Способ получения н-гептадекана гидродеоксигенированием стеариновой кислоты



Владельцы патента RU 2503649:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к способу получения н-гептадекана гидродеоксигенированием стеариновой кислоты. Способ включает проведение процесса в 4-6% растворе стеариновой кислоты в додекане в присутствии палладиевого катализатора в количестве 11-13% от массы стеариновой кислоты, который нанесен на сверхсшитый полистирол марки MN270, при этом процесс осуществляют в атмосфере водорода при давлении 0.5-0.7 МПа и при температуре 250-260°С. Предложенный способ позволяет повысить качество получаемого продукта за счет отсутствия в его составе серы. Кроме того, снижение содержания металла в катализаторе и возможность его многократного использования приводит к удешевлению получаемого продукта. 7 пр., 1 табл.

 

Изобретение относится к органической химии, а именно к способам получения насыщенных углеводородов, используемых в качестве компонентов биодизельного топлива второго поколения.

Известен способ получения углеводородов путем деоксигенирования жирных кислот на сульфидированном катализаторе 5% ZnTiO3/Al2O3, со следующим содержанием компонентов: масса катализатора 0.25% от массы стеариновой кислоты. Реакция проводится в проточном реакторе при температуре 350°C и давлении азота 0.1-1 МПа. Выход конечного продукта составляет - 80% (US №044722, кл. C10G 31/00, B01J 21/06, С07С 7/00, C10G 3/00, C10L 1/02, 2001 г.).

Недостатком данного способа является низкий выход продукта, что является следствием использования высокой температуры и давления азота. Кроме того высокое содержание активной фазы в катализаторе приводит к удорожанию продукта. Использование сульфидированного катализатора приводит к снижению качества получаемого продукта, вследствие загрязнения его серой.

Известен также способ получения углеводородов путем гидрирования триглицеридов жирных кислот. Данный способ осуществляется в проточном реакторе с неподвижным слоем катализатора. В качестве катализатора используют CuO-ZnO/Al2O3. Содержание катализатора составляет 1.1 г/см2. Процесс проводится при температуре 340°C и давлении водорода 0.2 МПа. Степень превращения триглицеридов составляет 99% от начальной массы (RU №2462445, кл. C07C 9/22, C07C 1/22, C07C 69/003, C07C 67/28, B01J 23/72, 2011 г.).

Недостатком данного способа является низкий выход продукта, что является следствием использования высокой температуры и давления водорода. Кроме того не приведены данные по выходу продукта, а также по стабильности катализатора.

Известен способ получения н-гептадекана путем деоксигенирования стеариновой кислоты. В качестве катализатора используют 5% Pd/C, в количестве 12% от массы стеариновой кислоты. Процесс проводится при температуре 300°C и давлении азота 0.6 МПа. Длительность процесса составляет 6 часов. Выход н-гептадекана составляет 99% (Snare М. Heterogeneous catalytic deoxygenation of stearic acid for production of biodiesel / M. Snare, I. Kubickova, P. Maki-Arvela, K. Eranen, D.Yu. Murzin // Ind. Eng. Chem. Res. - 2006. - Vol.45. - №16).

Недостатком данного способа является достаточно высокое содержание палладия в катализаторе, что приводит к удорожанию продукта. Так же, одним из недостатков способа является достаточно большое время, требуемое для проведения процесса.

Известен также способ получения углеводородов путем гидродеоксигенирования жирных кислот талового масла с использованием сульфидированного катализатора NiMo/Al2O3. Процесс проводили в реакторе высокого давления PARR при давлении водорода 3.3 МПа и температуре 340°C. В качестве растворителя использовали гексан. Количество катализатора составляло 2.5 мас.% от жирных кислот. Выход продукта составляет 90% (RU №2394872, кл. C10G 3/00, C07C 1/20, C07C 9/00, C07C 1/213, 2006 г.).

Недостатком данного способа является достаточно низкий выход продукта, что является следствием использования высоких температур и давлений. Кроме того, вследствие использования сульфидированного катализатора, получаемый продукт может загрязняться серой (~10 ч/млн), что приводит к ухудшению качества продукта.

Задачей изобретения является разработка способа получения н-гептадекана путем гидродеоксигенирования стеариновой кислоты с использованием палладиевого катализатора на основе матрицы сверхсшитого полистирола.

Технический результат изобретения - повышение выхода н-гептадекана с одновременным повышением качества получаемого продукта.

Поставленная задача достигается тем, что согласно изобретению способ получения н-гептадекана гидродеоксигенированием стеариновой кислоты осуществляется путем проведение процесса в 4-6% растворе стеариновой кислоты в додекане в присутствии палладиевого катализатора в количестве 11-13% от массы стеариновой кислоты, который нанесен на сверхсшитый полистирол марки MN270, при этом процесс осуществляют в атмосфере водорода при давлении 0.5-0.7 МПа и при температуре 250-260°C.

Применение полимерного палладийсодержащего катализатора позволяет стабилизировать наночастицы металла, что приводит к увеличению стабильности работы катализатора, а также использовать более мягкие условия проведения процесса в связи в высокой активностью катализатора.

При уменьшении температуры проведения процесса ниже 250°C происходит замедление гидродеоксигенирования, а при увеличении выше 260°C рповышается содержание побочных продуктов. Изменение соотношения концентрации катализатора и стеариновой кислоты как в большую, так и в меньшую сторону от оговоренных интервалов ведет к уменьшению выхода н-гептадекана. Полимерный палладийсодержащий катализатор остается стабильным в течение 30-50 реакционных циклов. Снижение содержания палладия в катализаторе приводит к замедлению процесса, а увеличение содержания более 1-2% приводит к снижению выхода н-гептадекана.

Учитывая, что в результате реакции могут образовываться н-гептадецен, использование водорода приводит к увеличению выхода н-гептадекана. При уменьшении давления водорода ниже 0.5 МПа происходит замедление процесса гидродеоксигенирования, а при увеличении выше 0.7 МПа увеличивается содержание побочных продуктов.

Способ получения н-гептадекана гидродеоксигенированием стеариновой кислоты поясняется следующими примерами.

Пример 1.

В реактор вносили 3.0 г/л палладийсодержащего катализатора, полученный путем нанесения его на сверхсшитый полистирол марки MN270, и раствор 0.89 г стеариновой кислоты в 30·10-6 м3 додекана - концентрация раствора составила 4%. Затем реактор герметизировали и трижды продували водородом последовательным открытием и закрытием вентилей. Затем устанавливали давление водорода 0.6 МПа, контролируемое по манометру, и температуру 255°C.

Выход н-гептадекана составил 99.8%. Сера в получаемом продукте отсутствует.

Остальные варианты реализации заявленного способа проводились аналогично примеру 1, результаты указаны в таблице 1.

Таблица 1
Результаты получения н-гептадекана реакцией гидродеоксигенирования стеариновой кислоты
Условия реакции Выход н-гептадекана Содержание серы
t=255°С    
С0=5%*    
Ск=11%** 99.2 Отсутствует
Давление водорода 0.6 МПа    
t=255°С    
С0=3%*    
Ск=11%** 99.0 Отсутствует
Давление водорода 0.6 МПа    
t=255°С 99.5 Отсутствует
С0=4%*    
Ск=11%**    
Давление водорода 0.5 МПа    
t=255°С    
С0=4%*    
Ск=11%** 99.1 Отсутствует
Давление водорода 0.7 МПа    
t=255°С    
С0=4%*    
Ск=13%** 99.2 Отсутствует
Давление водорода 0.6 МПа    
t=250°С    
С0=4%*    
Ск=11%** 99.5 Отсутствует
Давление водорода 0.6 МПа    
t=260°С    
С0=4%*    
Ск=11%** 99.0 Отсутствует
Давление водорода 0.6 МПа    
*С0 - концентрация стеариновой кислоты от массы реакционной смеси
**Ск - концентрация катализатора от массы стеариновой кислоты

Предложенный способ позволяет получать н-гептадекан с выходом 99.8%, используемый в качестве компонента биодизельного топлива второго поколения. Предложенный способ позволяет повысить качество получаемого продукта за счет отсутствия в его составе серы. Кроме того снижение содержания металла в катализаторе и возможность его многократного использования приводит к удешевлению получаемого продукта.

В настоящее время способ находится на стадии лабораторных экспериментов.

Способ получения н-гептадекана гидродеоксигенированием стеариновой кислоты, включающий проведение процесса в 4-6%-ном растворе стеариновой кислоты в додекане в присутствии палладиевого катализатора в количестве 11-13% от массы стеариновой кислоты, который нанесен на сверхсшитый полистирол марки MN270, при этом процесс осуществляют в атмосфере водорода при давлении 0,5-0,7 МПа и при температуре 250-260°С.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения базового масла, включающий контактирование C10+ углеводородного сырья с катализатором и водородом в условиях изомеризации с получением базового масла.

Изобретение относится к способу получения фракции полиметилзамещенных алканов C18-C36 формулы: ,где n=4-10, путем взаимодействия расплава атактического полипропилена с кислородом воздуха при 150-250°С в течение 1-6 ч при расходе воздуха 0,6-1,9 л/(мин·кг) с использованием в качестве сырья побочных низкомолекулярных продуктов окисления.

Изобретение относится к способу селективного получения углеводородов, пригодных для использования в качестве дизельного топлива, заключающийся в декарбонилировании/декарбоксилировании смеси карбоновых кислот С8-С24 (насыщенных и ненасыщенных) в растворителе в атмосфере водорода в присутствии гетерогенного катализатора, представляющего собой палладий на оксиде алюминия при температуре 200-400°С и давлении 0,1-5 МПа.
Изобретение относится к способу получения насыщенных углеводородов - компонентов дизельного топлива и сложных эфиров жирных кислот, взаимодействием триглицеридов жирных кислот с водородом с использованием медьсодержащего катализатора.

Изобретение относится к масляной среде, пригодной для получения диметилового эфира и/или метанола, используемой для реакции синтеза в процессе реакции с суспензионным слоем в качестве среды, содержащей в качестве основного компонента разветвленный насыщенный алифатический углеводород, содержащий 16-50 атомов углерода, 1-7 третичных атомов углерода, 0 четвертичных атомов углерода и 1-16 атомов углерода в разветвленных цепях, связанных с третичными атомами углерода; причем, по меньшей мере, один третичный атом углерода связан с углеводородными цепочками длиной 4 или более атомов углерода, расположенными в трех направлениях.

Изобретение относится к способу получения разветвленных насыщенных углеводородов, характеризующемуся тем, что на первой стадии сырье, содержащее, по меньшей мере, одну жирную кислоту, имеющую общее количество атомов углерода от 8 до 26, этерифицируют, по меньшей мере, одним жирным спиртом, имеющим общее количество углерода от 8 до 26, с получением сложных эфиров, на второй стадии полученные сложные эфиры гидрируют до жирных спиртов, на третьей стадии полученные жирные спирты дегидратируют до альфа-олефинов, на четвертой стадии альфа-олефины олигомеризуют в олигомеры, а на пятой стадии олигомеры гидрируют.

Изобретение относится к смеси изоалканов, в качестве масляных тел для косметических или фармацевтических средств, 1H-ЯМР-спектр которой в области химического сдвига от 0,6 до 1,0 м.д.
Изобретение относится к двум вариантам способа селективного получения углеводородов, пригодных для дизельного топлива, один из которых характеризуется тем, что в данном способе есть стадии, на которых проводится реакция декарбоксилирования/декарбонилирования, посредством введения сырья, происходящего из возобновляемых источников и содержащего в себе С8-С24 жирные кислоты, сложные эфиры C8-C24 жирных кислот, триглицериды C8-C24 жирных кислот или соли металлов С8-С24 жирных кислот или их сочетание, и, при желании, растворитель или смесь растворителей, вводят во взаимодействие с гетерогенным катализатором, который, при необходимости, предварительно обработан водородом при температуре 100-500°С перед вступлением в контакт с сырьевым материалом, который содержит в себе от 0,5% до 20% одного или нескольких металлов, принадлежащих к группе VIII, выбранных из платины, палладия, иридия, рутения и родия или от 2% до 55% никеля на носителе, выбранном из оксидов, мезопористых веществ, углеродсодержащих носителей и структурных носителей катализатора, при температуре 200-400°С и давлении от 0,1 МПа до 15 МПа, для получения смеси углеводородов в качестве продукта.

Изобретение относится к способу получения синтетических жидких углеводородов из углеводородных газов, включающий каталитическую пароуглекислотную конверсию исходного сырья и рециркуляционных продуктов с подводом высокотемпературного тепла и получением синтез-газа, каталитическую переработку синтез-газа по методу Фишера-Тропша с отводом низкотемпературного тепла испарительным охлаждением, разделение продуктов, полученных в результате переработки синтез-газа, на три потока: смесь жидких углеводородов, воду и отходящие газы, и последующее разделение полученной смеси жидких углеводородов на фракции товарных видов углеводородов (бензин, керосин, дизельное топливо) и углеводороды C21+, отличающийся тем, что подводимое при постоянном давлении 0,8-3,0 МПа на переработку исходное газообразное сырье после очистки от соединений серы разделяют на два потока, один из которых вместе с частью отходящих газов из реактора синтеза Фишера-Тропша, диоксидом углерода, выделяемым из отходящих дымовых газов, и водяным паром, подают в каталитический реактор радиально-спирального типа на пароуглекислотную конверсию, которую проводят при температуре 950-1050°С, полученный синтез-газ подают в качестве греющей среды в паровой котел, после частичного охлаждения в котором синтез-газ для отделения влаги дополнительно охлаждают до температуры 20-40°С внешним хладоносителем и отделяют от влаги в поверхностном охладителе-осушителе синтез-газа, после чего подают в реактор синтеза Фишера-Тропша, а второй поток исходного газообразного сырья смешивают с другой частью отходящих газов из реактора синтеза Фишера-Тропша и подают на горелку каталитического реактора в качестве топлива, причем перед подачей на горелку эту смесь и необходимый для горения воздух нагревают в блоке рекуперации тепла за счет частичного охлаждения дымовых газов, выходящих из каталитического реактора, после чего дымовые газы для отделения влаги дополнительно охлаждают внешним хладоносителем в поверхностном охладителе-осушителе дымовых газов, затем выделяют из них диоксид углерода, который подводят в каталитический реактор пароуглекислотной конверсии, охлажденные и очищенные от диоксида углерода дымовые газы выводят из установки, а конденсат, выделяемый в охладителях-осушителях из синтез-газа и дымовых газов, и воду, получаемую после разделения продуктов реакции Фишера-Тропша, подвергают очистке в узле водоподготовки и направляют для производства пара, необходимого для проведения пароуглекислотной конверсии исходного газообразного сырья, в паровой котел, в котором нагрев и испарение конденсата осуществляют за счет тепла синтез-газа.

Изобретение относится к способу получения стирола каталитическим превращением соответствующего ацетофенона в реакторе проточного типа. .

Изобретение относится к одностадийному способу газофазного получения изопрена, включающему взаимодействие формальдегида с изобутиленом, или изобутилен содержащим сырьем, или производными изобутилена в присутствии катализатора, характеризующемуся тем, что взаимодействие проводят в присутствии твердофазного катализатора, содержащего фосфаты, выбранные из ряда фосфатов циркония, ниобия или тантала.
Изобретение относится к двум вариантам способа селективного получения углеводородов, пригодных для дизельного топлива, один из которых характеризуется тем, что в данном способе есть стадии, на которых проводится реакция декарбоксилирования/декарбонилирования, посредством введения сырья, происходящего из возобновляемых источников и содержащего в себе С8-С24 жирные кислоты, сложные эфиры C8-C24 жирных кислот, триглицериды C8-C24 жирных кислот или соли металлов С8-С24 жирных кислот или их сочетание, и, при желании, растворитель или смесь растворителей, вводят во взаимодействие с гетерогенным катализатором, который, при необходимости, предварительно обработан водородом при температуре 100-500°С перед вступлением в контакт с сырьевым материалом, который содержит в себе от 0,5% до 20% одного или нескольких металлов, принадлежащих к группе VIII, выбранных из платины, палладия, иридия, рутения и родия или от 2% до 55% никеля на носителе, выбранном из оксидов, мезопористых веществ, углеродсодержащих носителей и структурных носителей катализатора, при температуре 200-400°С и давлении от 0,1 МПа до 15 МПа, для получения смеси углеводородов в качестве продукта.

Изобретение относится к способу получения высококачественного насыщенного базового масла или компонента базового масла на основе углеводородов. .

Изобретение относится к способу получения изопрена из изобутенсодержащих С4 углеводородных смесей и формальдегида путем химического превращения в присутствии кислотного водорастворимого и/или твердого катализатора как минимум в трех реакционных зонах, в первой из которых осуществляют извлечение изобутена из углеводородной смеси с помощью гидратации, во второй - образование полупродуктов, способных далее разлагаться в изопрен, и третьей - разложение полупродуктов с последующим разделением полученных в этой зоне реакционных смесей и рециркуляцией как минимум части выделяемого изобутена в зону синтеза полупродуктов, при этом часть исходного формальдегида подают в зону извлечения изобутена, реакционную массу указанной зоны расслаивают на водный и органический потоки, водный поток, содержащий как минимум третбутанол, 3-метилбутандиол-1,3 и 4,4-диметилдиоксан-1,3, и остальную часть исходного формальдегида направляют в зону синтеза полупродуктов, из зоны синтеза полупродуктов выводят водный и органический потоки, которые направляют в зону разложения, возможно, предварительно пропуская через зону гидролиза, а органический поток зоны извлечения изобутена подают в узел отгонки углеводородов C4 и остаток после отгонки углеводородов C4, содержащий как минимум третбутанол и 4,4-диметилдиоксан-1,3, направляют в зону синтеза полупродуктов, и/или в зону разложения, и/или в зону гидролиза.

Изобретение относится к способу получения изопрена на основе взаимодействия формальдегида и изобутена и/или трет-бутанола, осуществляемый в присутствии кислотного катализатора и воды при повышенных температурах в две последовательные стадии, на первой из которых проводят синтез полупродуктов и на второй стадии проводят разложение полупродуктов в смеси с другими компонентами, присутствующими в реакционной массе первой стадии, с отбором с верха реактора второй стадии продуктов реакции и части воды и выделением из продуктов реакции изопрена, заключающийся в том, что разложение полупродуктов проводят в вертикальном аппарате, имеющем в нижней части обогреваемую кожухотрубчатую зону с числом распределенных по сечению трубок не менее 10, и расположенную выше нее реакционную зону, сообщающуюся с трубным пространством кожухотрубчатой зоны и содержащую жидкость, из верхней указанной реакционной зоны и/или соединенной с ней сепарационной зоны осуществляют принудительную рециркуляцию жидкости в нижнюю часть указанного аппарата, сообщающуюся с трубным пространством.

Изобретение относится к способу получения изопрена на основе жидкофазного взаимодействия формальдегида и изобутена при кислотном катализе в присутствии воды при повышенной температуре, включающем две последовательные стадии химического превращения, на первой из которых проводят преимущественно синтез полупродуктов и на второй стадии проводят разложение полупродуктов с образованием изопрена, выводимого в составе парового потока, и осуществляют как минимум последующее разделение реакционных продуктов, причем разложение полупродуктов проводят в реакционной системе, включающей как минимум обогреваемую через межтрубное пространство кожухотрубчатую реакционную зону и соединенную с ее трубным пространством барботажно-реакционную зону, объем жидкости в которой как минимум в 1,2 раза, предпочтительно в 1,5-3 раза, превышает объем жидкости в трубах кожухотрубчатой реакционной зоны.

Изобретение относится к катализаторам сжигания водорода. Описан катализатор сжигания водорода, включающий каталитически активный металл, нанесенный на носитель катализатора, образованный неорганическим оксидом, при этом носитель включает органический силан по меньшей мере с одной алкильной группой из трех или менее атомов углерода, путем замещения присоединенной к концу каждой из определенной части или ко всем гидроксильным группам на поверхности носителя; и каталитически активный металл нанесен на носитель катализатора, включающий присоединенный к нему органический силан.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2014-01-10 2014-01-10T19:05:07
Наверх