в олефины под действием моно- и биметаллических комплексов переходных металлов с олигоалленовыми лигандами // Нефтехимия. 2001. Т. 41. № 4. С. 287–292. EDN: VHYBIV.
  5. Liang L.P., Chen X.R., Lan X.P. Preparation of cyclopentene by selective catalytic hydrogenation of cyclopentadiene. School of Chemical Engineering and Technology. Hebei University of Technology. Tienjin, China, 2012. 36 p.
  6. Chunqing Liu, Yun Xu, Shijian Liao, Daorong Yu. Selective hydrogenation of cyclopentadiene in mono- and bimetallic catalytic hollow-fiber reaсtors // J. Mol. Catal. A. Chem. 2000. V. 157. Is. 1–2. Р. 253–259. https://doi.org/10.1016/S1381-1169(00)00068-6
  7. Верещагина Н.В., Захарова Г.Б., Антонова Т.Н., Абрамов И.Г. Жидкофазное гидрирование циклоолефинов // Химия и химическая технология. 2013. Т. 56. № 12. С. 79–82.
  8. Антонова Т.Н., Абрамов И.А., Фельдблюм В.Ш., Абрамов И.Г., Данилова А.С. Каталитическое гидрирование дициклопентадиена в дициклопентен в жидкой фазе // Нефтехимия. 2009. Т. 49. № 5. С. 386–388. EDN: KWIFBN
  9. Стыценко В.Д., Мельников Д.П. Селективное гидрирование диеновых и ацетиленовых соединений на металлсодержащих катализаторах // Журн. физ. химии. 2016. Т. 90. № 5. С. 691–702. EDN: VVGEVB. https://doi.org/10.7868/S0044453716040300
  10. Караханов Э.А., Максиомов А.Л., Аксенов И.А., Кузнецов В.С., Филиппова Т.Ю., Кардашев С.В., Волков Д.С. Мезопористые органические Pd-содержащие катализаторы селективного гидрирования сопряженных углеводородов // Известия РАН. Серия химическая. 2014. № 8. С. 1710–1716.
  11. Boymans E.H. Pd- and Pt-nanoparticles as selective hydrogenation catalysts. Holland: Technische University of Eindhoven, 2015. 174 p.
  12. Джелдыбаева И.М., Каирбеков Ж., Суймбаева С.М., Ермолдина Э.Т. Жидкофазное гидрирование циклопентадиена на модифицированных скелетных никелевых катализаторах // Химический журнал Казахстана. 2021. № 1 (73). С. 79–87. EDN: RETJES. https://doi.org/10.51580/2021-1/2710-1185.08
  13. Jeldybayeva I.M., Kairbekov Zh.K., Kishibayev K.O., Yermoldina E.T., Suimbayeva S.M. Catalytic activity and selectivity of Palladium and Nickel catalysts in hydrogenation reactions of nitro- and acetylene compounds // Chimica Techno Acta. 2022. V. 9. Is. 3. ID 20229306. https://doi.org/10.15826/chimtech.2022.9.3.06
  14. Emmett P.H. The measurement of the surface areas of finely dioided or porous solids by low temperature adsorption isotheras. Advancesin Colloid Science. New York, 1942. P. 1–36.
  15. Маркабаева Ж.С. Получение бутандиола-1,4 и его применение в медицине: маг. дисс. Алматы, 2017. 82 с.
  16. Захарова Н.В., Пантух Б.И., Нейфельд Э.И. Изучение кинетики процесса селективного гидрирования ацетиленовых углеводородов в изопрене. Разработка и усовершенствование технологии химических производств. Тез. докладов и сообщений к городской научно-техн. конф. Стерлитамак, 1969. C. 119–121.
  17. Сасман А.Б. Структура и физико-химические свойства металлических катализаторов с высокоразвитой поверхностью // Каталитические реакции в жидкой фазе. Алма-Ата: Наука, 1980. C. 260–291.
  18. Ковба Л.М., Трунов В.К. Рентгенофазовый анализ. М.: МГУ, 1969. 52 с.
  19. Савелов А.И. Исследование структуры и фазового состава никеля Ренея методом дифференциального термического анализа // Каталитические реакции в жидкой фазе. Материалы V Всес. конф. по кат. реакциям в жидкой фазе. Алма-Ата: Наука, 1978. Ч. 1. C. 54.
  20. Хисаметдинов В.М., Сокольский Д.В., Бижанов Ф.Б., Омаров А.К., Онгарбаев С.О. Исследование зависимости структуры, твердости и каталитической активности Ni–Al- и Ni–Al–Nb-сплавов от технологии их приготовления // Изв. АН КазССР. Сер. хим. 1967. № 6. C. 18–26.
  21. Kairbekov Zh., Jeldybayeva I.M., Suimbayeva S.M., Sarieva Sh. Hydrogenation of acetylene compounds on multicomponent Raney nickel (skeleton catalyst) // Chem. J. of Kazakhstan. 2020. V. 3 (71). Р. 154–160.
  22. Kairbekov Zh.К., Suimbayeva S.M., Jeldybayeva I.М., Kairjanova K. Investigation of the catalytic and isomerization activity of multi-component skeletal nickel catalysts in the hydrogenation of hexene-1 // News of the Academy of sciences of the Republic of Kazakhstan, Series chemistry and technology. 2021. V. 2 (446). Р. 58–64. https://doi.org/10.32014/2021.2518-1491.27

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Kinetic (above abscissa axis) and potentiometric (below axis) curves of dependence of hydrogenation of cyclopentadiene-isoprene mixture (100 : 100 cm3 H2) in ethanol on skeletal nickel alloy catalysts (m = 0. 8 g) on the average amount of absorbed hydrogen: 1) Ni-Al-Cu (30-60-10%); 2) Ni-Al-Ta (45-50-5%); 3) Ni-Al-Ag (48-50-2%); 4) Ni-Al-Ti-Mo (44-40-3-3%); 5) Ni-Al (50-50%); 6) Ni-Al-Cr (47-50-3%); 7) Ni-Al-Fe (45-50-5%); 8) Ni-Al-Ti-Cu (42-50-3-5%)

Download (207KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Composition diagram of the catalyst for hydrogenation of cyclopentadiene-isoprene mixture in ethanol (An2 = 200 cm3) on skeletal nickel catalyst from Ni-Al-Mo-Cg alloy (44-50-3-3-3%): 1 - isoprene; 2 - b-isoamylene; 3 - g-isoamylene; 4 - a-isoamylene; 5 - isopentane; 6 - cyclopentadiene; 7 - cyclopentene; 8 - cyclopentane (m-alloy = 0. 8 g, Visoprene = 0.22 mL, Vcyclopentadiene = 0.19 mL, Topt = 20oC, PH2 = 0.1 MPa)

Download (132KB)
Indexing metadata
4. Scheme 1

Download (39KB)
Indexing metadata
5. Scheme 2

Download (91KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences