

Kinetics of Vapor-Phase Dehydration of Glycerin to Acrolein over a Heterogeneous Catalyst BAO-1
https://doi.org/10.18412/1816-0387-2017-2-102-110
Abstract
Principal regularities of vapor-phase dehydration of glycerin over a heterogeneous 0.5B2O3/γ-Al2O3 (BAO-1) catalyst were studied and a kinetic model of the process was suggested based on the data obtained using a differential reactor. The kinetic constants involved in the generalized mathematical models were estimated using the method of differential evolution based on the program package Mathematica 5.0. The activation energy of the target reaction was calculated to equal (50.18±0.11) kJ·mol-1. The adequacy of the obtained equations was tested on the basis of Fisher's variance ratio. The suggested kinetic equations were used for determining optimal conditions of the glycerin dehydration process (process temperature 330 °C, inlet glycerin concentration 30 %, catalyst loading ratio 0.0338 L·hcat -1·min-1). The data obtained can be helpful in calculations for scaled-up facilities for acrolein production through glycerin dehydration.
About the Authors
S. M. DanovRussian Federation
A. L. Esipovich
Russian Federation
A. S. Belousov
Russian Federation
A. E. Rogozhin
Russian Federation
E. A. Kanakov
Russian Federation
References
1. Алхазов Т.Г., Аджамов К.Ю., Ханмамедова А.К. // Усп. хим. 1982. Т. 51. № 6. С. 950—967.
2. Кейко Н.А., Воронков М.Г. // Усп. хим. 1993. Т. 62. № 8. С. 796—812.
3. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.ebb-eu.org (дата обращения — 02.11.2015 г.).
4. Lu L., Ye X.P., Bozell J.J. // ChemSusChem. 2012. Vol. 5. № 7. P. 1162—1180.
5. Данов С.М., Есипович А.Л., Белоусов А.С., Рогожин А.Е. // ЖПХ. 2014. Т. 87. № 4. С. 468—474.
6. Danov S., Esipovich A., Belousov A., Rogozhin A. // Chin. J. Chem. Eng. 2015. Vol. 23. P. 1138—1146.
7. Белоусов А.С. Разработка высокоэффективной технологии получения акролеина из растительного сырья: автореферат дис. … канд. хим. наук: 05.17.04. Дзержинск, 2015. 17 с.
8. Sato S., Kuroki M., Sodesawa T., Nozaki F., Maciel G.E. // J. Mol. Catal. A: Chem. 1995. Vol. 104, № 2. P. 171—177.
9. Tamele M.W. // Discuss. Faraday Soc. 1950. Vol. 8. P. 270—279.
10. Танабе К. Твердые кислоты и основания / Пер. с англ. под ред. К.В. Топчиевой. М.: Мир, 1973. 184 с. (Tanabe K. Solid acids and bases: their catalytic properties. Kodansha, Tokyo. Academic Press, New York-London, 1970.).
11. Roy B.C., Rahman M.S., Rahman M.A. // J. Appl. Sci. 2005. Vol. 5. № 7. P. 1275—1278.
12. León-Reina L., Cabeza A., Rius J., Maireles-Torres P., Alba-Rubio A.C., López Granados M. // J. Catal. 2013. Vol. 300. P. 30—36.
13. Esipovich A., Danov S., Belousov A., Rogozhin A. // J. Mol. Catal. A: Chem. 2014. Vol. 395. P. 225—233.
14. Kim S.M., Lee Y.J., Bae J.W., Potdar H.S., Jun K.W. // Appl. Catal., A. 2008. Vol. 348. № 1. P. 113—120.
15. Vidruk R., Landau M.V., Herskowitz M., Ezersky V., Goldbourt A. // J. Catal. 2011. Vol. 282. № 1. P. 215—227.
16. Suprun W., Lutecki M., Haber T., Papp H. // J. Mol. Catal. A: Chem. 2009. Vol. 309. № 1—2. P. 71—78.
17. Лебедев Н.Н., Манаков М.Н., Швец В.Ф. Теория химических процессов основного органического и нефтехимического синтеза / Под ред. Н. Н. Лебедева. 2-е изд. перераб. М.: Химия, 1984. 376 с.
18. Киперман С.Л. Введение в кинетику гетерогенных каталитических реакций. М.: Наука, 1964. 608 с.
19. Корнейчук Г.П. Проблемы теории и практики исследований в области катализа / Под ред. В.А. Ройтера. Киев: Наукова думка, 1973. С. 203.
20. Storn R., Price K. // J. Global Optim. 1997. № 11. P. 341—359.
Review
For citations:
Danov S.M., Esipovich A.L., Belousov A.S., Rogozhin A.E., Kanakov E.A. Kinetics of Vapor-Phase Dehydration of Glycerin to Acrolein over a Heterogeneous Catalyst BAO-1. Kataliz v promyshlennosti. 2017;17(2):102-110. (In Russ.) https://doi.org/10.18412/1816-0387-2017-2-102-110