автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Изучение процесса получения анестезина жидкофазным гидрированием этилового эфира пара-нитробензойной кислоты на катализаторе Pd/C

кандидата технических наук
Жукова, Ольга Петровна
город
Новосибирск
год
1995
специальность ВАК РФ
05.17.08
Автореферат по химической технологии на тему «Изучение процесса получения анестезина жидкофазным гидрированием этилового эфира пара-нитробензойной кислоты на катализаторе Pd/C»

Автореферат диссертации по теме "Изучение процесса получения анестезина жидкофазным гидрированием этилового эфира пара-нитробензойной кислоты на катализаторе Pd/C"

4 ° РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

Ордена Ленина Сибирское отделение Ордена Трудового Красного Знамени Институт Катализа им.Г.К.Ворескова

На правах рукописи

Жукова Ольга Петровна

УДК 66.023.001.57

ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ АНЕСТЕЗИНА ЖИДКОФАЗНЫМ ГИДРИРОВАНИЕМ ЭТИЛОВОГО ЭФИРА ПАРА-НИТРОБЕНЗОЙНОЙ КИСЛОТЫ НА КАТАЛИЗАТОРЕ Рй/С

05.17.08 - процессы и аппараты химической технологии

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических нар:

Новосибирск 1995

Работа выполнена в Институте угля СО РАН (г.Кемерово) Научный руководитель:

доктор технических наук Е.Ф.Стефогло Официальные оппоненты:

доктор химических наук В.И.Савченко

кандидат технических наук В.А.Чумаченко

Ведущая организация: Научно-исследовательский химико-фармацевтический институт (г.Новокузнецк)

Защита состоится " 6 " Я^&З/иЯ- 1995 года в «/Г« часов на заседании диссертационного совета К 002.13.01 в ордена Трудового Красного Знамени Институте катализа им.Г.К.Борескова СО РАН по адресу 630090 Новосибирск 90, пр.Академика Лаврентьева, 5 Институт катализа СО РАН

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института катализа СО РАЙ.

Автореферат разослан 1995 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор химических наук

/ В.А.Семиколенов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность исследования. В настоящее время все большее развитие получают процессы каталитического восстановления органических соединений с получением различных продуктов: синтетических красителей, стабилизаторов полимерных материалов, лекарственных препаратов и других ввиду их высокой технологичности и экологической безопасности. Эти процессы могут успешно заменять традиционные неэффективные способы восстановления органических веществ, дающие значительное количество токсичных отходов.

С этой точки зрения представляет большой практический интерес изучение процесса получения лекарственного препарата анестезина жидкофазным гидрированием этилового эфира пара-нитробензойной кислоты (нитроэфира) на суспендированном катализаторе ,так как действующий в настоящее время способ восстановления железным порошком в водной среде в присутствии хлористого аммония является громоздким, трудоемким и сопровождается большим количеством токсичных сточных вод.

Первостепенное значение для изучения и расчета газожидкостных процессов гидрирования на суспендированном катализаторе имеет достоверная , полученная экспериментальным путем информация о поведении газовых компонентов реакции в суспензии, которые, как правило, полностью определяют, ход процесса. В литературе недостаточно материалов о математическом описании этих сложных систем. Вследствии этого актуальной задачей является экспериментальное изучение поведения водорода в суспензии в ходе реакции и разработка математических моделей позволяющих расчитывать реальные процессы в газожидкостных реакторах с суспендированным катализатором.

Цель работы. Изучение процесса получения анестезина гидрированием этилового эфира пара-нитробензойной кислота (нитроэфира) на суспендированном катализаторе Рй/С. Разработка математических моделей отражающих одновременно протекающие процессы растворения газа и химического взаимодействия , учитывающих влияние различных параметров, давления,температуры, а также изменяющегося во время реакции состава реакционной

среды на поведение газового компонента в суспензии. Научная новизна.

1. Изучена растворимость водорода в растворах нитроэфира и анестезина в изопропиловом спирте. Найдена температурная зависимость константы Генри для водорода, растворенного в чистом изопропаноле, а также в растворах нитроэфира и анестезина в изопропаноле.-

2. Определено • уравнение скорости реакции гидрирования нитроэфира, найдены температурные зависимости входящих в уравнение констант.

3. Разработана математическая модель газожидаостного процесса на мелкодисперсном катализаторе в периодическом реакторе идеального . смешения, отракавдая влияние температуры, концентрации катализатора, состава реакционной, среды и испарение растворителя на изменение концентрации газового компонента во время реакции.

4. Показано, что проводя процесс получения анестезина с предварительным насыщением суспензии водородом, можно получить выигрыш в степени превращения.Экспериментально и численно показано влияние начальных условий на длительность процесса получения анестезина.

Апробация работы. Отдельные части работы обсуждались ш семинарах Лаборатории газокидкостных каталитических процессов Института угля СО РАН, на семинаре отдела Института химической физики (Черноголовка 1993 г.), на семинаре кафедры процессов, машин- и аппаратов химических производств Кузбасского технического университета (Кемерово 1994 г.).докладывались на отечественных и мевдународных конференциях:III Всесоюзной конференции "Нестационарные процессы в катализе" (Новосибирск

1986 г.), IV Всесоюзной конференции "Кинетика-4" (Ярославль

1987 г.), III Всесоюзной конференции "Методы кибернетики химико-технологических поцессов" (Москва 198Э г.), Международной конференции "Нестационарные процессы в катализе" (Новосибирск 1990 ), 10 International Congress of Chemical Equipraent Design and Automation, CHISA'90 (Прага 1990), Ti flrst international conlerence on gas-llquid. anc gas-llquld-solld reactor engineering (Коламбус.США, 1992),

г

Практическая значимость работы. Показана принципиальная возможность получения фармакопейного анестезина жидкофазным гидрированием этилового эфира пара-нитробензойной кислоты на катализаторе Рй/С, определены оптимальные условия проведения процесса. На основании полученных результатов НИХФИ разработана технология производства анестезина для НПО "Органика". Опытно-промышленные испытания, проведенные в реакторе объемом 630 литров, подтвердили преимущества данного способа перед ныне действующим.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка цитируемой литературы и четырех приложений. Работа изложена на 169 страницах, содержит 40 рисунков, 8 таблиц. Список литературы включает 90 наименований.

Содержание работы. Во введении обосновывается актуальность проведенного исследования и формулируются основные задачи работы.

В первой главе дан обзор литературы, посвященной изучению макрокинетики и массопереноса в газожидкостных процессах с суспендированным катализатором, кинетики реакций гидрирования нитросоединений и математическому моделированию -трехфазных реакторов, влиянию температуры и давления на различные параметры процесса.

Вторая глава посвящена изучению кинетики и макрокинетики реакции гидрирования этилового эфира пара-нитробензойной кислоты (нитроэфира). В этой главе приведены методики проведения экспериментов, описана экспериментальная установка и методика для изучения кинетики реакции. Подробные методики анализа компонентов реакции и таблицы экспериментальных результатов приведены в приложениях.

В третьей главе описаны математические модели процесса гидрирования нитроэфира, проанализировано влияние начальных условий на динамику процесса. Рассмотрен неизотермический режим работы реактора идеального смешения. В третьей главе представлена также модель процесса гидрирования нитроэфира в пеизотермическом режиме при постоянном общем давлении в реакторе, учитывающая изменение парциальных давлений водорода,

з

паров изопропилового спирта и вода в ходе реакции.

Четвертая глава посвящена изучению процесса получения анестезина при низких обидах давлениях в реакторе, когда парциальное давление паров растворителя сопоставимо с парциальным давлением газового компонента реакции. В этой главе приведены также оптимальные условия проведения процесса получения анестезина " и дана оценка условий работы промышленного реактора с мешалкой.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Определение •растворимости водорода

В связи с тем, что реакция проводится в среде изопропилового спирта .началом исследования являлось изучение растворимости водорода в изопропаноле, растворах нитроэфира и анестезина в изопропиловом спитре. Концентрация растворенного водорода определялась хроматографически в интервале температуратур 40-120 °С. Относительная ошибка измерений 10%. Таким образом были определены температурные зависимости константы Генри для изопропилового спирта:

Не=1,639-ю6ехр(б.39/йт) Па м3/кмоль,где Л=8.31-10"3КДж/моль•гр.

- раствора нитроэфира в изопропиловом спирте концентрацией

0.73 КИОЛЬ/ма: НеМЕ =1,708-*106 ехр(7.15/КТ1 Па м3/кмоль

- раствора продукта реакции - анестезина концентрацией 0,64

КМОЛЬ/М3: Недм = 1,681-10® ехр 16.85/йТ) Па м3/кмоль ,

Для того, чтобы учесть изменение растворимости в ходе реакции гидрирования' этилового эфира пара-нитробензойной кислоты, константу Генри необходимо рассматривать как произведение Не=Не^~х• Не*„, где х - степень превращения, так что в начале реакции Ке=н»МЕ, а при высоких степенях превращения Не=НеЛ[Г

Изучение кинетики реакции гидрирования нитроэфира проводилось с помощью специального реакторного модуля, позволяющего при достаточно больших концентрациях катализатора, давлениях и температурах обеспечхтеь в начальный момент времени равновесную концентрацию водорода, растворенного в суспензии.

ч

Установка- состоит из двух реакторов , установленных на разных уровнях и соединённых коротким переливным каналом. Каждый реактор имеет отдельную систему регулирования температуры и давления . Методика проведения эксперимента заключается в следующем. В верхнем реакторе насыщается концентрированный раствор исходного органического вещества в растворителе. В основном аппарате в этом ке растворителе насыщается при той же температуре катализатор. Давление в верхнем реакторе устанавливается несколько выше, чем в нижнем. Затем растворитель переливается из верхнего в нижний реактор, включается мешалка и начинается реакция при постоянном давлении и температуре.

До начала реакции концентрация водорода, растворенного в суспензии, равна равновесной концентрации при данном давлении и температуре в растворе нитро эфира, в ходе реакции она уменьшается. Уменьшение концентрации газа в суспензии определяется интенсивностью реакции, при достижении высоких степеней превращения концентрация водорода становится равной равновесной (рис.1)

аддд^ без предварительного насшденвя с гтредоарвтелдеъш насыщение*

Рис. 1 Гидрирование нитроэфира с разными я. у. (Р=2.5-Ю!Па,С^0.0аЗ му,/т®)

Реакция гидрирования нитроэфира протекает по схеме СООС,Н,, СООС, Нд

+ЗН„

+ 2Н_0

Исходя из• механизма восстановления нитроароматических соединений и . сильной адсорбционной способности реагентов скорость реакции как . правило, описывают уравнением Ленгмюра-Хишелвуда - - по обоим реагентам :

г=кС

:1+КнС„ 1+К^+КрСр

.Из экспериментальных данных

изменения концентрации нитроэфира во времени при различных температурах, давлениях и начальных концентрациях гидрируемого вещества определены температурные зависимости константы скорости реакции и констант равновесия адсорбции водорода, этилового эфира пара-нитробензойной кислоты и анестезина .

- 4

Кн=5,38-10"9 ехр( 66.58 /ЯТ), ^=8,186-10 ехр (25.23/ИТ)

Кр = 0,025 ехр (19.7/НТ), к = 1 ,544-Ю11 ехр(-81.7Л!Т)

Предложенное уравнение с найденными значениями констант удовлетворительно описывает экспериментальные данные Относительная ошибка описания составляет 2.5 %. На рисунках 3,4 представлено сравнение расчетных и экспериментальных значений начальных скоростей при вариации давления водорода и начальных концентраций нитроэфира.

3.0 4.0 5.0 Риз 10° Па

Рис. 3 Зависимость от давления водорода (экспериментальные и расчетные данные)

СМ 0.6 0.8 1.0 Сь хыоль/к' Рис. 4 Зависииость ^ от начальной концентрации нитроэфира (экспериментальные и расчетные данные)

Обработка полученного экспериментального материала показала, что при гидрировании нитроэфира на мелкодисперсном катализаторе Рй/С влияние внутридаффузнойного торможения пренебрежимо мало (фактор эффективности составляет 0.999); Разогревом частицы катализатора можно пренебречь. Сравнение скоростей массопереноса и скорости химического превращения показало, что торможение массопереноса на границе жидкость-твердое, пренебрежимо мало, однако, скорость

ь

массопереноса на границе газ-жидкость сопоставима со скоростью реакции. Таким образом , общий коэффициент массопереноса определяется коэффициентом массопереноса /з(3.1_.

Математическое моделирование процесса гидрирования нитроэфира При разработке математической модели процесса каталитического восстановления этилового эфира нара-нитробензойной кислоты сделаны следующие предположения: Лжидкость и газ в реакторе идеально перемешаны;2 Давлением паров растворителя .жидких компонентов и продуктов реакции можно пренебречь; 3) торможением массопереноса на границе жидкость-твердое .внутридоффузионным торможением и разогревом частицы катализатора можно пренебречь; 4) применимы законы идеальных газов.

В безразмерном виде модель запишется следующим образом:

= СС - СБ + СТ - СХ

(I)

ас,

н1.

(И (И

= (С* - сн) - рМг

= - 1>0Мг

(2) (3)

1С _р

си ОС,

йХ (И

Н20

= Ю - ТН -ТБ -ТС

(4)

(5)

(6)

йТ„

= ТС -

Ос

(V)

Здесь принято во внимание, что II - константа. Генри,

?

которую можно выразить эмпирически Н^-Но*, где Н,„ и Нр- константы

1п Р

вещества Н^.-ехр^/Я

1п

-этилового

Г)

следующим образом: Н = Генри для исходного эфира пара-нитробензойной кислоты и продукта . реакции - анестезина

Нр^р•ехр(Ор/К Т)соответственно, ах- степень превращения. В общем виде Н4 = Н1Оехр(+01/ЙТ) для случаев, когда

растворимость падает.

газа с увеличением температуры растет или

Безразмерные величины определяются следующим образом:

С =Ср/С„. ,

Т =Т /Т

с' по

СН1.=

Сш/Сно!

т т /т

Х=(3 Г

Здесь введены обозначения:

сно~сн<

/С,

<К</С1.о

СС=-

г_

"чг1-*.?

С*] ,03=

У н Уяо

н!-н

(с: -

СН),СТ=

сх= а,

¿г

ИТТио

(а1п(1-х)+орх)

■ р ах

тп «

йг

1п

н

МГ^-ДН^)

РНСрЛо

,ТБ=

РйСрЯТИО

ТС=

и Г (Тк-Тс) ¿о-ЛРЛв

Первое уравнение модели описывает изменение равновесной концентрации, определяющееся разностью потоков газа на входе и на выходе из реактора (СО, а также потока водорода из газовой фазы в кидкую (СБ). Кроме того, учитывается изменение равновесной концентрации пропорциональное изменению давления с ростом температуры (ОТ), а также изменение растворимости газа с изменением температуры и в ходе химического превращения (СХ).Второе уравнение описывает изменение концентрации газа, растворенного в жидкости, определяемое вносом и выносом его с потоком жидкости, потоком растворяющегося водорода из газовой фазы и оттоком на реакцию.Третье .четвертое и пятое уравнение определяют

Г 9

Р

+

концентрацию жидкого реагента и продуктов реакции .Шестое уравнение описывает изменение температуры в реакторе, которое определяется теплом , вносимым и выносимым потоком газа (ТС), теплотой реакции (ТН) и теплотой растворения (ТБ). Новизна разработанной математической модели состоит в том, что она учитывает изменение растворимости водорода, как с ростом температуры, так и с изменением степени превращения в ходе реакции.

На практике могут быть реализованы два способа осуществления процесса: I) жидкость предварительно насыщена газом перед началом реакции в разной степени - в этом случае система уравнений решается с начальными условиями

Ы),С£=1 , СН1=041 , С„=1 , VI , ТС=ТС/ТЙ0 (8)

2)насыщение жидкости газом происходит одновременно с химической реакцией, тогда в момент

1=0,С'=1 , сн,=о , ^=1 , V1 . гс=тс/тпо О)

Шсунок 5 иллюстрирует влияние начальных условий на длительность процесса получения анестезина. На нем представлены экспериментальные и расчетные зависимости концентрации этилового эфира пара-нитробензойной кислоты от времени реакции при повышенном давлении водорода. Можно утверждать, что проводя процесс получения анестезина с предварительным насыщением водородом можно получить выигрыш в степени превращения и тем больше,чем выше давление водорода в системе. В случае, когда давление водорода невелико, влияние начальных условий на скорость и длительность процесса незначительно (см.рис Л).

Необходимо отметить, что ввиду сильной экзотермичности реакций гидрирования, температуру в реакторе трудно удержать постоянной, поэтому представляет интерес изучение поведения газожидкостной системы в неизотермическом режиме.

Нами проведено моделирование газожидкостного процесса в неизотермических условиях в предположении, что I) растворимость газа не изменяется (Не=сопз1;); 2) растворимость зависит от температуры (Не=1(Г)); 3) растворимость изменяется с изменением степени превращения (Не=1(х)). Система уравнений

(1-7) решалась методом Розенброка второго порядка для решения систем жестких дифференциальных уравнений. Программа для ПЭВМ разработана в Институте катализа СО РАН .

Сопоставляя результаты численных экспериментов в неизобарическом реакторе идеального смешения при различных условиях (Не=*(х,т), Не=Г(х), Не=1(Т), Не=сопз1;), приходим к выводу, что наибольшее влияние на концентрацию газа, растворенного в суспензии, и скорость химической реакции имеет изменение физико-химических свойств среда в результате химического превращения и разогрева реакционной смеси (рис.6) при прочих равных условиях (Р,Т,СсаЛ).

чооооо с насыщением сусленэни »•••• без насыщения

3.0

_____Не=ф(.т)

■■ =ЯТ)

Не=»(Х) V ~ Не=сог)э1

Ци. Не=сопз(,Т=<

Рис. 5 Гидрирование «итроэфара с разными начальными условиями

Р«40.гОвПа,Т.=вОГС,С„>* кг/и (экспериментальные и расчетные данные)

Рис. в Сравнение расчетных зависимостей С«., в изотермических и нензогермичесдгкх условие

Предложенная модель удовлетворительно описывает процесс гидрирования нитроэфира при повышенных давлениях. Однако, при давлениях водорода до б*105Па и температурах выше 80° С парциальное давление паров растворителя и продукта реакции -воды становятся сопоставимыми с парциальным давлением газового композита реакции. В связи с этим возникает задача изучения влияния испарения растворителя на скорость химического превращения нитроэфира. На рисунке 7 представлено изменение парциальных давлений водорода, паров изоцропилового спирта , воды и концентрации водорода, растворенного в

ю

жидкости с ростом температуры в реакторе при постоянном общем давлении . В интервале температур 40-80°С концентрация растворенного водорода возрастает, что обусловлено увеличением его растворимости с увеличением температуры. При дальнейшем повышении температуры , в связи с резким увеличением давления паров и .соответственно, падением парциального давления водорода, концентрация растворенного газа уменьшается. Аналогичные явления наблюдаются и в ходе реакции гидрирования.

Н qr,w*pm»nf>in. TTC.-nmjrc* m.miv

Л M1KJ t I OUlJJl\JlJIIIUUiAJ net i_vlie.il JJili^A

давлений компонентов парогазовой смеси и концентрации водорода в жидкости от температуры

(РобЧ=б-Ю5 Па = const)

При низких давлениях в неизотермических условиях процесс получения анестезина описывается с помощью модели, учитывающей испарение растворителя - изопропилового спирта и продукта реакции - воды.

При разработке модели сделаны следующие допущения:

])торможением массопереноса на границе кидкость-твердое

,внутридиффузионным торможением и разогревом частицы

катализатора можно пренебречь; 2)применимы законы идеальных

газов; 3)изменением объема жидкой фазы можно пренебречь. В

безразмерном виде математическая модель процесса гидрирования

нитроэфира при постоянном общем давлении в реакторе (Роб1Ц

~рн +РипсчРн о' запишется следующим образом: 2 С 2

„р /не С* - CHL - v-M.R (Ю)

dt 2 " L

и

ат.

си - г'-и-й-й

ГйРН2о ,

си 1 си.

<пс Г^ипс

аг [ СП

Рипс-.(<П„С)

<и (ЗРн^о II, 0 РН2О. (¿ни;п)

РН2о йт

с»

(ЗТ

аг

а-с

(АН""" )

« <к' Ря-Ср,.^

Где И =

к-С

т - р-Р„

*ат; й=С* /С. , Б -

РгГ Срн-Тво

(И)

(12)

(13)

(14)

(15)

с но

(Зсн„о Сн о • ДН ~

2 2 ис п

рк Но

Но' Т.о ' пО

£н?0 =

ИПС

Ж

"ИПС^ИПС» ^ипс^нг' РН2°~ Р"20/РИП2;

"Но0'-Н20« СИЛС = СИПС/СНо! СН1. = СН1/СНо' С1.= С]1/С1.;

с". РН2/нё-С*о; V Тк/ТВо

На рисунке 8 представлены экспериментальные и расчетные данные для реакции гидрирования нитроэфира при постоянном общем давлении в реакторе в неизотермических условиях.

г гол

Рис. В Гидрирование нитроэфира в неизтермических

условиях Р<„Щ»С0П5(

Модель описывает экспериментальные данные с доверительным интервалом 95 56, в отличии от модели, не учитывающей испарение растворителя и образующейся в результате реакции воды (штриховые линии). Наличие паров растворителя существенно замедляет скорость химического превращения. Можно заключить, что стремлении интенсифицировать процесс при постоянном общем давлении в реакторе может привести к нулевой скорости реакции.

Анализ экспериментальных данных и математическое моделирование процесса получения анестезина жидкофазннм гидрированием нитроэфира в среде изопропанола на катализаторе Рй/С показали, что параметры, приемлемые для промышленного производства таковы: Т-70-80°С, Рн,=1.5-2.5-105Па, Скат-0.083 кгРЙ/м3, С1_0= 0.73 кмоль/м5. Опытно-промышленные испытания, проведенные на Новокузнецком АО "Органика" подтвердили преимущества жидкофазного способа получения анестезина перед ныне существующим.

ВЫВОДЫ

I. Предложены новые эксперименалыше подходы к изучению кинетики газожидкостных реакций с помощью специально разработанного реакторного модуля .

2.Определена "растворимость водорода в изоиропиловом спирте и растворе этилового эфира пара-нитробензойной кислоты, найдены температурные зависимости констант Генри для растворов нитроэфира и анестезина в изопропаноле.

3.Определено кинетическое уравнение реакции каталитического восстановления этилового эфира пара-нитробензойной кислоты - нового способа получения анестезина. Найдены температурные зависимости констант реакции, протекающей по механизму Ленгмюра-Хиншелвуда по обоим компонентам, определена энергия активации и теплоты адсорбции.

4.Показано, что при изучении реакции гидрирования этилового эфира пара-нитробензойной кислоты на мелкодисперсном катализаторе ?й/С разогревом зерна катализатора , влиянием внутренней диффузии- и торможением

1 з

массопереноса на границе раздела жидкость-твердое можно пренебречь.

5. Разработана математическая модель процесса гидрирования■этилового эфира пара-нитробензойной кислоты на суспендированном катализаторе в реакторе идеального смешения. Она позволяет проводить расчеты в интервале давлений до 40-Ю5 Па и температур до 120 °С. Наряду с концентрацией компонентов, давлением и температурой, . модель учитывает ■влияние состава среды, а также количества катализатора на концентрацию растворенного в реакционной среде газа.

6. Модель анализировалась с различными начальными .условиями, учитывающими предварительное насыщение жидкости газом. Экспериментально и аналитически показано,что выигрыш в степени превращения к заданному Бремени реакции е случае предварительного насыщения раствора газовым реагентом, минимален в кинетической области и максимален в режиме чистой внешней диффузии по газовому компоненту.

' 7. Изучено поведение газокидкостной системы в неизотермических условиях с помощью математической модели , учитывающей влияние температуры .изменяющихся в неизотермических условиях свойств среды и разных законов растворения на концентрацию газового реагента, растворенного в суспензии. Показано, что наибольшее влияние на концентрацию газа, растворенного в жидкости и скорость химической реакции имеет-изменение физико-химических свойств среды в результате химического превращения и разогрева реакционной смеси при прочих равных условиях (Р,Т0.CcAt).

8. Разработанная математическая модель адекватно описывает процесс каталитического восстановления этилового эфира пара-нитробензойной кислоты при постоянной температуре и в неизотермическом режиме при повышенных давлениях. С помощью этой модели были определены условия для осуществления промышленного процесса получения анестезина гидрированием 'этилового эфира пара-нитробензойной кислоты : Т=70-80°С, 1'=1.5 - 2.5 •ЮьПа, С =0.083 KrD./м3, С -0.073 кмоль/м3.

' cat Pa LO

9.Разработан реакторный модуль и методика, позволяющая

лгтотто п<м»ъ. ттспмпюпчлло "пот>т»ат*а тэлттппл »то ttotv-i-q

Ч/Ц^ЦУДЧУ «irfi X U à.i.<A j ' Ii.*" ' M' M ' I I " ' ■ LMii^J клЛ.41 iiU^UU

изопропилового спирта и воды в ходе процесса гидрирования.

10.Количественно определено влияние паров изопропилового спирта на поведение газокидкостной системы в неизотермических условиях.

11.Разработана математическая модель процесса каталитического восстановления этилового эфира пара-нитробензойной кислоты в неизотермических условиях при низких давлениях в реакторе, учитывающая испарение растворителя. Модель с доверительным интервалом 95 % описывает экспериментальные данные. Основное содержание диссертации изложено в работах:

1.Стефогло Е.Ф.,Шибельгут 0.П..Корнилова В.П. Динамика и эффективность газожидкостных реакторов.//III' Всесоюзная конференция "Нестационарные процессы в катализе"-Новосибирск 1986. с.166-167

2.Стефогло Е.Ф.,Жукова 0.П..Корнилова В.П. Постановка эксперимента и описание макрокинетики газожидкостных реакций на твердом катализаторе.//-4 Всесоюзная конференция по кинетике гетерогенных каталитических реакций.-Ярославль,1987.-с.31-34

3.Stefoglo E.F.,Kornllova V.P.,Zhukova 0.P.,Gofman A.G. Parameters Defining Relative Performance and Dynamics of Liquid Phase Hydrogénation Reactions In a Stirred Vessel.//Internatlonl Chemical Reaction Engineering Conference -2 (ICREC-2), Recent Trends In Chemical Reaction Engineering.-1987-v.II - pp.518-530

4.Стефогло Е.Ф.,Корнилова В.П.,Жукова 0. П. Экспериментальное изучение процессов кидкофазного гидрирования. // В-сб. Каталитические реакции в жидкой фазе. -Алма-Ата,1988. -Кн.1.-е.26

5.Стефогло Е.Ф..Корнилова В.П..Жукова О.П. Эксперименальное изучение макрокинетики реакций кидкофазного гидрирования. //Межвузовский сборник научных трудов "Каталитические реакции мономеров и полимеров",-

'¡¿Ссксзрц,1Э88. -с.46-50

6.Жукова О.П.,Раенко С.А.,Стефогло Е.Ф. Метода математического моделирования многофазных каталитических процессов.//3 Всесоюзная конференция "Методы кибернетики химико-технологических процессов".-Москва,1989.-с.61

T.Stefoglo E.F.,Zhukova O.P.,Shclna M.V. Process Dynamics of the Continuous Perfect Mixing Reactor for Gas-Liquid Reactions on Suspended Catalyst.//10 International Congress of Chemical Engineering. Chemical Equipment Design and Automation. CHISA'90. -Praha, 26-31 August 1990., -V.3.A7-112. -p.63

e.Stefoglo E.F..Zhukova 0.P.,Shelna M.V. Dynamics of the process In. the on-stream perfect mixing reactor for running gas-llquld reactions on suspended catalyst.//Unsteady State Processes In Catalyst. -Novosibirsk,1990.- p.221-222.

9.Stefoglo E.F..Zhukova O.P..Sormlkov V.M. Experimental and mathematical simulation oi gas-llquld processes In iitlrred reactors with suspended catalyst. Dynamics and steady-state analysis.// Fourth World Congress of Chemical Engineering, Karlsruhe, 16-21 June 1991, Preprints IV, 10.1-13.4,13.3-24

lO.Steioglo E.F..Sonnikov V.M.,Zhukova O.P. Simulation and experimental research of gas-llquld processes on slurry reactor with evaporating solvent.//The first international conference on gas-llquld and gas-liquid-solid reactor engineering, Columbus, Ohio, 13-16 September 1992.-Abstracts.-p. 19-20

11.Стефогло Е.Ф.,Сонников В.M.«Жукова О.П..Бортникова И.В. Анализ газожидкостных процессов в периодическом реакторе с суспендированным катализатором с учетом фазовых превращений.//Научная конференция "Химреактор-П", Харьков 1992.- с.463-467

12.Стефогло Е.Ф.,Жукова О.П. Динамика газожидкостных процессов в реакторах идеального смешения с суспендированным катализатором.//Научная конференция "Химреактор-П", Харьков 1992.- с.230-234

1 ь

13.Стефогло Е.Ф..Сонников В.М..Жукова О.П..Бортникова И.В. Экспериментальные исследования и математическое моделирование новых экологически сбалансированных процессов каталитического восстановления нитроароматических соединений в газожидкостных реакторах.// XV Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, Минск, 24-29 мая 1993, -кн.З -с.245-246

14. Жукова О.П..Стефогло Е.Ф. Математическое моделирование газожидкостных процессов на суспендированном катализаторе в неизотермическом режиме.//Научная конференция "Химреактор-12", Ярославль 1994 - с.

Подписано в печать 12.10.95

Печ.ластов 1,1 Заказ № 216

Формат 60x84/16 Тираж 50

Отпечатано на ротапринте Института катализа СО РАН, Новосибирск 90.