Гидрирование линолевой кислоты в непрерывном режиме на катализаторе Pd/сибунит

Исследовано каталитическое гидрирование линолевой и олеиновой кислот в стеариновую кислоту (катализатор – палладий на мезопористом углеродном сибуните – Pd/cибунит) в проточном реакторе с неподвижным слоем и его орошением жидкой фазой при среднечасовой скорости подачи сырья 5,4 ч–1 при 120 °С и 3 МПа, в качестве сырья использовались жирные кислоты таллового масла. Получение стеариновой кислоты из жирных кислот таллового масла имеет промышленное значение. Приготовлены и исследованы образцы катализатора Pd/cибунит сферической формы с 1,62-мм частицами, содержащие 0,5, 1 и 2 мас.% Pd. Дисперсность металла, %, размер металлических частиц, нм, а также площадь поверхности металла, м2/г металла, трех полученных образцов катализатора определяли по хемосорбции СО. Выход продуктов из реактора с неподвижным слоем анализировали рентгеновской флюоресценцией (РФС) и спектроскопией плазмы постоянного тока. Образцы катализатора Pd/сибунит, испытанные в гидрировании линолевой кислоты, показали их пригодность к использованию в процессах с неподвижным слоем катализатора. Активность с учетом дисперсности активной фазы (число оборотов порядка 0,9 мин–1) и селективность по продуктам полного и селективного гидрирования были близки для всех образцов. В случае применения катализатора с 2 % Pd наблюдалось уменьшение концентрации стеариновой кислоты в ходе реакции. Образец с самым низким содержанием металла 0,5 мас.% рекомендован для проведения дальнейших пилотных испытаний, так как показал наибольшую стабильность активности.

1. Reaney M.J.T, Liu Y.D., Westcott N.D. (1999) Commercial Production of Conjugated Linoleic Acids, Agriculture and Agri-Food Canada, Saskatoon, SK, Canada S7N OX2. 39−54.

2. Kubickova I., Snåre M., Mäki-Arvela P., Eränen K., Murzin D.Yu. (2005) Hydrocarbons for Diesel Fuel via Decarboxylation of Vegetable Oils. // Catal. Today 106:197−200.

3. Snåre M., Kubickova I., Mäki-Arvela P., Eränen K., Murzin D.Yu. (2006) Heterogeneous Catalytic Deoxygenation of Stearic Acid for Production of Biodiesel. // Ind. Eng. Chem. Res. 45: 5708−5715.

4. Beenackers A.A.C.M. (1993) Mass Transfer in Gas-Liquid Slurry Reactors. // Chem. Eng. Sci. 49:3109.

5. Balakos M.W., Hernandez E.E. (1997) Catalyst Characteristics and Performance in Edible Oil Hydrogenation. // Catal. Today 35:415.

6. Semikolenov V.A., Simakova I.L., Sadovnichij G.V. (1996) New Catalyst for Vegetable Oil Hydrogenation. // Chemical Industry (Moscow). №3. 40.

7. Hsu N., Dlosady L.L., Rubin L.J. (1988) Catalytic Behavior of Palladium in the Hydrogenation of Edible Oils. // J. Am. Oil Chem. Soc. 65:349.

8. Simakova I.L., Simakova O., Romanenko A.V., Murzin D.Yu., (submitted) Hydrogenation of Vegetable Oils over Pd on Nanocomposite Carbon Catalysts, IECRES.

9. Yermakov Yu.I., Surovikin V.F., Plaksin G.V.; Semikolenov V.A., Likholobov V.A., Chuvilin A.L., Bogdanov S.V. (1987) New Carbon Materials as Support for Catalysts. // React. Kine.t Catal. Lett. 33:435.

10. Fenelonov V.B., Likholobov V.A., Derevyankin A.Yu., Mel'gunov M.S. (1998) Porous Carbon Materials Prepared from C1–C3 Hydrocarbons (1998) // Catal. Today 42:341.

11. Koetsier W.T., Lok M.C. (1998) Trends in he Development of Edible Oil Hydrogenation Catalysts. http://www.soci.org/SCI/publications/2001/pdf/pb95.pdf SCI lecture papers series, Publication 96.

12. Troitskii S.Yu., Chuvilin A.L., Bogdanov S.V., Moroz E.M., Likholobov V.A. (1996) Structure of Polynuclear Palladium (II) Hydroxocomplexes and Mechanism of their Adsorption by Carbon Materials. // Russ. Chem. Bull. 45:1296.

13. Mäki-Arvela P., Kuusisto J., Mateos Sevilla E., Simakova I.L., Mikkola J.P., Myllyoja J., Salmi T., Murzin D.Yu. (2008) Catalytic Hydrogenation of Linoleic Acid to Stearic Acid over Different Pd and Ru Supported Catalysts. // Appl. Catal. A: Gen. 345:201−212.

14. Bernas A., Myllyoja J., Salmi T., Murzin D.Yu. (2009) Kinetics of Linoleic Acid Hydrogenation on Pd/C Catalyst, // Appl. Catal. A: Gen 353:166−180.