Гомогенно-каталітичне окиснення циклогексану в присутності спиртів

Abstract

Дисертація присвячена вирішенню науково технічної задачі – вдосконалення процесу гомогенно-каталітичного окиснення циклогексану шляхом розробки нових високоефективних каталітичних систем на основі органічних солей кобальту та добавок різної природи, що дає можливість підвищити конверсію сировини та селективності за цільовими продуктами. Визначення якісний та кількісний вплив кисневмісних добавок різної природи до нафтенату кобальту та індивідуального азот та кобальт вмісного каталізатора, а також розчини цих систем на основні параметри процесу окиснення циклогексану. Визначено вплив умов проведення процесу на склад продуктів окиснення. Встановлено оптимальний склад каталітичної системи при якому спостерігаємо максимальну її ефективність. Проведено дослідження ІЧ- спектрів поглинання та оптичної густини каталітичних систем з метою обґрунтування їх ефективності. Запропоновано каталітичні системи, які дозволять збільшити продуктивність процесу окислення циклогексану за рахунок підвищення конверсії вуглеводню та збільшення селективності процесу за цільовими продуктами. Запропоновані каталітичні системи дозволяють також цілеспрямовано впливати на співвідношення між продуктами окислення циклогексану. Диссертация посвящена решению научно-технической задачи - совершенствование процесса гомогенно-каталитического окисления циклогексана путем разработки новых высокоэффективных каталитических систем на основе органических солей кобальта и добавок различной природы, что дает возможность повышения конверсии сырья и селективности за целевыми продуктами. Исследовано качественное и количественное влияние кислородсодержащих добавок различной природы, а именно одно- и многоатомных спиртов, а также азотсодержащих веществ к нафтенату кобальта. Проведены опыты по влиянию индивидуального азот и кобальт содержащего катализатора. А также исследованы растворы этих систем в разных растворителях на основные параметры процесса окисления циклогексана. Определено влияние условий проведения процесса на состав продуктов окисления. Установлено оптимальное соотношение между нафтенатом кобальта и этанолом. При весовом отношении НК-ЕТ=1:1 получено увеличение селективности образования целевых продуктов на 19% абс. при конверсии циклогексана К = 4% по сравнению с НК, а также сдвигает соотношение между циклогексанолом и циклогексаноном в сторону спирта. Исследовано влияние индивидуального катализатора – кобальтсодержащего производного аминокислоты на показатели окисления. В его присутствии происходит увеличение селективности образования основных продуктов на 15% абс. И сдвигается соотношение спирт/кетон в сторону кетона. Проведено исследование ИК- спектров поглощения и оптической плотности каталитических систем с целью обоснования их эффективности. Подтверждена их способность к созданию комплексных и внутримолекулярных соединений, а также способность влиять на дисперсность системы, что обуславливает их каталитическую эффективность. Dissertation is devoted to solving of scientific and technical problem – improvement of cyclohexane homogeneous catalytic oxidation process through creation of new highly effective catalytic systems, based on organic salts of cobalt and additives of different nature, which can increase conversion of raw materials and selectivity by aim products. Quality and quantity impacts of oxygen-containing additives of different nature to cobalt naftenate, individual, nitrogen- and cobalt-containing, catalyst and solutions of mentioned catalytic systems on main indexes of cyclohexane oxidation process were investigated. Influence of process conditions on composition of oxidation products was determined. Optimal composition of catalytic system, which shows maximum efficiency, was found. Studies of IR-spectra of absorption and optical density of catalytic systems were conducted in order to justify their efficiency. In this work new catalytic systems, which allows increasing of productivity of cyclohexane oxidation process through increasinge of hydrocarbon conversion and process selectivity by aim products, are proposed. Use of proposed catalytic systems also allows direct influence on ratios between cyclohexane oxidation products.