Способ каталитического окисления лигнита при атмосферном давлении с использованием кислорода в качестве окислителя



Способ каталитического окисления лигнита при атмосферном давлении с использованием кислорода в качестве окислителя
Способ каталитического окисления лигнита при атмосферном давлении с использованием кислорода в качестве окислителя
Способ каталитического окисления лигнита при атмосферном давлении с использованием кислорода в качестве окислителя
Способ каталитического окисления лигнита при атмосферном давлении с использованием кислорода в качестве окислителя

Владельцы патента RU 2700265:

ЧАЙНА ЮНИВЕРСИТИ ОФ МАЙНИНГ ЭНД ТЕКНОЛОДЖИ (CN)

Изобретение имеет отношение к способу каталитического окисления лигнита с использованием кислорода в качестве окислителя при атмосферном давлении. Способ используется для мягкого окисления лигнита с использованием кислорода в качестве окислителя под действием нитроксильного радикала в качестве катализатора и соли или оксида металла в качестве сокатализатора. Процесс состоит из следующих этапов: измельчение лигнита до 200 меш или менее, сушка пылеугольного образца при температуре 80°С в вакууме в течение 10 ч, при весе 0,5 г обработанного угля, последовательном добавлении 10 мл уксусной кислоты, 0,5 ммоль катализатора и 0,15-0,25 ммоль сокатализатора в колбу с круглым дном, соединение тройника с верхним отверстием конденсаторной трубы, трехкратная замена кислорода в вакууме таким образом, чтобы колба с круглым дном заполнялась кислородом, поддержание давления кислорода на уровне 0,1 МПа, реакция при температуре от 80°С до 120°С в течение от 4 до 12 ч; фильтрация после окончания реакции; декомпрессирование фильтрата для удаления уксусной кислоты, добавление небольшого количества этилацетата для растворения, а затем добавление избыточного раствора CH2N2/эфира для этерификации при комнатной температуре в течение 10 ч, использование фильтровальной бумаги 0,45 мкм для фильтрации и анализ этерифицированного продукта с помощью газового хроматографа-масс-спектрометра. Технический результат состоит в использовании кислорода в качестве окислителя, имеющего невысокую стоимость, не токсичного, за счет чего обеспечивается охрана окружающей среды и мягкие условия. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 6 пр.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к способу мягкого окисления лигнита и в особенности к способу каталитического окисления лигнита при атмосферном давлении с использованием кислорода в качестве окислителя.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Китайский лигнит богат ресурсами, на его долю приходится около 13% общего объема запасов угля. Однако лигнит имеет низкую степень карбонизации, обладает такими недостатками, как высокое содержание воды, высокая зольность, низкая теплотворная способность и тому подобное, имеет низкую тепловую эффективность, достигаемую при прямом сжигании, является причиной серьезного загрязнения окружающей среды и считается топливом низкого качества, вследствие чего необходимы новые технологии для ограниченного использования лигнита с высокой добавленной стоимостью. В результате реакции окисления уголь может использоваться в качестве сырья для получения продуктов с высокой добавленной стоимостью с одной стороны, а возможная в угле структура может быть вычтена путем определения структуры продукта, с другой стороны. В зависимости от окислителей способы окисления угля можно разделить на способ окисления перекисью водорода, способ окисления окислительной кислотой, кислородно (воздушно)-щелочной способ окисления, способ окисления тетроксидом рутения, способ окисления гипохлоритом натрия и тому подобное.

Кроме того, воздушно/кислородный способ окисления угля в основном изучается во многих способах окисления, главным образом потому, что воздух или кислород являются дешевыми и легко получаемыми, а выход органической кислоты в продуктах выше.

Камия и др. изучали реакцию окисления в системе O2/Na2CO3 и в системе О2/K2CO3 с использованием японского битуминозного угля в качестве сырья. Температура реакции была установлена на уровне 250-280°С, время окисления составляло 120 минут, начальное давление кислорода - 3 МПа. После окончания реакции угольный шлак отфильтровывается, подкисляется серной кислотой, регенерированная гуминовая кислота была отфильтрована, а фильтрат был извлечен 2-бутаноном. Экспериментальные результаты показали, что на выход продукта несомненно влияют температура окисления, количество щелочи и скорость перемешивания, а условия реакции при наивысшем выходе угольной кислоты были следующими: температура реакции составляла 270°С, отношение угля к Na2CO3 составляло 1:3, начальное давление кислорода было 1,5 МПа, скорость перемешивания - 85 об/мин, время реакции - 2 ч, выход угольной кислоты - 65%.

Ю. Камия и другие сначала провели термическую обработку, а затем выполнили кислородно-щелочное окисление в целях увеличения выхода бензойной кислоты. Температура термической обработки составила 300-500°С. Экспериментальные результаты показали, что выход бензойной кислоты из австралийского лигнита, подвергнутого термической обработке, был в значительной степени улучшен, а максимальный выход можно было увеличить до 30%.

Пан Куикун (Pan Qikun) и др. провели ряд экспериментов, таких как производство бензойной кислоты путем щелочного окисления лигнита и получения терефталевой кислоты путем реформинга бензойной кислоты. Используя лигнит Хуолинхе в качестве сырья, они исследовали влияние различных условий реакции на выход угольной кислоты для получения оптимальных условий реакции следующим образом: температура реакции составляла 240°С, начальное давление кислорода - 5,5 МПа, соотношение щелочи к углю - 3:1, время реакции составило 0,5 ч, а выход полученной угольной кислоты составил 35,2%, при этом выход бензолполикарбоновой кислоты достиг 22,52%.

Таким образом из вышесказанного видно, что условия реакции, выбранные различными исследователями во время кислородно-щелочного окисления, меняются в узком диапазоне, выбранная щелочь - Na2CO3, NaOH и KОН, окислитель - дешевый воздух или О2, диапазон температур между 220-300°С, и давление часто составляет от 3 до 10 МПа. Полученный продукт включает в себя в основном бензолполикарбоновую кислоту, кроме того, в растворе присутствуют различные низкомолекулярные жирные кислоты, в том числе муравьиная кислота, щавелевая кислота, уксусная кислота, яблочная кислота, пировиноградная кислота и другие подобные. Способ кислородно-щелочного окисления требует высокой температуры и высокого давления и большого количества щелочи, так что практическое применение этого способа было ограничено данными недостатками.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предметом настоящего изобретения является обеспечение дешевого, экологически чистого, мягкого и эффективного способа каталитического окисления лигнита с использованием кислорода в качестве окислителя при атмосферном давлении.

Предмет настоящего изобретения реализуется следующим образом: способ используется для мягкого окисления лигнита кислородом в качестве окислителя под действием нитроксильного радикала в качестве катализатора и соли или оксида металла в качестве сокатализатора;

Особый процесс включает в себя следующие этапы: измельчение лигнита до 200 меш или менее, сушка измельченного пылеугольного образца при температуре 80°С в вакууме в течение 10 часов, взвешивание 0,5 г образца обработанного угля с последовательным добавлением 10 мл уксусной кислоты, 0,5 ммоль катализатора и 0,15-0,25 ммоль сокатализатора в колбу с круглым дном, соединение тройника с верхним отверстием конденсаторной трубы, трехкратную замену кислорода в вакууме таким образом, чтобы колба с круглым дном заполнялась кислородом, поддержание давления кислорода на уровне 0,1 МПа, реакция при температуре 80-120°С в течение 4-12 часов, наблюдение за условиями реакции, использование кислорода в качестве окислителя для каталитического окисления лигнита при атмосферном давлении 0,1 МПа, фильтрация после окончания реакции; декомпрессирование фильтрата для удаления уксусной кислоты, добавление небольшого количества этилацетата для растворения, а затем использование избыточного раствора CH2N2/эфира для этерификации в течение 10 часов при комнатной температуре, использование фильтровальной бумаги 0,45 мкм для фильтрации и анализ этерифицированного продукта с помощью газового хроматографа-масс-спектрометра (ГХ/МС).

Условия газовой хроматографии следующие: гелий используется в качестве газа-носителя, расход составляет 1,0 мл/мин, а коэффициент деления потока - 20:1, температура устройства для ввода пробы - 280°C, процедура повышения температуры следующая: начальная температура - 70°C, повышается на 20°С/мин до 280°C и выдерживается в течение 1 минуты, а время регистрации хроматограммы составляет 14,5 минут. Условия масс-спектрографии следующие: температура источника ионов 280°C, температура линии передачи 280°C, а диапазон обнаружения относительной молекулярной массы 50-650 а.е.м.

Катализатором является нитроксильный радикал, а нитроксильный радикал получен из следующих соединений: N-гидрокси-о-сульфонилбензимид, N,N-дигидроксипиромеллитовый диимид, 1,3,5-тригидроксиизоциануровая кислота, N-гидрокси-N-метилбензамид, 3,5-динитро-N-гидрокси-N-метилбензамид, и 1-гидрокси-2,2-дифенил-3-индолон; структура катализатора выглядит следующим образом:

Сокатализатор представляет собой соль или оксид металла, а соль или оксид металла - это одно из следующих соединений: ацетат кобальта, ацетат марганца, ацетат меди, ацетат железа и диоксид марганца.

Если лигнит - 0,5 г, количество катализатора - 0,5 ммоль, молярное отношение сокатализатора составляет 30-50% из расчета катализатора, а общий выход угольной кислоты составляет 66,21-85,47%, при этом выход бензойной кислоты достигает 22,58-28,85%.

Способ имеет следующие положительные эффекты: при вышеупомянутой схеме в качестве окислителя используется дешевый и экологически чистый кислород, в качестве катализатора используется нитроксильно радикальное соединение, в качестве сокатализатора используется соль или оксид металла. Всего для продуктов окисления лигнита способом ГХ/МС идентифицировано 123 вида соединений, в том числе 40 видов соединений монокарбоновой кислоты (МСА), 14 видов соединений дикарбоновой кислоты (DCA), 4 вида соединений трикарбоновой кислоты (АТСА), 21 вид соединений бензойной кислоты (ВСА), 23 вида углеводородных алкильных соединений (НС), 15 видов других соединений (ОС) и 6 видов гетероатомных соединений.

Содержание соединений монокарбоновой кислоты (МСА) больше в продуктах окисления, составляет до 28,34-36,08%, содержание 7-карбонилоктановой кислоты является самым высоким, а содержание других соединений, таких как 3-гидроксипропионовая кислота, 2- гидроксиуксусная кислота, 2-гидроксипропионовая кислота, нонановая кислота, 2-этил- 3-карбонил-масляная кислота и (Z)-октадека-11-еноевая кислота также выше.

Дикарбоновая кислота в продуктах окисления в основном включает в себя короткие цепочки, самой длинной цепочкой углеводородов является ундекандиовая кислота, соединения без заместителей, такие как глутаровая кислота, субериновая кислота и адипиновая кислота, а также соединения дикарбоновой кислоты с заместителями, такими как метилглутаровая кислота, гидрокси-янтарная кислота и метиладипиновая кислота обнаруживаются с помощью способа газовой хроматографии/массовой спектрометрии. Общее содержание соединений двухосновных кислот составляет 10,26-18,34%, а относительное содержание 2,4-диметиладипиновой кислоты является наиболее высоким, за которым следуют малеиновая кислота, янтарная кислота и 2-гидроксиянтарная кислота.

Общее содержание трикарбоновой кислоты в продуктах окисления составляет 3,15-7,82%, в том числе 4 вида соединений трикарбоновой кислоты, таких как 1,2,3-пропантрикарбоновая кислота, 1,3,5-пентантрикарбоновая кислота, 2-гидрокси-1,3,5-пентантрикарбоновая кислота и 1,3,6-гексантрикарбоновая кислота, в которых относительное содержание 1,3,6-гексантрикарбоновой кислоты является наиболее высоким.

В общей сложности в продуктах окисления генерируется 21 тип соединений бензойной кислоты, а их общее содержание достигает 22,58-28,85%, в том числе 3 вида соединений трикарбоновой кислоты, 1 вид соединения дикарбоновой кислоты, и 17 видов соединений монокарбоновой кислоты. Можно увидеть, что генерируется больше видов соединений бензойной кислоты, а содержание бензол-1,3,5-трикарбоновой кислоты является наиболее высоким, за которой следуют бензойная кислота, 4-метоксибензойная кислота и бензол-1,2,4-трикарбоновая кислота.

По сравнению с традиционным способом окисления, кислородно-щелочной способ, представленный в настоящем изобретении, имеет следующие существенные характеристики: несмотря на то, что кислород используется в качестве окислителя, условия реакции являются мягкими, лигнит может мягко и эффективно окисляться при атмосферном давлении (давление кислорода поддерживается на уровне 0,1 МПа) и средней температуре (80-120°С), в этом случае можно избежать использования оборудования, работающего при высокой температуре и высоком давлении, и снизить энергопотребление. Эффективность окисления высокая, а общий выход угольной кислоты достигает 66,21-85,47%, при том, что выход бензойной кислоты достигает 22,58-28,85%. Способ окисления лигнита мягкий и эффективный.

При анализе и обнаружении распределения продуктов окисления с помощью газового хроматографа-масс-спектрометра Agilent 7890/5975 было идентифицировано всего 123 соединения, в том числе 40 видов соединений монокарбоновой кислоты (МСА) с общим содержанием 28,34-36,08%, 14 видов соединений дикарбоновой кислоты (DCA) с общим содержанием 10,26-18,34%, 4 вида соединений трикарбоновой кислоты (АТСА) с общим содержанием 3,15-7,82%, 21 вид соединений бензойной кислоты (ВСА) с общим содержанием 22,58-28,85%, 23 вида углеводородных алкильных соединений (НС) с общим содержанием 7,62-25.20%, 15 видов других соединений (ОС) с общим содержанием 5,05-13,98% и 6 видов гетероатомных соединений с общим содержанием 0,98-2,53%, при этом общий выход угольной кислоты достигает 66,21-85,47%, а выход бензойной кислоты достигает 22,58-28,85%.

Способ имеет следующие преимущества:

1. Реакция является каталитическим процессом окисления, и количество катализатора и сокатализатора невелико. Если количество лигнита составляет 0,5 г, количество катализатора составляет 0,5 ммоль, а количество сокатализатора составляет 0,15-0,25 ммоль.

2. Условия реакции мягкие, реакция проводится при атмосферном давлении (0,1 МПа) и средней температуре (80-120°С), требования к оборудованию низкие, преодолевается такой недостаток как использование кислорода для окисления при высокой температуре и высоком давлении, и снижается энергопотребление.

3. Реакция высокоэффективна, а общий выход угольной кислоты достигает 66,21-85,47%, притом что выход бензойной кислоты достигает 22,58-28,85%. По сравнению с традиционным кислородно-щелочным способом окисления, выход угольной кислоты и бензойной кислоты выше, при этом данная система каталитического окисления не только оказывает лучшее окислительное воздействие на ароматические боковые цепи, но и оказывает лучшее окислительное воздействие на цепи углеводородного материала с точки зрения продуктов окисления.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Рис. 1. Хроматограмма общего ионного потока продуктов окисления лигнита в соответствии с настоящим изобретением

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Способ используется для мягкого окисления лигнита с использованием кислорода в качестве окислителя под действием нитроксильного радикала в качестве катализатора и соли или оксида металла в качестве сокатализатора;

Конкретный процесс включает следующие этапы: измельчение лигнита до 200 меш или менее, сушка пылеугольного образца при температуре 80°С в вакууме в течение 10 часов, взвешивание 0,5 г обработанного угля, последовательное добавление 10 мл уксусной кислоты, 0,5 ммоль катализатора и 0,15-0,25 ммоль сокатализатора в колбу с круглым дном, соединение тройника с верхним отверстием конденсаторной трубы, замена в три этапа кислорода в вакууме таким образом, чтобы колба с круглым дном заполнялась кислородом, поддержание давления кислорода на уровне 0,1 МПа, реакция при температуре 80-120°С в течение 4-12 часов и наблюдение за условиями реакции, использование кислорода в качестве окислителя для каталитического окисления лигнита при атмосферном давлении 0,1 МПа, фильтрация после окончания реакции, декомпрессирование фильтрата для удаления уксусной кислоты, добавление небольшого количества этилацетата для растворения, а затем использование избыточного раствора CH2N2/эфира для этерификации в течение 10 часов при комнатной температуре, использование фильтровальной бумаги 0,45 мкм для фильтрации и анализ этерифицированного продукта с помощью газового хроматографа-масс-спектрометра ГХ/МС.

Условия газовой хроматографии заключаются в следующем: гелий используется в качестве газа-носителя, расход составляет 1,0 мл/мин, а коэффициент деления потока - 20:1, температура устройства для ввода пробы - 280°С, процедура повышения температуры следующая: начальная температура - 70°С, повышается на 20°С/мин до 280°С и выдерживается в течение 1 минуты, а время регистрации хроматограммы составляет 14,5 минут; условия масс-спектрографии следующие: температура источника ионов 280°С, температура линии передачи 280°С, а диапазон обнаружения относительной молекулярной массы 50-650 а.е.м.

Катализатором является нитроксильный радикал, а нитроксильный радикал получен из следующих соединений: N-гидрокси-о-сульфонилбензимид, N,N-дигидроксипиромеллитовый диимид, 1,3,5-тригидроксиизоциануровая кислота, N-гидрокси-N-метилбензамид, 3,5-динитро-N-гидрокси-N-метилбензамид и 1-гидрокси-2,2-дифенил-3-индолон;

Сокатализатор представляет собой соль или оксид металла, а солью или оксидом металла является одно из следующих соединений: ацетат кобальта, ацетат марганца, ацетат меди, ацетат железа и диоксид марганца.

Лигнит - 0,5 г, количество катализатора - 0,5 ммоль, молярное отношение сокатализатора составляет 30-50% на основе катализатора, а общий выход угольной кислоты составляет 66,21-85,47%, при этом выход бензойной кислоты достигает 22,58-28,85%.

1 вариант реализации. Процесс состоит из следующих этапов: измельчение лигнита Шэнли до 200 меш или менее, сушка пылеугольного образца при температуре 80°C в вакууме в течение 10 часов, взвешивание 0,5 г обработанного угля, последовательное добавление 10 мл уксусной кислоты, 0,5 ммоль N-гидрокси о-сульфонилбензимида и 0,15 ммоль ацетата марганца в колбу с круглым дном, соединение тройника с верхним отверстием конденсаторной трубы, замена в три этапа кислорода в вакууме таким образом, чтобы колба с круглым дном заполнялась кислородом, поддержание давления кислорода на уровне 0,1 МПа, реакция при температуре 120°С в течение 4 ч и наблюдение за условиями реакции, фильтрация после окончания реакции, декомпрессирование фильтрата для удаления уксусной кислоты, добавление небольшого количества этилацетата для растворения, а затем добавление избыточного раствора CH2N2/эфира для этерификации при комнатной температуре в течение 10 часов, использование фильтровальной бумаги 0,45 мкм для фильтрации и анализ этерифицированного продукта в ГХ/МС.

При анализе и обнаружении распределения продуктов окисления с помощью газового хроматографа-масс-спектрометра Agilent 7890/5975 идентифицируются 123 соединения, в том числе 40 видов соединений монокарбоновой кислоты (МСА) с общим содержанием 28,34%, 14 видов соединений дикарбоновой кислоты (DCA) с общим содержанием 11,68%, 4 вида соединений трикарбоновой кислоты (АТСА) с общим содержанием 7,82%, 21 вид соединений бензойной кислоты (ВСА) с общим содержанием 24,35%, 23 вида углеводородных алкильных соединений (НС) с общим содержанием 11,75%, 15 видов других соединений (ОС) с общим содержанием 13,98% и 6 видов гетероатомных соединений с общим содержанием 2,08%, а общий выход угольной кислоты достигает 72,19%, при этом выход бензойной кислоты достигает 24,35%.

2 вариант реализации. Процесс состоит из следующих этапов: измельчение лигнита Шэнли до 200 меш или менее, сушка пылеугольного образца при температуре 80°С в вакууме в течение 10 часов, взвешивание 0,5 г обработанного угля, последовательное добавление 10 мл уксусной кислоты, 0,5 ммоль N, N-дигидроксипиромеллитового диимида и 0,20 ммоль ацетата меди в колбу с круглым дном, соединение тройника с верхним отверстием конденсаторной трубы, замена в три этапа кислорода в вакууме таким образом, чтобы колба с круглым дном заполнялась кислородом, поддержание давления кислорода на уровне 0,1 МПа, реакция при температуре 80°С в течение 12 ч и наблюдение за условиями реакции, фильтрация после окончания реакции, декомпрессирование фильтрата для удаления уксусной кислоты, добавление небольшого количества этилацетата для растворения, а затем добавление избыточного раствора CH2N2/эфира для этерификации при комнатной температуре в течение 10 часов, использование фильтровальной бумаги 0,45 мкм для фильтрации и анализ этерифицированного продукта в ГХ/МС.

При анализе и обнаружении распределения продуктов окисления с помощью газового хроматографа-масс-спектрометра Agilent 7890/5975 идентифицируются 123 соединения, в том числе 40 видов соединений монокарбоновой кислоты (МСА) с общим содержанием 30,22%, 14 видов соединений дикарбоновой кислоты (DCA) с общим содержанием 10,26%, 4 вида соединений трикарбоновой кислоты (АТСА) с общим содержанием 3,15%, 21 вид соединений бензойной кислоты (ВСА) с общим содержанием 22,58%, 23 вида углеводородных алкильных соединений (НС) с общим содержанием 25,20%, 15 видов других соединений (ОС) с общим содержанием 7,61% и 6 видов гетероатомных соединений с общим содержанием 0,98%, а общий выход угольной кислоты достигает 66,21%, при этом выход бензойной кислоты достигает 22,58%.

3 вариант реализации. Процесс состоит из следующих этапов: измельчение лигнита Шэнли до 200 меш или менее, сушка пылеугольного образца при температуре 80°С в вакууме в течение 10 часов, взвешивание 0,5 г обработанного угля, последовательное добавление 10 мл уксусной кислоты, 0,5 ммоль 1,3,5-тргидроксиизоциануровой кислоты и 0,25 ммоль двуокиси марганца в колбу с круглым дном, соединение тройника с верхним отверстием конденсаторной трубы, замена в три этапа кислорода в вакууме таким образом, чтобы колба с круглым дном заполнялась кислородом, поддержание давления кислорода на уровне 0,1 МПа, реакция при температуре 100°С в течение 10 ч и наблюдение за условиями реакции, фильтрация после окончания реакции, декомпрессирование фильтрата для удаления уксусной кислоты, добавление небольшого количества этилацетата для растворения, а затем добавление избыточного раствора CH2N2/эфира для этерификации при комнатной температуре в течение 10 часов, использование фильтровальной бумаги 0,45 мкм для фильтрации и анализ этерифицированного продукта в ГХ/МС.

При анализе и обнаружении распределения продуктов окисления с помощью газового хроматографа-масс-спектрометра Agilent 7890/5975 идентифицируются 123 соединения, в том числе 40 видов соединений монокарбоновой кислоты (МСА) с общим содержанием 32,25%, 14 видов соединений дикарбоновой кислоты (DCA) с общим содержанием 13,46%, 4 вида соединений трикарбоновой кислоты (АТС) с общим содержанием 6,95%, 21 вид соединений бензойной кислоты (ВСА) с общим содержанием 25,44%, 23 вида углеводородных алкильных соединений (НС) с общим содержанием 13,85%, 15 видов других соединений (ОС) с общим содержанием 6,83% и 6 видов гетероатомных соединений с общим содержанием 1,22%, а общий выход угольной кислоты достигает 78,10%, при этом выход бензойной кислоты достигает 25,44%.

4 вариант реализации. Процесс состоит из следующих этапов: измельчение лигнита Шэнли до 200 меш или менее, сушка пылеугольного образца при температуре 80°С в вакууме в течение 10 часов, взвешивание 0,5 г обработанного угля, последовательное добавление 10 мл уксусной кислоты, 0,5 ммоль N-гидрокси-N-метилбензамида и 0,2 ммоль ацетата железа в колбу с круглым дном, соединение тройника с верхним отверстием конденсаторной трубы, замена в три этапа кислорода в вакууме таким образом, чтобы колба с круглым дном заполнялась кислородом, поддержание давления кислорода на уровне 0,1 МПа, реакция при температуре 90°С в течение 11 ч и наблюдение за условиями реакции, фильтрация после окончания реакции, декомпрессирование фильтрата для удаления уксусной кислоты, добавление небольшого количества этилацетата для растворения, а затем добавление избыточного раствора CH2N2/эфира для этерификации при комнатной температуре в течение 10 часов, использование фильтровальной бумаги 0,45 мкм для фильтрации и анализ этерифицированного продукта в ГХ/МС.

При анализе и обнаружении распределения продуктов окисления с помощью газового хроматографа-масс-спектрометра Agilent 7890/5975 идентифицируются 123 соединения, в том числе 40 видов соединений монокарбоновой кислоты (МСА) с общим содержанием 30,85%, 14 видов соединений дикарбоновой кислоты (DCA) с общим содержанием 18,34%, 4 вида соединений трикарбоновой кислоты (АТСА) с общим содержанием 3,83%, 21 вид соединений бензойной кислоты (ВСА) с общим содержанием 25,76%, 23 вида углеводородных алкильных соединений (НС) с общим содержанием 12,15%, 15 видов других соединений (ОС) с общим содержанием 6,95% и 6 видов гетероатомных соединений с общим содержанием 2,12%, а общий выход угольной кислоты достигает 78,78%, при этом выход бензойной кислоты достигает 25,76%.

5 вариант реализации. Процесс состоит из следующих этапов: измельчение лигнита Шэнли до 200 меш или менее, сушка пылеугольного образца при температуре 80°С в вакууме в течение 10 часов, взвешивание 0,5 г обработанного угля, последовательное добавление 10 мл уксусной кислоты, 0,5 ммоль 3,5-динитро-N-гидрокси-N-метилбензамида и 0,15 ммоль ацетата кобальта в колбу с круглым дном, соединение тройника с верхним отверстием конденсаторной трубы, замена в три этапа кислорода в вакууме таким образом, чтобы колба с круглым дном заполнялась кислородом, поддержание давления кислорода на уровне 0,1 МПа, реакция при температуре 110°С в течение 9 ч и наблюдение за условиями реакции, фильтрация после окончания реакции, декомпрессирование фильтрата для удаления уксусной кислоты, добавление небольшого количества этилацетата для растворения, а затем добавление избыточного раствора CH2N2/эфира для этерификации при комнатной температуре в течение 10 часов, использование фильтровальной бумаги 0,45 мкм для фильтрации и анализ этерифицированного продукта в ГХ/МС.

При анализе и обнаружении распределения продуктов окисления с помощью газового хроматографа-масс-спектрометра Agilent 7890/5975 идентифицируются 123 соединения, в том числе 40 видов соединений монокарбоновой кислоты (МСА) с общим содержанием 36,08%, 14 видов соединений дикарбоновой кислоты (DCA) с общим содержанием 15,76%, 4 вида соединений трикарбоновой кислоты (АТСА) с общим содержанием 4,78%, 21 вид соединений бензойной кислоты (ВСА) с общим содержанием 28,85%, 23 вида углеводородных алкильных соединений (НС) с общим содержанием 7,62%, 15 видов других соединений (ОС) с общим содержанием 5,05% и 6 видов гетероатомных соединений с общим содержанием 1,86%, а общий выход угольной кислоты достигает 85,47%, при этом выход бензойной кислоты достигает 28,85%.

6 вариант реализации. Процесс состоит из следующих этапов: измельчение лигнита Шэнли до 200 меш или менее, сушка пылеугольного образца при температуре 80°С в вакууме в течение 10 часов, взвешивание 0,5 г обработанного угля, последовательное добавление 10 мл уксусной кислоты, 0,5 ммоль 1-гидрокси-2,2-дифенил-3-индолона и 0,15 ммоль ацетата кобальта в колбу с круглым дном, соединение тройника с верхним отверстием конденсаторной трубы, замена в три этапа кислорода в вакууме таким образом, чтобы колба с круглым дном заполнялась кислородом, поддержание давления кислорода на уровне 0,1 МПа, реакция при температуре 100°С в течение 10 ч и наблюдение за условиями реакции, фильтрация после окончания реакции, декомпрессирование фильтрата для удаления уксусной кислоты, добавление небольшого количества этилацетата для растворения, а затем добавление избыточного раствора CH2N2/эфира для этерификации при комнатной температуре в течение 10 часов, использование фильтровальной бумаги 0,45 мкм для фильтрации и анализ этерифицированного продукта в ГХ/МС.

При анализе и обнаружении распределения продуктов окисления с помощью газового хроматографа-масс-спектрометра Agilent 7890/5975 идентифицируются 123 соединения, в том числе 40 видов соединений монокарбоновой кислоты (МСА) с общим содержанием 32,74%, 14 видов соединений дикарбоновой кислоты (DCA) с общим содержанием 12,83%, 4 вида соединений трикарбоновой кислоты (АТСА) с общим содержанием 5,85%, 21 вид соединений бензойной кислоты (ВСА) с общим содержанием 25,12%, 23 вида углеводородных алкильных соединений (НС) с общим содержанием 9,13%, 15 видов других соединений (ОС) с общим содержанием 11,80% и 6 видов гетероатомных соединений с общим содержанием 2,53%, а общий выход угольной кислоты достигает 76,54%, при этом выход бензойной кислоты достигает 25,12%.

1. Способ каталитического окисления лигнита с использованием кислорода в качестве окислителя при атмосферном давлении, характеризующийся тем, что указанный способ применяют для мягкого окисления лигнита с использованием кислорода в качестве окислителя под действием нитроксильного радикала в качестве катализатора и соли металла или оксида металла в качестве сокатализатора;

конкретный способ включает следующие этапы: измельчение лигнита до 200 меш или менее, сушка измельченного пылеугольного образца при температуре 80°C в вакууме в течение 10 часов, взвешивание 0,5 г обработанного пылеугольного образца с последующим добавлением 10 мл уксусной кислоты, 0,5 ммоль катализатора и 0,15-0,25 ммоль сокатализатора в колбу с круглым дном, соединение тройника с верхним отверстием конденсаторной трубы, замену в три этапа кислорода в вакууме таким образом, чтобы колба с круглым дном заполнялась кислородом, поддержание давления кислорода на уровне 0,1 МПа, реакция при температуре 80-120°C в течение 4-12 часов, наблюдение за условиями реакции, использование кислорода в качестве окислителя для каталитического окисления лигнита при атмосферном давлении 0,1 МПа, фильтрация после окончания реакции, декомпрессирование фильтрата для удаления уксусной кислоты, добавление небольшого количества этилацетата для растворения, и затем использование избыточного раствора CH2N2/эфира для этерификации в течение 10 часов при комнатной температуре, использование фильтровальной бумаги 0,45 мкм для фильтрации и анализ этерифицированного продукта с помощью газового хроматографа-масс-спектрометра.

2. Способ каталитического окисления лигнита при атмосферном давлении с использованием кислорода в качестве окислителя по п. 1, отличающийся тем, что катализатором является нитроксильный радикал, при этом катализатор нитроксильный радикал получен из одного из следующих соединений: N-гидрокси-о-сульфонилбензимид, N,N-дигидроксипиромеллитовый диимид, 1,3,5-тригидроксиизоциануровая кислота, N-гидрокси-N-метилбензамид, 3,5-динитро-N-гидрокси-N-метилбензамид и 1-гидрокси-2,2-дифенил-3-индолон; структура катализатора является следующей:

сокатализатор представляет собой соль металла или оксид металла, и соль металла или оксид металла представляют собой одно из следующего: ацетат кобальта, ацетат марганца, ацетат меди, ацетат железа и диоксид марганца.

3. Способ каталитического окисления лигнита при атмосферном давлении с использованием кислорода в качестве окислителя по п. 1, отличающийся тем, что: лигнит составляет 0,5 г, количество катализатора составляет 0,5 ммоль, сокатализатор составляет 30-50% от количества катализатора на основе молярного соотношения, и общий выход угольной кислоты составляет 66,21-85,47%, при этом выход бензойной кислоты составляет 22,58-28,85%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к дихлорацетату 1-изобутаноил-2-изопропилизотиомочевины (соединение Т1084) со структурной формулой: в качестве средства таргетной терапии солидных злокачественных новообразований, оказывающего комплексное антинеобластное действие - NOS-ингибирующее антиангиогенное и PDK1-ингибирующее гипоксия-ориентированное цитотоксическое.

Изобретение относится к новым бромсодержащим перфторалкиловым эфирам , где n=5-9, которые обладают высокой растворяющей способностью по отношению к кислороду и углекислому газу и образуют в присутствии полоксамеров нетоксичные наноэмульсии в водно-солевых растворах, переносящие термическую стерилизацию в автоклаве при 121°С.

Изобретение относится к способу получения изобутилена разложением метил-третично-бутилового эфира (МТБЭ) на гетерогенном алюмосиликатном катализаторе при повышенной температуре в присутствии водяного пара.

Настоящее изобретение относится к фунгицидным производным N-циклоалкил-N-{[2-(1-замещенный циклоалкил)фенил]метилен}карбоксамида и их тиокарбонильным производным формулы (I) и промежуточным соединениям для их получения, применению соединений формулы (I) в качестве фунгицидов, в частности в форме фунгицидных композиций, и к способу борьбы с фитопатогенными грибами растений с применением этих соединений или их композиций.

Изобретение относится к способу и установке для получения аммиака и производного соединения аммиака, такого как мочевина, из природного газового сырья, а также к способу модернизации установки для синтеза аммиака и мочевины.

Изобретение относится к композиция для тримеризации этилена. Композиция содержит по меньшей мере одно соединение хрома, по меньшей мере одно арилокси-соединение элемента M, выбранного из группы, состоящей из магния, кальция, стронция, бария, общей формулы [M(RO)2-nXn]y, в которой RO означает арилокси-радикал, производный от ROH, содержащий от 6 до 80 атомов углерода, X означает галоген или углеводородный остаток (гидрокарбил), содержащий от 1 до 30 атомов углерода, n есть целое число, которое может принимать целые значения 0 или 1, и y есть целое число от 1 до 10, и по меньшей мере одну добавку, выбранную из соединений типа простого эфира, циклических или нет, вводимую в количестве, близком к стехиометрическому по отношению к элементу M.

Настоящее изобретение относится к cоединению общей формулы (I), или его энантиомеру, или их смеси, или его фармацевтически приемлемым солям: В формуле (I) кольцо Р выбрано из пятичленного гетероарила, имеющего от одного до двух гетероатомов, выбранных из группы, состоящей из N, О и S, в качестве атома кольца, и пятичленного гетероциклила, имеющего один гетероатом N в качестве атома кольца; кольцо Q выбрано из фенила и пиридила; А, В или Y выбран из -СН- и N; R1 выбран из алкила, содержащего от 1 до 6 атомов углерода, и циклоалкила, содержащего от 3 до 6 атомов углерода, где указанный алкил, содержащий от 1 до 6 атомов углерода, или циклоалкил, содержащий от 3 до 6 атомов углерода, необязательно дополнительно замещен одной или более чем одной группой, выбранной из группы, состоящей из алкила, содержащего от 1 до 6 атомов углерода, галогена и галогеналкила, содержащего от 1 до 6 атомов углерода; R2 выбран из галогена и галогеналкила, содержащего от 1 до 6 атомов углерода; R3 являются одинаковыми или разными и каждый из них независимо выбран из водорода, алкила, содержащего от 1 до 6 атомов углерода, циклоалкила, содержащего от 3 до 6 атомов углерода, пяти- или шестичленного гетероциклила, имеющего один гетероатом О в качестве атома кольца, и оксо, где указанный алкил, содержащий от 1 до 6 атомов углерода, необязательно дополнительно замещен одной или более чем одной группой, выбранной из группы, состоящей из галогена, гидроксила, алкокси, содержащего от 1 до 6 атомов углерода, и гидроксиалкила, содержащего от 1 до 6 атомов углерода; R4 выбран из фенила и пиридила, где каждый из указанных фенила и пиридила необязательно дополнительно замещен одной или более чем одной группой, выбранной из группы, состоящей из галогена и галогеналкила, содержащего от 1 до 6 атомов углерода, где указанный галогеналкил, содержащий от 1 до 6 атомов углерода, предпочтительно представляет собой трифторметил; s представляет собой целое число от 0 до 3; t представляет собой 0 или 1.

Изобретение относится к способу получения олефинов, включающему: крекинг углеводородного сырья на катализаторе FCC в зоне FCC с получением отработанного катализатора FCC и потока продуктов крекинга; получение сырьевого потока олигомеризации, содержащего углеводороды С4 и С5, из указанного потока продуктов крекинга; подачу указанного сырьевого потока олигомеризации в зону олигомеризации для олигомеризации олефинов в указанном сырьевом потоке в жидкой фазе с получением потока олигомерата; и разделение указанного потока олигомерата в дебутанизаторе на первый поток, содержащий углеводороды С4, и второй поток, содержащий углеводороды С5+, причем давление в верхней части колонны дебутанизатора составляет от 300 до 350 кПа (изб.), и температура в нижней части составляет от 250° до 300°C; разделение второго потока, содержащего углеводороды С5+ в депентанизаторе для получения промежуточного потока, содержащего углеводороды С5, и жидкого потока продуктов олигомерата, содержащего углеводороды С6+, причем давление в верхней части колонны депентанизатора составляет от 10 до 60 кПа (изб.) и температура в нижней части составляет от 225° до 275°C и рециркуляцию промежуточного потока, содержащего углеводороды С5, в указанную зону олигомеризации для поддержания жидкой фазы.

Настоящее изобретение относится к вариантам способа очистки гликолей от примесей переходных металлов. Один из вариантов способа включает добавление гипофосфита щелочного или щелочноземельного металла к неочищенным гликолям с получением реакционной смеси и нагревание полученной реакционной смеси до температуры от 190 до 280°С с последующим отделением образовавшегося осадка и получением очищенного гликоля.

Настоящее изобретение относится к способу получения нейтрализатора сероводорода и меркаптанов, возникающих при добыче и транспорте углеводородных жидкостей по трубопроводам.

Группа изобретений относится к композициям для борьбы с микроорганизмами. Синергетическая микробицидная композиция содержит: (а) неионогенное поверхностно-активное вещество, обладающее структурой: R2O(СН2СН(СН3)O)3(CH2CH2O)5Н, в которой R2 обозначает смесь линейных С8-С14-алкильных групп; и (b) бензоат или сорбат, где отношение массы указанного неионогенного поверхностно-активного вещества к массе бензоата или сорбата составляет от 1:0,12 до 1:109,7646.

Настоящее изобретение относится к способам и композициям для ингибирования коррозии металлов, конкретно нержавеющих и дуплексных сталей. Коррозия металлических трубопроводов составами ингибиторов гидратообразования, в частности локализованная коррозия, уменьшается, когда состав ингибитора гидратообразования содержит эффективное количество по меньшей мере одной гидроксикислоты или эквивалента, выбранной из группы, состоящей из гидроксикислот, имеющих от 2 до 20 атомов углерода и по меньшей мере одну гидроксильную группу, и по меньшей мере один ион неорганического галогенида, а также не содержит метанол.

Изобретение относится к десублимационной технике и может быть использовано в химической и фармацевтической промышленности. Способ десублимации твердых веществ включает загрузку не менее двух видов десублимируемых веществ в сублиматоры, их расплавление и возгонку с образованием разнородных сублимированных паров, взаимодействие сублимированных паров с холодным газом-носителем над верхней секцией парогазораспределительной камеры сублиматора, расположенного соосно парогазораспределительной камере, до состояния пересыщения парогазовых смесей, десублимацию готовой смеси паров с образованием частиц требуемых размеров и отделение готового продукта, при этом перед десублимацией на выходе из каналов верхней секции парогазораспределительной камеры осуществляют начальное смешение паров веществ еще в сублимированной фазе путем направления их потоков под углом навстречу друг к другу, с последующей десублимацией одновременно с окончательным их смешением в одной зоне - зоне смешения-десублимации при взаимодействии с холодным газом-носителем по мере движения в смесителе-десублиматоре.

Изобретение относится к способу получения бензойной кислоты окислением толуола, причем окисление ведут диоксидом марганца в водном 35-45% растворе хлорной кислоты при температуре 70-90°С в режиме дозирования толуола в реакционную смесь.

Изобретение относится к способу переработки водно-органического отхода молибденового катализатора органического синтеза. Способ включает отгонку углеводородов, обработку кубового остатка серной кислотой, разделение продукта обработки на водную и органическую фазы, выделение из водной фазы триоксида молибдена и десятиводного сульфата натрия, выделение из органической фазы фенола и бензойной кислоты.
Изобретение относится к твердой композиции терефталевой кислоты, предназначенной для получения чистой терефталевой кислоты без применения каталитического гидрирования.

Изобретение относится к способу каталитического пиролиза отходов полиэтилентерефталата с получением бензойной кислоты. .
Изобретение относится к способу разделения смеси бензойной и коричной кислот, характеризующемуся тем, что к технической смеси бензойной и коричной кислот приливают раствор гидроокиси натрия с получением осадка, приливают воду для получения гомогенного раствора, затем полученную техническую смесь натриевых солей бензойной и коричной кислот состава 2:1-1:2 при общей концентрации 3-5 М смешивают с серной кислотой концентрации 3-5 М, добавление серной кислоты прекращают при рН среды 8-9, а выпавший в осадок комплекс коричной кислоты с ее натриевой солью отфильтровывают от реакционной смеси, растворяют в избыточном количестве воды для растворения натриевой соли коричной кислоты, при этом коричная кислота выпадает в осадок, затем дополнительно обрабатывают серной кислотой концентрации 3-5 М до рН 1-2, отделяют выпавшие в осадок кристаллы коричной кислоты; реакционную смесь, оставшуюся после отделения комплекса, смешивают с раствором серной кислоты концентрации 3-5 М до рН 1-2, в результате чего в осадок выпадает кристаллическая бензойная кислота.

Изобретение относится к области органического синтеза, а именно к способу получения бензойной кислоты (С6 Н5СООН, бензолкарбоновая кислота) каталитическим окислением бензилового спирта раствором пероксида водорода, а также к катализаторам для его осуществления и способу их получения.

Изобретение относится к усовершенствованному способу выделения бензойной кислоты из продукта жидкофазного окисления толуола путем ректификации, заключающемуся в том, что ректификацию осуществляют в колонне периодического действия при давлении 100 мм рт.

Изобретение относится к способу производства молочной кислоты, включающему следующие стадии: осуществление перегонки содержащего молочную кислоту раствора с целью отбора молочной кислоты с паровой стороны (стадия А); осуществление кристаллизации молочной кислоты, полученной на стадии А (стадия В); осуществление разделения суспензии молочной кислоты, полученной на стадии В, на кристаллы молочной кислоты и маточную жидкость, содержащую олигомеры молочной кислоты (стадия С); и организация рециркуляции маточной жидкости, полученной на стадии С, на стадию В (стадия D).
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2016-06-01 2019-09-16T07:00:03
Наверх