Исследование катализа реакции переэтерефикации растительных масел n,n-дифенилгуанидином

X tt в химии и химической технологии. Том XXV. 2011. № 5

Изучение механизма образования углеродных волокон обоих типов, а так же их роли в увеличении скорости и смещении термодинамического равновесия реакции газификации являются предметом дальнейшей работы.

Библиографические ссылки

1. Химическая энциклопедия: в 5 т.: Т. 5 /Ред.: Зефиров Н.С. (гл. ред.) и др. М.: Большая Российская энцикл., 1999. С. 27.

2. Эльман А.Р., Попов М.А., Рупасов С.И. Пат. РФ 2 324 647, 2008.

3. Iwaki Н., Ye S., Katagiri Н. [et al.];//Applied Catalysis A: General, 2004. V. 270. P. 237.

4. Gokon N., Hasegawa N., Kaneko H. [et al.]; //Solar Energy Materials & Solar Cells, 2003. V. 80. P. 335.

5. Sugiura K., Minami K., Yamauchi M. [et al.]; // Journal of Power Sources, 2007. V. 171. P. 228.

6. Курбатова H.A., Эльман A.P., Бухаркина Т.В.//Успехи в химии и химической технологии, 2010. Т. 24. № 5 (110). С. 27.

7. Курбатова H.A., Эльман А.Р., Бухаркина Т.В.//Кинетика и катализ, (принята в печать).

8. Reznik D., Olk С.Н., Neumann D A. [et al.]; // Physical review В, 1995. V. 52. № 1. P. 116.

9. Харрис П. Углеродные нанотрубы и родственные структуры. М.: Техносфера, 2003. С. 51.

10. Русаков A.A. Рентгенография металлов: Учебник для вузов. М.: Атомиздат, 1977. С. 317.

11. Гречишкина О.С. Физико-химические методы анализа природных энергоносителей и углеродных материалов: учеб. пособие /РХТУ. М.: Изд-во РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2007. С. 35.

УДК 66.095.134

Н.Ю. Ермолаева, С.Ю. Клочкова, В.Л. Ханикян, В.Ф. Швец

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия

ИССЛЕДОВАНИЕ КАТАЛИЗА РЕАКЦИИ ПЕРЕЭТЕРЕФИКАЦИИ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ ад-ДИФЕНИЛГУАНИДИНОМ

It is known the application of alkaline catalysts in the process of biodiesel manufacture has a number of disadvantages. Our aim was finding new effective catalysts for the transesterefiication of vegetable oils N,N-diphenilguanidin has been tested by us.

Как известно применение щелочных катализаторов в процессе производства биодизеля имеет ряд недостатков. С целью поиска новых эффективных катализаторов

С й 6 X и в химии и химической технологии. Том XXV. 2011. №5

реакции переэтерефикации растительных масел нами был использован Ы.Ы-дифенилгуанидин.

Исследование катализа в процессах получения Биодизеля, путем переэтерификации растительных масел низшими спиртами, остается одной из актуальных проблем. Как известно, гомогенный катализ на основе гидрокскида калия и гидроксида натрия имеет ряд недостатков, таких как жесткие требования на наличие воды и свободных кислот в исходном масле, а также очень энергоемкой стадии очистки конечных продуктов от соли и катализатора.

На основании результатов анализа литературных данных [1], было принято решение проводить исследования реакции переэтерефикации растительных масел с использованием ]ЧГ,1М-дифенилгуанидина (ДФГ), т.к. этот катализатор, как выяснялось, обладает рядом преимуществ по сравнению с традиционными катализаторами.

На первом этапе, нами исследовалась зависимость скорости протекания реакции от концентрации ДФГ. Было установлено, что уже 0,6 способствует протеканию реакции. Дальнейшее увеличение концентрации катализатора в диапазоне от 0,6 до 10,0% незначительно сказывалось на увеличение скорости протекания реакции. (В ближайшее время, одной из планируемых нами серий экспериментов будет изучение влияния интенсивности перемешивания смеси на скорость протекания реакции).

На следующем этапе, нами была исследована температурная зависимость протекания реакции. Было отмечено, что увеличение температуры реакции, практически никак не сказывается, а в некоторых случаях (например, при температурах близких к 60-65С) даже замедляет скорость получения метиловых эфиров.

Отдельная серия экспериментов была поставлена на изучение влияния скорости переэтерификации растительных масле от длины цепи спиртов. Было установлено, что с увеличением длины цепи в ряду С1 /СЗ/С8 скорость реакции значительно снижается. Через 4 недели реакции выход метиловых эфиров составил примерно 85%, 2-этил-гексиловых эфиров примерно 10%, и изопропиловых эфиров следы (рис.1).

На одном из этапов работы проводилось изучение реакции с веществами, присутствие которых в реакции с гидросксидом калия или натрия, блокируют действие катализатора: с водой и свободными жирными кислотами. Проводились три различных испытания: с олеиновой кислотой С18Н3402 ( 1% масс, от массы масла), с водой( 5%масс. от массы масла) и с водой( 5%масс. от массы масла) и олеиновой кислотой ( 1% масс, от массы масла). По результатам экспериментов выяснилось, что, несмотря на присутствие воды и свободных кислот, катализатор не дезактивируется и происходит образование эфиров (рис.2).

Как отмечалось ранее, ДФГ обладает рядом преимуществ по сравнению с щелочным катализом, поскольку наличие воды и свободных жирных кислот, практически не сказываются на протекание реакции, а плохая растворимость его в БД и в масле, позволяет выделять ДФГ из

X U в химии и химической технологии. Том XXV. 2011. № 5

смеси с конечными продуктами и многократно использовать в качестве катализатора

Выход БД, масс.% через 4 недели

100 -Г -----

50 -

Выход БД, масс.% через

^^^ 4 недели

0 --

эфиры С1, СЗ, С8 *

Рис.1 Выход масс.% эфиров С1 /СЗ/С8 высших жирных карбоиовых кислот

Рис.2 График зависимость выхода масс.% метиловых эфиров высших жирных карбоиовых КИСЛОТ ОТ содержания С18Н3402, Н20 и С18Н3402+Н2О. Время реакции 2 недели.

1 2 3 4 5 6

Рис.3 График завосимости выхода метиловых эфиров высших жирных карбоиовых кислот, масс.% в зависимости от цикла.

На одном из этапов работы проводилась проверка влияния моно- и ди-глицеридов на процесс. Для этого добавляли в реакционную смесь "затравку" 10% масс. Смеси моно- и ди-глицеридов. По результатам реакции установлено, что наличие моно- и ди- глицеридов никак не

9

0 it & I U в химии и химической технологии. Том XXV. 2011. № 5

сказывается на процесс.

Серия экспериментов проводилась на проверку, расходуется ли ДФГ во время реакции. Содержание ДФГ определяли при помощи титрования. Титрование проводили 0,1н раствором HCl. В результате опредилили, что в ходе реакции ДФГ не расходуется и большая часть ДФГ переходит в глицериновый слой (рис.4).

Рис.4. График зависимости объема титранта HCl, мл. для спиртов С1, СЗ, С8 по времени, дни

Полученные результаты, являются интересными и весьма перспективными для дальнейшего исследования и возможной промышленной реализации.

Библиографические ссылки

1. Исследование катализа реакции переэтерификации растительных масел аминосодержащими соединениями / Н.Ю. Ермолаева, A.B. Слизкая, B.JI. Ханикян, B.JI. Швец // Успехи в химии и химической технологии: Сб. науч. тр. [ред. П.Д. Саркисов и В.Б. Сажин]; / РХТУ им. Д.И. Менделеева. М.: Изд-во РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2010. Т.XXIV. 2010. №5(110). . С. 67-69.

УДК 66.093.64:

С.Ю. Клочкова, Н.Ю. Ермолаева, Р.Ю. Наренков, B.JI. Ханикян, В.Н. Сапунов

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия

ИССЛЕДОВАНИЕ АКТИВНОСТИ РЯДА ЦЕОЛИТНЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ В ПРОЦЕССЕ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОПИЛЕНА ИЗ МЕТАНОЛА

One of the most interesting industrial processes among those for Methanol processing is its conversion to hydrocarbons, in particular propylene, using pentasile catalysts. The reaction was carried out in a fixed-bed plug-flow reactor with varying weight-hourly space velocity of the feed