СИНТЕЗ ИМИНОДИУКСУСНОЙ КИСЛОТЫ В МИКРОКАНАЛЬНОМ РЕАКТОРЕ

Исследованы особенности синтеза иминодиуксусной кислоты (ИДУК) путем дегидрирования диэтаноламина (ДЭА) на катализаторе Cu/ZrO2 в проточном микроканальном реакторе в сопоставлении с синтезом в автоклаве. Найдено, что удельные производительности реакторов в расчете на реакционный объем и на массу катализатора в микроканальном реакторе составляют 4,38 гИДУК/(см3·ч) и 0,49 гИДУК/(гкат·ч), соответственно, в то время как в автоклаве – 0,018 гИДУК /(см3·ч) и 0,46 гИДУК/(гкат·ч). Анализ кинетических данных свидетельствует о том, что синтез ИДУК протекает в две стадии с образованием промежуточного продукта N-(2-гидроксиэтил)глицина (ГЭГ). Предложена формальная 2-стадийная кинетическая схема этого процесса и рассчитаны кажущиеся константы скоростей стадий. Обнаружено, что кажущиеся константы скорости стадий при осуществлении синтеза в микроканальном реакторе на несколько порядков превосходят соответствующие константы при синтезе в автоклаве. Удельная производительность, рассчитанная на реакционный объем для микроканального реактора, также на два порядка выше, чем для автоклава, что свидетельствует о существенной интенсификации процесса в каналах субмиллиметровых размеров за счет высокой эффективности тепло- и массопереноса.

1. Liu D., Cant N.W., Smith A.J., Wainwright M.S. The activity of chromia-promoted skeletal copper catalysts for the oxidative dehydrogenation of ethanolamine to sodium glycinate based on measurements in a modified autoclave // Appl. Catal. 2006. V. 297. P. 18.

2. Franz J.E., Mao M.K., Sikorski J.A. Glyphosate: A Unique Global Pesticide. ACS Monograph 189, Washington, DC.: American Chemical Society, 1997.

3. Pat. 2384817 USA. Catalytic alkaline oxidation of alcohols. Chitwood H.C. 1945.

4. Pat. 4782183 USA. Method for manufacture of amino-carboxylic acid salts. Goto T., Yokoyama H. 1988.

5. Pat. 5292936 USA. Process to prepare amino carboxylic acid salts. Franczyk T. 1994.

6. Pat. 6376708 USA. Process and catalyst for dehydrogenating primary alcohols to make carboxylic acid salts. Morgenstern D., Arhancet J.P. 2002.

7. Pat. 5220054 USA. Process for producing aminocarboxylic acid salt. Urano Y., Kadono Y. 1993.

8. Ehrfeld W, Hessel V, Löwe H. Microreactors — new technology for modern chemistry. Weinheim: Willey-VCH,

9.

10. Макаршин Л.Л., Андреев Д.В., Грибовский А.Г., Дутов П.М., Хантаков Р.М., Пармон В.Н. Исследование влияния конструкции микроканальных пластин на производительность микрореакторов паровой конверсии метанола // Кинетика и катализ. 2007. Т. 48. № 5. С. 1—8.

11. Пат. 2323047 РФ. Каталитические микроканальные пластины и способ их приготовления. Макаршин Л.Л., Грибовский А.Г., Андреев Д.В., Пармон В.Н. 2008.

12. Einarsson S., Joseffsson B., Lagerkvist S. Determination of Amino Acids with 9-Fluorenylmethyl Chloroformate and Reversed-Phase High-Performance Liquid Chromatography // J. Chromatography. 1983. V. 282. P. 609.