Основи технології одержання діестерів на основі спиртів С2-С5 - Автореферат

Розробка основ технології одержання діестерів на основі спиртів С2-С5 і аліфатичних дикарбонових кислот (ДКК) є важливою в плані оптимізації параметрів технологічного процесу при використанні будь-якого з вищевказаних спиртів; визначення складу продуктів естерифікації при використанні сумішей спиртів, які є побічними продуктами (або відходами) ряду виробництв. Результати кінетичних досліджень - визначені кінетичні та активаційні параметри - дозволяють створити математичну модель процесу естерифікації дикарбонових кислот будь-яким із спиртів С2-С5 та вибрати оптимальні технологічні умови його проведення. Визначені кінетичні та активаційні параметри стадій реакції естерифікації аліфатичних дикарбонових кислот спиртами С2-С5, що дозволило доповнити базу кінетичних даних реакцій естерифікації та використати отримані результати для побудови математичної моделі реактора напівперіодичної дії. Вперше здійснено порівняльний аналіз впливу природи каталізаторів (сульфатної, хлоридної, п-толуолсульфокислоти та катіонообмінної смоли КУ-2-8) на стадії процесу естерифікації спиртами С2-С5 аліфатичних дикарбонових кислот, зокрема на закономірності утворення їхніх моно-та діестерів. За визначеними кінетичними і активаційними параметрами стадій реакції естерифікації спиртами С2-С5 аліфатичних ДКК можна прогнозувати перебіг технологічного процесу та склад продуктів естерифікації при різних співвідношеннях реагентів і температурах, при яких ведуть процес у промисловості, а також при використанні сумішей реагентів, зокрема НДК - побічних продуктів виробництва адипінової кислоти, сивушної олії тощо.У першому розділі на основі джерел літератури проаналізовано значення для промисловості та шляхи застосування діестерів дикарбонових кислот, розглянуто перспективну сировину для їх одержання, кінетичні аспекти естерифікації, переваги і недоліки існуючих каталізаторів процесу та технологічних особливостей одержання діестерів. Кінетичні дослідження вели у температурному інтервалі 333-363К з використанням сумісно титриметричного та хроматографічного аналізів, що дозволило визначити концентрації реагентів, проміжних і кінцевих продуктів реакції. Кінетичні аспекти реакції естерифікації дикарбонових кислот вивчали в закритій системі за умови дуже великого надлишку спирту, що дозволило описати її як послідовну реакцію кінетичними рівняннями реакції псевдопершого порядку: Рівняння швидкості для послідовної реакції псевдопершого порядку за ДКК має вигляд: , за моноестером (МЕ): Константи швидкостей ki стадій реакції естерифікації розраховували діленням визначених ефективних констант швидкостей kef,i на концентрації каталізатора та спирту. За значеннями розрахованих констант швидкостей ki стадій реакції, визначеними при різних температурах, графічним методом розраховували енергії активації Еі та передекспоненційні множники k0,і констант швидкостей реакцій естерифікації адипінової та бурштинової кислот спиртами С2-С5 (табл. Так, при естерифікації ДКК спиртами С2-С5 згідно активаційних параметрів особливо вирізняється етанол, надалі з подовженням та розгалуженням вуглецевого ланцюга спирту активаційні параметри зростають, проте така закономірність спотерігається не завжди.Одержано нові теоретичні та експериментальні результати, які дозволили розвязати конкретну прикладну задачу - розробити основи технології одержання діестерів аліфатичних дикарбонових кислот та спиртів С2-С5. Визначено кінетичні та активаційні параметри реакції естерифікації адипінової та бурштинової кислот спиртами С2-С5. Вперше вивчено вплив природи каталізаторів (сульфатної, хлоридної, п-толуолсульфокислоти та катіонообмінної смоли КУ-2-8) на стадії реакції естерифікації аліфатичних дикарбонових кислот спиртами С2-С5, зокрема на закономірності утворення їхніх моно-та діестерів. Встановлено, що оптимальна концентрація каталізатора при естерифікації дикарбонових кислот індивідуальними спиртами С2-С5 та їх сумішами в умовах технологічного процесу значною мірою залежить від природи спирту; мольне співвідношення індивідуальних реагентів спирт : ДКК повинно становити не менше 2,5:1, а сумішей - 2,6-2,7:1 залежно від складу спиртів.Дисертант виконав експериментальні дослідження естерифікації нижчих дикарбонових кислот спиртами сивушної олії, встановив вплив природи та концентрації каталізатора, співвідношення реагентів, азеотропоутворювача та активованого вугілля. Дисертантом проведено експериментальні дослідження естерифікації бурштинової кислоти 2-метил-1-пропанолом в присутності п-толуолсульфокислоти за умов високого надлишку спирту у закритій системі та розраховано активаційні параметри процесу. Дисертант виконав експериментальні дослідження естерифікації адипінової кислоти та нижчих дикарбонових кислот за умов азеотропної відгонки води з використанням солей перфтороксасульфокислоти. Дисертант виконав експериментальні дослідження естерифікації адипінової кислоти та нижчих дикарбонових кислот пентанолом та 3-метил-1-бутанолом в присутності КУ-2-8 та солей перфторованих оксасульфок

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ ВИКЛАДЕНИЙ У ПУБЛІКАЦІЯХ