ВЛИЯНИЕ ДАВЛЕНИЯ ВОДОРОДА, ПРИРОДЫ РАСТВОРИТЕЛЯ И КАТАЛИЗАТОРА НА ЗАКОНОМЕРНОСТИ ГИДРОГЕНИЗАЦИИ 2-ХЛОР-4-НИТРОАНИЛИНА
Аннотация
Впервые проведено исследование кинетики жидкофазной гидрогенизации 2-хлор-4-нитроанилина на нанесенных палладиевых и платиновых катализаторах, отличающихся по природе носителя и содержанию активного металла. Эксперимент проводился при повышенных давлениях водорода в интервале 9 - 12 атм и температуре 303 К в растворителях 2-пропанол-вода и этилацетат в автоклаве Вишневского. Определены основные кинетические параметры реакции, а также установлено влияние различных параметров на закономерности протекания процесса. Показано, что повышение содержания активного металла в катализаторе приводит к увеличению скорости реакции гидрогенизации 2-хлор-4-нитроанилина. При использовании нанесенных платиновых катализаторов скорости реакции гидрогенизации 2-хлор-4-нитроанилина существенно выше, чем при использовании нанесенных палладиевых катализаторов. Однако с течением реакции на платиновых катализаторах скорость падает достаточно резко, а затем стабилизируется. Для палладия характерно менее резкое падение начальных скоростей. При этом палладиевые катализаторы отличаются более высокими скоростями на "стабильном" участке кинетической кривой. Замена жидкой фазы каталитической системы с 2-пропанола на этилацетат негативно влияет на величины скорости реакции. Кроме того, использование растворителя с меньшей полярностью приводит к существенному снижению скорости реакции независимо от природы активного металла, что делает принципиально возможным управление параметрами активности и селективности процесса действием растворителя. Определен характер влияния природы и состава каталитической системы на степень дегалогенирования целевого продукта. Установлено, что при проведении реакции при повышенных давлениях водорода предпочтительнее использовать низкопроцентные платиновые катализаторы, а не палладиевые, поскольку первые обеспечивают меньшие показатели дегалогенирования целевого продукта.
Для цитирования:
Климушин Д.М., Краснов А.И., Филиппов Д.В., Шаронов Н.Ю. Влияние давления водорода, природы растворителя и катализатора на закономерности гидрогенизации 2-хлор-4-нитроанилина. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 9-10. С. 30-35
Литература
Koifman O.I. Theory and practice of liquid-phase hydrogenation of substituted nitrobenzenes. M .: KRASAND. 2015. 519 p. (in Russian).
Perepelkin K.E. Chemical fibers: development of production, methods of production, properties, prospects. SPb: RIO SPUTUTD. 2008. 354 p. (in Russian).
Corinteli A.M., Cherunova I.V., Kurenova I.V. Issledovanie tekhnologicheskih resursov primeneniya produktov iz aramidnyh volokon. // Sovremennye nauchnye issledovaniya i razrabotki. 2016. N 6. P. 306-309. (in Russian)
Krylov O.V. Geterogennyj kataliz. M.: Akademkniga. 2004. 679 p. (in Russian)
Bond G.C. Metall-Catalysed Reaction of Hydrocarbons // Library of Congress Cataloging-in-Publication. Data United Kingdome. 2005. 676 p.
Budanov V.V., Lomova T.N., Rybkin V.V. Himicheskaya kinetika. SPb : M. : Krasnodar. ID Lan'. 2014. 288 p. (in Russian)
Li Xiao Nian, Xiang Yi Zhi. / A novel liquid system of catalytic hydrogenation // Sciense of China Series B : Chemistry. 2007. V.50. N 6 P.746-753.
Chorkendorf I., Najmantsvedrajt. Sovremennyj kataliz i himicheskaya kine-tika. ID : Intellekt, Dolgoprudnyj. 2010. 504 p. (in Russian)
Ibatullina A.R., Sergeeva E A. / Optimizaciya parametrov plazmennoj modifikacii aramidnyh volokon. // Vestnik azanskogo tekhnologicheskogo universiteta. 2013. T.16. N 17. P. 130-131. (in Russian)
Tadepalli S., Halder R.. Lawal A. / Catalytic hydrogenation of o-nitroanisole in a microreactor: reactor performance and kinetic studies // Chemical Engineering Science. 2007. V.62. N 10. 2663-2678.
Shimizu K., Miyamoto Y., Satsuma A. / Size-and support-dependent silver cluster catalysis for chemoselective hydrogenation of nitroaromatics. // Journal of Catalysis. 2010. Vol. 270. N 1. P. 86-94.
Gelder E.A., Jackson D.S., Lok M.C. / The hydrogenation of nitrobenzene to aniline: a new mechanism. // Chem. Comm. 2005. N 4. Р.522-524.
Gelder E.A., Jackson D.S., Lok M.C. / A study of nitrobenzene hydrogenation over palladium/carbon catalysts. // Catalysis Letters. Vol.84. N 3-4. 2002. P.205-208.
Zaharov O.V., Filippov D.V., Krasnov A.A., Merkin A.A. / Vliyanie sostava rastvoritelya na kineticheskie parametry reakcii zhidkofaznoj gidrogenizacii 4-nitrotoluola. // Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2014. V.57. N 3. P. 7-11 (in Russian).
Latypova A.R., Krasnov A.I., Sharonov N.Yu., Safarov I.M., Lefedova O.V. / Kinetics of hydrogenation of 2-chloro-4-nitroaniline on supported platinum and palladium catalysts in an aqueous solution of 2-propanol. // Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2018. V.61. N 1. P.42-48. http://dx.doi.org/10.6060/tcct.20186101.5643 (in Russian).
Kozlov V.I., Zbarskij V.L., Il'in L.S., Merkin A.A. / Vosstanovlenie aromaticheskih dinitrosoedinenij na blochnom palladievom katalizatore. // Himicheskaya promyshlennost' segodnya. 2005. N 3. P.18-21. (in Russian)
Kozlov V.I., Zbarskij V.L., Il'in L.S., Komarov A.A. / Zhidkofaznoe vosstanovlenie nitrobenzola na blochnyh yacheistyh katalizatorah. // Himicheskaya promyshlennost' segodnya. 2005. N 3. P.14-17. (in Russian)
Butov G.M., Zorina G.I., Kablov V.F., Popov N.I., Kurunina G.M./ Gidrirovanie nitrobenzola na palladievyh katalizatorah, nanesennyh na oksidy redkozemel'nyh ehlementov. // Neftepererabotka i neftekhimiya. Nauchno-tekhnicheskie dostizheniya i peredovoj opyt. 2003. N 5. P.29-32. (in Russian)
Budanov M.A., Lefedova O.V., Ulitin M.V., Nguen Thi Thu Ha. / Osobennosti kataliticheskoj gidrogenizacii fenilgidroksilamina v vodnyh rastvorah 2-propanola na skeletnom nikele. // Zhurn.fiz.himii. 2010. T.84. N 11. P. 2085-2088. (in Russian)
Lopatkin E.V., Komarov A.A., Lefedova O.V., Nemceva M.P. / Vliyanie razlichnyh faktorov na skorost' degalogenirovaniya orto-hloranilina na skeletnom nikele v vodnyh rastvorah 2-propanola. // Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2010. T. 53. N 1. P. 118-121. (in Russian)
