Катализатор для гидрирования глюкозы

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социапистических

Респубпик (11) 593731 е: ,,1

/ --"-; —.--и... (51) М. Кл.

В 01 3 25/02 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03,09,75 (21) 2168999/23-04 с присоединением заявки №

Гасрднрстввнный ноевнтет

Ооввтн Мнннстров ССОР но дали неоорвтвннй н атнрытнй (23) Приоритет (53) УДК 66.097.3 (088.8) (43) Опубликовано 250278. Ьюллетень № 7 (45) Дата опубликоВания описания 0702.78 (72) Авторы

"ЗобРетеп"" Ф. Б. Бижанов, д. B. Сокольский, A. M. хисаметдинов, У. И. Юнусов, Е. А. Шилова и P К. Юнусова (71) Заявитель ИнсIHTóò органического катализа и электрОхимии

AH Казахской ССР (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ГИДРИРОВАНИЯ ГЛЮКОЗЫ

Изобретение относится к области приготовления катализаторов, в частности для гицрирования глюкозы.

Известны катализаторы для этого процесса, представляющие выщелоченные никельалюминиевые сплавы с промотирующей добавкой титана (1), хрома (2), индия (3) .

Прототипом изобретения является катализатор на основе вышелоченного ни- 10 кельалюминиевого сплава с промотируюшей добавкой марганца в количестве

5-10 вес.% (4 ).

Однако, этот катализатор обладает недостаточной стабильностью, а имен- 18 но, после третьего опыта активность его начинает снижаться от 100% до 98% выхода сорбита и к десятому опыту падает до 88%.

Целью изобретения — повышение ста- х0 бильности и активности катализатора.

Это достигается тем, что в качестве промотируюшей добавки катализатор содержит магний при следующем содержании компонентов в сплаве, вес .%: -8 о

Никель 24-26

Магний 4,5-5,5

Алюминий Остальное

В качестве сырья используют никель марки Н-О или Н-1 (куски), алюминий марки А-000 в виде прутков, слитков или гранул и магний в виде стружек или кусков (размерами 3-10 мм). Опытным путем подбирают режим выплавки сплавов заданного ссст ва и определяют процент угара, зависящий от температуры выплавки и времени удержания при данной температуре. При верхнем,пределе температур 1700-1800 С угар алюминия составляет 3%, никеля — 0,5%, магния 1,0%.

В кварцевый тигель помещают рассчитанное количество алюминия, постепенно нагревают его до 1100-1200 С, к расплавленной массе добавляют вычисленное количество никеля, нагретого до

300-400 С. Температура самопроизвольно поднимается до 1700 -1800 С. Печь отключают, при этом сплав охлаждают до температуры 950-1000 С, в расггпав,вводят магний, снова включают печь и эта температура поддерживается 5-10 мин при значениях анодного тока генераторной лампы 0,5-0,8 а, Происходит хорошее перемешивание расплава в индукционном поле. Далее сплав выливают в специальные охлаждаемые формы, изготовленные из графита или чугуна.

Пример приготовления: для изготовления 1000 г сплава содержащего, вес.%;

593731

Т а б л и ц а 1

Катализатор

Выход сорбита, Ъ

Nj скел, и -т

Ni - Мп

100 96 85

98 97 96

100 100 100

78 70 64 60

95 90 90 86

98 97 97 95

55 43 35

80 76 5

91 88

97 96,5

100 100 100 100 99,5 99

Ni -М

Та блица 2

Катализатор из спла (отношения в вес.Ъ

Степень превращения глюкозы через определенное время, час

Ni . С . . А 46: 4: 50 (промышленный) 40,5

38,0

42,0

32,0

36,2

30,0

33,0

44,9

60,9

65,2

N(Тi . :Аt 47:3:50 промышленный

И At 50:50

53,7

47,9

42,8

44,0

60,0

53,0

Ni At 30:70

N(: Мп; A(. 43:7:50

Hi: AAg: At 25: 5: 70

64,7

47,0

59,2

36,4

84,8

78,1

66,5

50,2

) 4-25,.Ид-5, М-70 берут следующее количество шихтовых материалов, г:

251,25 никеля, 721 алюминия и 50,5 магния.

Сплав употребляют в виде горошка с размером частиц 0,25 мм. Суспендированный никель-скелетный катализа тор с добавкой магния готовят по известной методике, т.е. выщелачивание производят 20Ъ-ным водным раствором о едкого натра при 100 С 2 ч. В качестве гидрируемого моносахарида берут глюкозу. Опыты проводят в реакторе

Н. Е. Вишневского.

В табл. 1 приведены сравнительные результаты стабильности и активности катализаторов при гидрировании глюкозы. Условия опыта: 400 мл 16Ъного водного раствора глюкозы, темО пература 110 С, давление водорода

50 кгс/см, рН 7,5-8 0 и количество катализатора 7Ъ от веса сухой глюкозы. Продолжительность каждого опыта ч.

В табл. 2 приведены сравнительные результаты стабильности и активности

:плавных катализаторов при гидрировачии глюкозы.

Условия опыта: 400 мл 16Ъ-ного водного раствора глюкозы с рН 7,58,0, температура 110 С, давление водорода 50 кгс/см, количество ката2 лизатора 1,5Ъ от веса сухой глюкозы (везде в расчете на 1 г Ni)

В табл. 3 приведена зависимость степени превращения глюкозы от давления водорода.

Условия опыта: 400 мл 16Ъ-ного водного раствора глюкозы с рН 7,58,0, температура 100 С, количество као талиэатора 1,5Ъ от веса сухой глюкозы.

Катализатор из сплава Ni .hhg At 25:5:70.

Таблица 3 показывает, что с увеличением давления водорода от 10 до

50 кгс/см выход сорбита возрастает от 21 до 76,3Ъ. Дальнейшее увеличе10 ние давления водорода практически не влияет на скорость восстановления глюкозы.

В таблице приведены результаты по гидрированию глюкозы при изменении

l5 температуры опыта от 80 до 130 С.

Условия опыта: 400 мл 16t-ного водного раствора глюкозы с рН 7,5-8,0, давление водорода 50 кгс/см, количество катализатора 1,5Ъ от веса сухой глюкозы.Катализаторl4c..цд И 25:5:70 .

Как видно из таблицы с ростом температуры увеличивается степень превращения глюкозы от 56,5 до 97,0Ъ.

25 В присутствии скелетного никелевого катализатора с добавкой магния рН среды после реакции гидрирования остается почти без изменения, что свидетельствует о преимуществе применен) ния данного катализатора в процессе гидрогениэации моносахаридов.

Катализаторы иэ сплавов Н1 — Мр — А могут быть использованы как в суспендированном состоянии (в автоклавах), 86 так и в виде гранул (в проточных системах) .

593731

Таблица 3

Давление во кгс/с

21,4

31,0

15,0

8,6

3,2

25,2

18,6

14,0

25,6

32,7

47,6

40,1

49,2

74,5

60,8

40,0

63,4

70,1

32,7

76,5

45,3

79,5

76,9

52,7

80,2

77,6

69,0

55,6

76,5

77,2

74,0

72,5

70,8

50 1 во

57,2

78,6

Таблица 4

40,6

30,5

56,5

49,2

48,2

41,3

65,0

57,0

100

74,5

63,4

45,3

76,5

110

84,8

78,1

66,5

50,2

120

88,1

ВО,3

72,7

59,8

75,4

130

97,0

90,2

82,6

24-26

4,5-5,5

Остальное.

Составитель Л. Белоус

Техред, М.Келемеш

Корректор В. Сердюк

Редактор Р. Антонова

Заказ 670/7 Тираж ЭИ Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изооретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Катализатор для гидрирования глю- 45 козы на основе вьпцелоченного никельалюминиевого сплава с промотирующей добавкой, отличающийся тем, что, с целью повышения активности и стабильности в качестве промотнрую- 80 щей добавки катализатор содержит магний при следующем содержании компонентов в сплаве, вес,Ъ:

Никель

Магний

56

Алюминий

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство

9.111381, кл. В 01 У 25/02, 19&7.

2. Авторское свидетельство 9 111997, кл. В 01 7 23/74, 1957.

3. Авторское свидетельство 9 258286, кл. В 01 1 25/02, 1968.

4. Авторское свидетельство М 242147, кл. В Ol J 25/02, 1968.