Введение к работе
Актуальность исследования. Дициклогексиламин (ДЦГА) является важным продуктом органического синтеза. Он используется как компонент антикоррозионных присадок к топливам, маслам, как компонент антикоррозионных покрытий металлических изделий, а также является исходным веществом при синтезе сульфенамидных ускорителей вулканизации. Производные дициклогексиламина (нитриты, бензоаты, карбонаты) широко применяются в качестве летучих ингибиторов коррозии изделий из стали, меди и её сплавов, алюминия, никеля, хрома и кобальта.
В настоящее время в РФ применение ДЦГА ограничено вследствие его дефицитности. Данный продукт получают в опытно-промышленных условиях по способам, которые характеризуются рядом недостатков - высокая стоимость катализаторов на основе редкоземельных металлов, относительно высоких температур и давления; проведение процессов в жидкой фазе и высокая продолжительность процесса, образование ряда побочных продуктов в значительных количествах. Альтернативой существующим процессам получения дициклогексиламина является его синтез из циклогексиламина (ЦГА) на гетерогенном оксидном катализаторе НТК-4 (В). Преимущества данного процесса состоят в высокой селективности, применении относительно низких температур и атмосферного давления, а также доступного катализатора.
В связи с этим актуальной является разработка и исследование процесса получения дициклогексиламина из циклогексиламина в газовой фазе в условиях гетерогенного катализа с применением катализатора НТК-4 (В).
Цель работы. Разработка научных основ синтеза дициклогексиламина диспро-порционированием циклогексиламина на промышленном катализаторе НТК-4 (В).
Задачи исследования. 1)На основе анализа литературных источников предложить наиболее эффективный способ получения дициклогексиламина в промышленных условиях. 2) Изучить термодинамику и кинетику реакции диспропорционирования циклогексиламина (ЦГА) на катализаторе НТК-4(В). 3) Определить оптимальные условия проведения процесса. 4) Разработать принципиальную технологическую схему получения ДЦГА диспропорционированием ЦГА на катализаторе НТК-4(В).
Научная новизна. Впервые изучен процесс диспропорционирования циклогексиламина на катализаторе НТК-4(В). Установлена химическая схема процесса.
Рассмотрены термодинамические характеристики реакций, протекающих в процессе диспропорционирования циклогексиламина. Экспериментально изучено равнове-
Диссертант выражает искреннюю благодарность за участие в работе к.х.и., доценту Шишкину Е.В., к.т.н., доценту Волчкову В.М.
сие реакции образования дициклогексиламина из циклогексиламина. Установлено, что данная реакция является атермической.
Впервые изучена кинетика процесса диспропорционирования ЦГА в ДЦГА на катализаторе НТК - 4 (В). Предложен вероятный механизм, на основе которого разработана математическая модель этого процесса.
Практическая значимость работы. Состоит в установлении влияния основных технологических параметров на конверсию и выход дициклогексиламина, определены оптимальные условия, которые обеспечивают максимальную конверсию циклогексиламина (ХЦГА) и выход дициклогесиламина (/ДЦГА) при максимальной удельной производительности реактора и минимальном расходе катализатора НТК-4(В). Разработана принципиальная технологическая схема стадии синтеза ДЦГА. Результаты работы могут быть использованы в качестве исходных данных при проектировании промышленного производства ДЦГА.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывали и обсуждали на XII и XIII региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области (Волгоград, 2007, 2008); ежегодной научной конференции ВолгГТУ (Волгоград 2007, 2008, 2009, 2011); XII Международной научно-технической конференции «Наукоемкие химические технологии-2008» (Волгоград, 2008), XIX Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Волгоград 2011).
Публикация результатов. По материалам диссертации опубликовано 12 работ, в том числе 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК, 6 тезисов научных докладов, получено 2 патента РФ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав и выводов. Общий объем работы 125 страниц машинописного текста, в том числе: 24 таблицы, 41 рисунок, список использованной литературы содержит 112 наименований.
