RU2161064C1 - Способ осуществления трехфазных каталитических процессов - Google Patents
Способ осуществления трехфазных каталитических процессов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2161064C1 RU2161064C1 RU99106889A RU99106889A RU2161064C1 RU 2161064 C1 RU2161064 C1 RU 2161064C1 RU 99106889 A RU99106889 A RU 99106889A RU 99106889 A RU99106889 A RU 99106889A RU 2161064 C1 RU2161064 C1 RU 2161064C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- membrane
- catalytic
- membranes
- reactor
- catalytic processes
- Prior art date
Links
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 title claims abstract description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 55
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract description 19
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 239000000376 reactant Substances 0.000 abstract description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 abstract 1
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 15
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 8
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 7
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 7
- -1 sulfide ions Chemical class 0.000 description 7
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 235000019486 Sunflower oil Nutrition 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 6
- 239000002600 sunflower oil Substances 0.000 description 6
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 5
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 150000003626 triacylglycerols Chemical class 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 3
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 3
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 3
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000002638 heterogeneous catalyst Substances 0.000 description 2
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 2
- LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N nitrobenzene Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=CC=C1 LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid group Chemical group C(CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC)(=O)O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 2
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- UFTFJSFQGQCHQW-UHFFFAOYSA-N triformin Chemical compound O=COCC(OC=O)COC=O UFTFJSFQGQCHQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZWLKKKRIYPQRQD-UHFFFAOYSA-N 14285-59-7 Chemical compound [H+].[H+].[H+].[H+].[Co+2].C12=CC(S(=O)(=O)[O-])=CC=C2C(N=C2[N-]C(C3=CC=C(C=C32)S([O-])(=O)=O)=N2)=NC1=NC([C]1C=CC(=CC1=1)S([O-])(=O)=O)=NC=1N=C1[C]3C=CC(S([O-])(=O)=O)=CC3=C2[N-]1 ZWLKKKRIYPQRQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 229910002668 Pd-Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZVQOOHYFBIDMTQ-UHFFFAOYSA-N [methyl(oxido){1-[6-(trifluoromethyl)pyridin-3-yl]ethyl}-lambda(6)-sulfanylidene]cyanamide Chemical compound N#CN=S(C)(=O)C(C)C1=CC=C(C(F)(F)F)N=C1 ZVQOOHYFBIDMTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DTOSIQBPPRVQHS-PDBXOOCHSA-N alpha-linolenic acid Chemical compound CC\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCCCCCC(O)=O DTOSIQBPPRVQHS-PDBXOOCHSA-N 0.000 description 1
- 235000020661 alpha-linolenic acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000014541 cooking fats Nutrition 0.000 description 1
- XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N copper(II) nitrate Chemical compound [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000029078 coronary artery disease Diseases 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 1
- 235000019197 fats Nutrition 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 238000007210 heterogeneous catalysis Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000006317 isomerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229960004488 linolenic acid Drugs 0.000 description 1
- KQQKGWQCNNTQJW-UHFFFAOYSA-N linolenic acid Natural products CC=CCCC=CCC=CCCCCCCCC(O)=O KQQKGWQCNNTQJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 235000013310 margarine Nutrition 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical class CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- PIBWKRNGBLPSSY-UHFFFAOYSA-L palladium(II) chloride Chemical compound Cl[Pd]Cl PIBWKRNGBLPSSY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 235000020777 polyunsaturated fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 235000021122 unsaturated fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 150000004670 unsaturated fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Изобретение относится к химии, а именно к катализу трехфазных процессов "газ-жидкость-твердое". Технический результат - преодоление вызываемых диффузионным торможением ограничений активности и селективности без применения мелкодисперсных катализаторов. В предлагаемом изобретении процесс осуществляют в режиме вынужденного потока реактантов сквозь однородные макропористые каталитические мембраны с порами диаметром не менее 50 нм при объеме пор не менее 0,05 см3/см3. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области химии, а именно к катализу трехфазных процессов "газ-жидкость-твердое".
Трехфазные каталитические процессы типа "газ-жидкость-твердое" традиционно проводят в реакторах периодического действия, где реакция между газом и жидкостью протекает на суспендированных порошкообразных катализаторах при интенсивном перемешивании реакционной смеси / G.C.Bond, Heterogeneous Catalysis: Principles and Applications, Clarendon, Oxford, 1987/. Подобная организация процесса обусловлена необходимостью снижения негативного влияния внешней и внутренней диффузии реактантов на активность и селективность реакции.
Существенным недостатком традиционного способа осуществления процесса является необходимость отделения мелких частиц катализаторов от реакционной смеси по завершении реакции.
Один из возможных путей интенсификации межфазного массообмена состоит в обеспечении вынужденного (под влиянием градиента давления) потока реагирующей смеси сквозь однородные поры каталитической мембраны. Подобная ситуация принципиально недостижима, если в качестве носителя используются традиционные зернистые пористые материалы: в последнем случае транспорт реагентов внутри пористого зерна является исключительно диффузионным (фиг. 1). Разный характер транспорта вещества в порах мембраны и зернистого катализатора может приводить к различиям в условиях массо- и теплообмена, причем вынужденный поток сквозь пористую каталитическую мембрану способен обеспечить более высокие коэффициенты переноса массы и тепла. В случае наличия внутридиффузионного торможения на зернистом катализаторе последнее обстоятельство открывает возможность более эффективного осуществления реакции с повышением наблюдаемой активности и селективности в присутствии пористой каталитической мембраны.
На фиг. 1 приведена принципиальная схема массопереноса при движении потока вещества сквозь пористую мембрану (А) и слой гетерогенного катализатора (Б).
Каталитические мембраны различных типов применяются в гетерогенно-каталитических процессах начиная с 1960-х годов.
Известно применение непористых / Патент США N 3290406, 1966/, мезопористых /J.Peureux, M.Torres, H.Mozzanega, Nitrobenzene liquid-phase hydrogenation in a membrane reactor. Catalysis Today, 25 (1995) 409-415/ и микропористых /C. Lange, S.Storck, B.Tesche, J.Catalysis, 175 (1998) 280/ каталитических мембран в гетерогенно-каталитических процессах.
Общим недостатком упомянутых аналогов является необходимость применения дорогостоящих металлических или композитных керамических мембран, а также малая каталитически активная поверхность мембраны, близкая к ее геометрической наружной поверхности.
Известна работа /C.Lange, S.Storck, B.Tesche and W.F.Maier, J.Catalysis, 175 (1998) 280/. Каталитическая мембрана обладает анизотропной структурой с микропористым селективным разделяющим слоем (номинальный диаметр пор порядка 0,5-1 нм, толщина селективного слоя порядка 0,2-0,5 мкм), причем каталитически активный компонент (Pt) находится именно в этом слое. Эти особенности обусловливают следующие недостатки: высокое гидравлическое сопротивление каталитической мембраны проникающему сквозь нее потоку реагирующей смеси (углеводороды с растворенным в них водородом); малое количество каталитически активного компонента в мембране (порядка 1•10-7 моль Pt в мембране массой порядка 4-5 г), следствием чего является низкая каталитическая активность на единицу массы мембраны.
Наиболее близким является способ проведения каталитических процессов в газовых и жидких средах на твердофазных катализаторах в виде пористых каталитических мембран /Патент РФ 2073559 C1, МПК 7 B 01 J 12/00, 1997/. Поток газа или жидкости направляют в каталитический блок, представляющий собой послойно расположенные рифленые и плоские панели с нанесенным на них катализатором, при этом плоские панели выполнены из пористого проницаемого материала. Недостатком является высокое гидравлическое сопротивление каталитической мембраны проникающему сквозь нее потоку реагирующей смеси и невысокая каталитическая активность на единицу массы мембраны.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является разработка способа осуществления трехфазных каталитических процессов, свободного от указанных недостатков и позволяющего преодолеть вызываемые диффузионным торможением ограничения активности и селективности.
Для решения поставленной задачи предлагается осуществлять трехфазные каталитические процессы в режиме вынужденного потока реактантов сквозь однородные макропористые каталитические мембраны с порами диаметром не менее 50 нанометров при объеме пор не менее 0,05 см3/см3, при этом каталитические мембраны разделяют реактор на несколько зон.
На основе применения подобных мембран массообмен между реактантами и гетерогенным катализатором может быть интенсифицирован. Интенсификация массообмена в свою очередь может приводить к увеличению наблюдаемой активности и селективности катализаторов.
В предлагаемом изобретении на мембрану, обладающую развитой однородной макропористой структурой, равномерно наносят каталитически активный компонент. Мембрана обладает малым гидравлическим сопротивлением проникающему сквозь нее потоку реагирующей смеси, и может содержать высокое (до нескольких процентов относительно веса мембраны) количество каталитически активного компонента. Каталитическую мембрану устанавливают в реактор таким образом, что реакционная смесь проходит сквозь поры мембраны под действием избыточного давления реакционного газа и при необходимости рециркулирует.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами:
Пример 1.
Пример 1.
Реакция окисления сульфид-ионов кислородом в воде
Реакцию окисления сульфид-ионов проводят в водных растворах при комнатной температуре в присутствии катализатора - натриевой соли тетрасульфофталоцианина кобальта (Na-ТСФК), нанесенного на полимерную микрофильтрационную мембрану МИФИЛ (толщина мембраны 120 мкм, диаметр пор 0,4 мкм, удельная поверхность 24 м2/г). Каталитическая реакция окисления сульфид-ионов протекает согласно уравнению (А):
S2-+O2--->S,SO3 2-, S2O3 2-, SO4 2- (A)
В зависимости от pH раствора в реакции образуется ряд продуктов, причем сера является основным продуктом при нейтральных pH, тогда как более высокие значения pH стимулируют образование кислородсодержащих соединений.
Реакцию окисления сульфид-ионов проводят в водных растворах при комнатной температуре в присутствии катализатора - натриевой соли тетрасульфофталоцианина кобальта (Na-ТСФК), нанесенного на полимерную микрофильтрационную мембрану МИФИЛ (толщина мембраны 120 мкм, диаметр пор 0,4 мкм, удельная поверхность 24 м2/г). Каталитическая реакция окисления сульфид-ионов протекает согласно уравнению (А):
S2-+O2--->S,SO3 2-, S2O3 2-, SO4 2- (A)
В зависимости от pH раствора в реакции образуется ряд продуктов, причем сера является основным продуктом при нейтральных pH, тогда как более высокие значения pH стимулируют образование кислородсодержащих соединений.
Нанесение катализатора на мембрану проводят путем адсорбции Na-ТСФК из водных растворов при комнатной температуре, получая каталитически активные макропористые мембраны с содержанием Na-ТСФК 0,2-60 мг на 1 г мембраны-носителя.
Образец каталитической мембраны, приготовленный как описано выше и содержащий адсорбированный Na-ТСФК в количестве 2,6 мг/г, помещают в термостатированный мембранный реактор с магнитной мешалкой (фиг. 2), куда заливают 250 см3 водного раствора Na2S с концентрацией 0,04 моль/л. Раствор имеет pH 13. После этого реактор вакуумируют, а затем в него подают кислород при давлении 0,12 МПа. Водный раствор Na2S под действием избыточного давления кислорода проникает сквозь мембрану и рециркулирует в системе (вентиль на выходе из реактора открыт). На фиг. 2. приведена принципиальная схема каталитического мембранного реактора.
Катализатор в растворе до и после мембраны отсутствует, что свидетельствует о прочной адсорбции его на мембране. Каталитическая конверсия S2- при прохождении раствора сквозь мембрану составляет 15% при времени контакта 1 мин.
Пример 2 (сравнительный).
Аналогично примеру 1, но в отсутствие протока раствора Na2S сквозь каталитическую мембрану (вентиль на выходе из реактора закрыт). Продолжительность опыта - 3 часа. Каталитическое окисление S2- не протекает.
Пример 3 (сравнительный).
Каталитическая мембрана, испытанная в примерах 1 и 2, разрезана на куски размером 2 х 2 мм и испытана в условиях, аналогичных примеру 2. Продолжительность опыта - 3 часа. Каталитическое окисление S2- не протекает.
Пример 4.
Реакция гидрирования подсолнечного масла
Реакция гидрирования подсолнечного масла протекает на никелевых и палладиевых катализаторах по следующей схеме:
Целевая реакция - последовательное гидрирование двойных связей C=C в триглицеридах полиненасыщенных жирных кислот - сопровождается нежелательными побочными процессами, наиболее важными из которых является изомеризация исходной цис-формы в транс-форму. Присутствие транс-изомеров в маргаринах и кулинарных жирах повышает риск возникновения коронарных сердечно-сосудистых заболеваний, и потому должно быть сведено к минимуму. Цель настоящего этапа состоит в снижении выхода транс-изомеров при гидрировании подсолнечного масла на палладиевых катализаторах.
Реакция гидрирования подсолнечного масла протекает на никелевых и палладиевых катализаторах по следующей схеме:
Целевая реакция - последовательное гидрирование двойных связей C=C в триглицеридах полиненасыщенных жирных кислот - сопровождается нежелательными побочными процессами, наиболее важными из которых является изомеризация исходной цис-формы в транс-форму. Присутствие транс-изомеров в маргаринах и кулинарных жирах повышает риск возникновения коронарных сердечно-сосудистых заболеваний, и потому должно быть сведено к минимуму. Цель настоящего этапа состоит в снижении выхода транс-изомеров при гидрировании подсолнечного масла на палладиевых катализаторах.
Входящие в состав растительных и животных жиров жирные кислоты различаются по количеству углеродных атомов в цепи, количеству и положению двойных связей C=C и изомерному составу (цис- и транс-конфигурация). Наиболее распространенными являются ненасыщенные жирные кислоты - линоленовая, линолевая, олеиновая (цис-изомеры), а также насыщенная стеариновая кислота. Жирные кислоты обычно идентифицируют по числу углеродных атомов и количеству двойных связей. В такой нотации линоленовая кислота обозначается как 18:3, линолевая 18:2, олеиновая 18:1, а стеариновая 18:0.
Каталитическую мембрану, содержащую 2 мас.% палладия, готовят адсорбцией палладия из бензольного раствора Pd3(OAc)6 при комнатной температуре на мембране МИФИЛ. Высушенные образцы восстанавливают в водном растворе KBH4, промывают дистиллированной водой и высушивают в вакууме при комнатной температуре.
Каталитическую мембрану, приготовленную как описано выше, устанавливают в реактор, аналогичный изображенному на фиг. 2. Реакцию гидрирования подсолнечного масла проводят в режиме протока масла сквозь мембрану при температуре 348К и давлении водорода 0,35 МПа, анализируя концентрации цис- и транс-изомерных триглицеридов жирных кислот 18: 1 при изменении степени превращения исходного триглицерида 18:2 (цис-форма). При степени превращения 63% получают продукт, содержащий 39% цис-изомерных и 11% транс- изомерных триглицеридов 18:1.
Пример 5 (сравнительный).
Аналогичную процедуру используют и для приготовления палладиевого катали затора на гранулированном углеродном носителе Сибунит /Патент РФ N 1706690, МПК B 01 J 20/20, опубл. 23.01.92, БИ N 3/ со средним радиусом пор 40 нм. Полученный катализатор содержит 2 мас.% палладия. Перед использованием в реакции гидрирования подсолнечного масла катализатор Pd/C измельчают до фракции менее 10 мкм.
Реакцию гидрирования подсолнечного масла в присутствии катализатора Pd/C, приготовленного как описано выше, проводят в статическом лабораторном реакторе с перемешиванием при температуре 348К и давлении водорода 0,35 МПа.
При степени превращения исходного триглицерида (цис-18:2) 63 % получают продукт гидрирования, содержащий 31% цис-изомерных и 18% транс-изомерных триглицеридов 18:1.
Пример 6.
Реакция восстановления нитрат-ионов водородом в воде
Реакция восстановления нитрат-ионов водородом в воде в присутствии биметаллических палладий-медных катализаторов протекает по последовательно-параллельной схеме
Каталитическую мембрану готовят путем пропитки керамической мембраны-носителя (диск диаметром 45 мм и толщиной 4,6 мм, диаметр пор 1 мкм, удельная поверхность 1 м2/г) водным раствором нитрата меди и хлорида палладия с последующей сушкой при комнатной температуре, окислением воздухом при 573К и восстановлением водным раствором NaBH4 при комнатной температуре.
Реакция восстановления нитрат-ионов водородом в воде в присутствии биметаллических палладий-медных катализаторов протекает по последовательно-параллельной схеме
Каталитическую мембрану готовят путем пропитки керамической мембраны-носителя (диск диаметром 45 мм и толщиной 4,6 мм, диаметр пор 1 мкм, удельная поверхность 1 м2/г) водным раствором нитрата меди и хлорида палладия с последующей сушкой при комнатной температуре, окислением воздухом при 573К и восстановлением водным раствором NaBH4 при комнатной температуре.
В условиях протока раствора NaNO3 сквозь каталитическую мембрану (вентиль на выходе из реактора открыт). 90%-ную конверсию NO3 -достигают за 110 минут.
Пример 7 (сравнительный).
Каталитическую мембрану, содержащую 1,6 мас.% палладия и 1,2 мас.% меди, помещают в реактор, аналогичный изображенному на фиг. 2, и испытывают в реакции восстановления нитрат-ионов. Для этого в реактор заливают водный раствор нитрата натрия и подают водород. В первом опыте вентиль на выходе из реактора был закрыт, в результате чего пористое пространство мембраны с активным компонентом Pd-Cu, находящимся на стенках пор, было доступно реактантам лишь за счет диффузии.
При температуре 298K, давлении водорода 
= 1,1 атм, начальной концентрации нитрат-ионов 
= 200 мг/л и объеме раствора 100 см3, 90%-ная конверсия NO3 - была достигнута за 1100 минут.
Таким образом, предлагаемый способ осуществления трехфазных каталитических процессов в режиме вынужденного потока реакционного раствора сквозь макропористую каталитическую мембрану приводит к многократному повышению наблюдаемой активности катализатора и может найти широкое применение в химической и пищевой промышленности.
Claims (3)
1. Способ осуществления трехфазных каталитических процессов в присутствии пористых каталитических мембран, отличающийся тем, что процесс осуществляют в режиме вынужденного потока реакторов сквозь однородные макропористые каталитические мембраны.
2. Способ осуществления трехфазных каталитических процессов по п.1, отличающийся тем, что используют мембраны с порами диаметром не менее 50 нм при объеме пор не менее 0,05 см3/см3.
3. Способ осуществления трехфазных каталитических процессов по пп.1 и 2, отличающийся тем, что каталитические мембраны разделяют реактор на несколько зон.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99106889A RU2161064C1 (ru) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | Способ осуществления трехфазных каталитических процессов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99106889A RU2161064C1 (ru) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | Способ осуществления трехфазных каталитических процессов |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2161064C1 true RU2161064C1 (ru) | 2000-12-27 |
| RU99106889A RU99106889A (ru) | 2001-03-20 |
Family
ID=20218070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99106889A RU2161064C1 (ru) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | Способ осуществления трехфазных каталитических процессов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2161064C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8470202B2 (en) | 2005-10-24 | 2013-06-25 | Johnson Matthey Plc | Metal passivation |
| RU2492925C2 (ru) * | 2008-03-10 | 2013-09-20 | Сд Лиценцфервертунгсгезелльшафт Мбх Унд Ко.Кг | Геометрически классифицированный, имеющий определенную форму твердый носитель для катализатора эпоксидирования олефина |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3290406A (en) * | 1962-05-15 | 1966-12-06 | Engelhard Ind Inc | Process for dehydrogenation |
| EP0305203A2 (en) * | 1987-08-27 | 1989-03-01 | Haldor Topsoe A/S | Method of carrying out heterogeneous catalytic chemical processes |
| US4888320A (en) * | 1987-07-31 | 1989-12-19 | Mazda Motor Corporation | Catalyst and method of making the catalyst |
| DE4134337C1 (en) * | 1991-10-17 | 1993-01-28 | Nikolai Dr.-Ing. O-4530 Rosslau De Jeryomenko | Catalytic converter for internal combustion engine exhaust - comprises metal forming eutectic with hydrogen and having porous structure of wavy continuous pores, for long life |
| RU2073559C1 (ru) * | 1995-01-13 | 1997-02-20 | Юрий Михайлович Родионов | Устройство для проведения каталитических процессов |
| RU2106194C1 (ru) * | 1994-07-18 | 1998-03-10 | Институт нефтехимического синтеза им.А.В.Топчиева РАН | Мембранный элемент реактора для гидрирования |
| RU2132228C1 (ru) * | 1993-08-27 | 1999-06-27 | Хальдор Топсеэ А/С | Никелевый катализатор на носителе для получения богатого водородом и/или моноокисью углерода газа и способ получения указанного газа |
-
1999
- 1999-04-06 RU RU99106889A patent/RU2161064C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3290406A (en) * | 1962-05-15 | 1966-12-06 | Engelhard Ind Inc | Process for dehydrogenation |
| US4888320A (en) * | 1987-07-31 | 1989-12-19 | Mazda Motor Corporation | Catalyst and method of making the catalyst |
| EP0305203A2 (en) * | 1987-08-27 | 1989-03-01 | Haldor Topsoe A/S | Method of carrying out heterogeneous catalytic chemical processes |
| DE4134337C1 (en) * | 1991-10-17 | 1993-01-28 | Nikolai Dr.-Ing. O-4530 Rosslau De Jeryomenko | Catalytic converter for internal combustion engine exhaust - comprises metal forming eutectic with hydrogen and having porous structure of wavy continuous pores, for long life |
| RU2132228C1 (ru) * | 1993-08-27 | 1999-06-27 | Хальдор Топсеэ А/С | Никелевый катализатор на носителе для получения богатого водородом и/или моноокисью углерода газа и способ получения указанного газа |
| RU2106194C1 (ru) * | 1994-07-18 | 1998-03-10 | Институт нефтехимического синтеза им.А.В.Топчиева РАН | Мембранный элемент реактора для гидрирования |
| RU2073559C1 (ru) * | 1995-01-13 | 1997-02-20 | Юрий Михайлович Родионов | Устройство для проведения каталитических процессов |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8470202B2 (en) | 2005-10-24 | 2013-06-25 | Johnson Matthey Plc | Metal passivation |
| RU2492925C2 (ru) * | 2008-03-10 | 2013-09-20 | Сд Лиценцфервертунгсгезелльшафт Мбх Унд Ко.Кг | Геометрически классифицированный, имеющий определенную форму твердый носитель для катализатора эпоксидирования олефина |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mitsudome et al. | Design of core-Pd/shell-Ag nanocomposite catalyst for selective semihydrogenation of alkynes | |
| Kiwi-Minsker et al. | Microstructured reactors for catalytic reactions | |
| CA2297651C (en) | Process for producing catalysts comprising nanosize metal particles on a porous support, in particular for the gas-phase oxidation of ethylene and acetic acid to give vinyl acetate | |
| CN1210105C (zh) | 载体金属催化剂、其制备方法和其在直接制备过氧化氢中的用途 | |
| KR102444992B1 (ko) | 금속 발포체를 포함하는 고정 촉매 층 | |
| CN100460316C (zh) | 从氢和氧直接制备过氧化氢的方法 | |
| JPH1190223A (ja) | 水素化触媒 | |
| Gordeychuk et al. | Copper-based nanocatalysts produced via laser-induced ex situ generation for homo-and cross-coupling reactions | |
| RU2161064C1 (ru) | Способ осуществления трехфазных каталитических процессов | |
| Perdikaki et al. | Efficient CO oxidation in an ionic liquid-modified, Au nanoparticle-loaded membrane contactor | |
| Xue et al. | Amorphous Ni–B alloy membrane: preparation and application in ethanol dehydrogenation | |
| CA2115200C (en) | Process for producing poison-resistant catalysts | |
| Hoogenraad et al. | Supported catalysts based on carbon fibrils | |
| EP1434833B1 (en) | Selective oxidation | |
| Pinos-Vélez et al. | Catalytic palladium-based and iron-based membrane reactors: Novel strategies of synthesis | |
| EP1720655A1 (en) | Improved catalyzed method for forming products from a liquid reactant | |
| AU2002329462A1 (en) | Selective oxidation | |
| Ilinitch et al. | Nanosize palladium loaded catalytic membrane: preparation and cis-trans selectivity in hydrogenation of sunflower oil | |
| Alame et al. | High-performance catalytic wet air oxidation (CWAO) of organic acids and phenol in interfacial catalytic membrane contactors under optimized wetting conditions | |
| Zhu | Synthesis of precious metal nanoparticles supported on bacterial biomass for catalytic applications in chemical transformations | |
| RU2363693C1 (ru) | Способ каталитического жидкофазного гидрирования 2',4',4-тринитробензанилида | |
| Colli et al. | Application of a catalytic membrane reactor to the selective hydrogenation of 1-Butyne | |
| Wirwis et al. | The effect of Al2O3 and ionic liquids in palladium catalyzed arylation of cyclohexene. Interaction of Hg (0) with immobilized palladium | |
| RU2323046C1 (ru) | Катализатор для переработки растительных масел и дистиллированных жирных кислот и способ его приготовления | |
| RU2532659C1 (ru) | Способ получения катализатора селективного гидрирования органических соединений |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110407 |