Preview

Катализ в промышленности

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Иcпользование микроканального реактора для оптимизации получения хлоридов 1-алкил-3-метилимидазолия

https://doi.org/10.18412/1816-0387-2020-1-40-49

Полный текст:

Аннотация

Возможность использования микроканальных проточных реакторов для получения кинетических и технологических параметров процесса синтеза ионной жидкости 1-бутил-3-метилимидазолия хлорида (BMIMCl) была продемонстрирована на примере реакции 1-метилимидазола (MIm) с 1-хлорбутаном в отсутствие растворителей. BMIMCl был получен с высокой селективностью и удельной производительностью в проточном микроканальным реакторе при температурах 120–180 °C и временах контакта 2–45 мин при давлении 20 бар. Положительный результат достигается благодаря ламинарному профилю потока и равномерному распределению концентрации реагентов по сечению микроканалов. Исследование кинетики процесса с помощью проточного микроканального реактора позволило обнаружить переход реакции в режим диффузионного торможения при температуре выше 150 °С. На основании полученных кинетических данных синтеза BMIMCl были разработаны методики получения хлоридов 1-этил-3-метилимидазолия и 1-гексил-3-метилимидазолия (соответственно EMIMCl и HMIMCl) в условиях микроканального проточного реактора. Подход, предложенный в этой статье, представляет интерес для разработки проточных и периодических установок для малотоннажного производства солей диалкилимидазолия, аммония и пиридиния путем кватернизации соответствующих алкилхлоридов и азотсодержащих оснований.

Об авторах

А. С. Клименко
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (ИК СО РАН), Новосибирск
Россия


Д. В. Андреев
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (ИК СО РАН), Новосибирск
Россия


С. А. Приходько
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (ИК СО РАН), Новосибирск
Россия


А. Г. Грибовский
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (ИК СО РАН), Новосибирск; Новосибирский национальный исследовательский государственный университет (НГУ)
Россия


Л. Л. Макаршин
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (ИК СО РАН), Новосибирск
Россия


Н. Ю. Адонин
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (ИК СО РАН), Новосибирск; Новосибирский национальный исследовательский государственный университет (НГУ)
Россия


Список литературы

1. Elements of the Business of Chemistry, 2017.

2. Specialty chemicals market to reach $1.79 trillion by 2025. Focus on Catalysts 2017, 3.

3. Eisberg, N // Chemistry & Industry. 2014. Vol. 78. P. 42–44.

4. Green D.W., Perry R.H. Perry's Chemical Engineers' Handbook, 8th ed. McGraw-Hill, 2008, USA.

5. Bieringer T., Buchholz S., Kockmann N. // Chem. Eng. & Tech. 2013. Vol. 36. P. 900–910.

6. Keil F.J. // Reviews in Chemical Engineering. 2018. Vol. 34. P. 135–200.

7. Appel J., Colombo C., Datwyler U., Chen Y., Kerimoglu N. // Chimia. 2016. Vol. 70. P. 621–627.

8. Wesche M., Haberl M., Kohnke M., Scholl S. // Chemie Ingenieur Technik. 2015. Vol. 87. P. 203–215.

9. Ghaini A., Balon-Burger M., Bogdan A., Krtschil U., Lob P. // Chem. Eng. & Technology. 2015. Vol. 38. P. 33–43.

10. Kashid M.N., Renken A., Kiwi-Minsker L. Overview of Micro Reaction Engineering. Wiley-V C H Verlag Gmbh, 2015. Weinheim.

11. Krtschil U., Hofmann C., Lob P., Schutt C., Schorcht P., Streuber M. // Green Processing and Synthesis. 2013. Vol. 2. P. 451–463.

12. Porta R., Benaglia M., Puglisi A. // Organic Process Research & Development. 2016. Vol. 20. P. 2–25.

13. Reintjens R., de Vries A.H.M. // Chemical Engineering. 2016. Vol. 123. P. 40.

14. Suryawanshi P.L., Gumfekar S.P., Bhanvase B.A., Sonawane S.H., Pimplapure M.S. // Chemical Engineering Science. 2018.

15. Protasova L.N., Bulut M., Ormerod D., Buekenhoudt A., Berton J., Stevens C.V. // Organic Process Research & Development. 2013. Vol. 17. P. 760–791.

16. Lau W.N., Yeung K.L., Martin-Aranda R. // Microporous and Mesoporous Materials. 2008. Vol. 115. P. 156-163.

17. Wan Y.S.S., Gavriilidis A., Yeung K.L. // Chem. Eng. Res. and Design. 2003. Vol. 81. P. 753–759.

18. Horny C., Kiwi-Minsker L., Renken A. // Chem. Eng. J. 2004. Vol. 101. P. 3–9.

19. Karim A., Bravo J., Datye A. // Applied Cat. A: General. 2005. Vol. 282. P. 101–109.

20. Bellos G.D., Papayannakos N.G. // Catal. Today. 2003. Vol. 79-80. P. 349–355.

21. Andreev D.V., Sergeev E.E., Gribovskii A.G., Makarshin L.L., Prikhod'ko S.A., Adonin N.Yu., Pai Z.P., Parmon V.N. // Chem Eng. J. 2017. Vol. 330. P. 899–905.

22. Garcia-Verdugo E., Altava B., Burguete M.I., Lozano P., Luis S.V. // Green Chem. 2015. Vol. 17. P. 2693–2713.

23. Hallett J.P., Welton T. // Chemical Reviews. 2011. Vol. 111. P. 3508-3576.

24. Sawant A.D., Raut D.G., Darvatkar N.B., Salunkhe M.M. // Green Chem. Letters and Reviews. 2011. Vol. 4. P. 41–54.

25. Hu S.Z., Wang A.J., Lowe H., Li X.A., Wang Y., Li C.H., Yang D. // Chem. Eng. J. 2010. Vol. 162. P. 350–354.

26. Lowe H., Axinte R.D., Breuch D., Hofmann C., Petersen J.H., Pommersheim R., Wang A. // Chem. Eng. J. 2010. Vol. 163. P. 429–437.

27. Zhang J., Wang Y.J., Hu S.Z. // Asian J. Chem. 2014. Vol. 26. P. 2369–2372.

28. Bubalo M.C., Sabotin I., Rados I., Valentincic J., Bosiljkov T., Brncic M., Znidarsic-Plazl P. // Green Proc. Synthesis. 2013. Vol. 2. P. 579–590.

29. Seddon K.R.J. // J. Chem. Technology and Biotechnology. 1997. Vol. 68. 351–356.

30. Bowing A.G., Jess A. // Green Chem. 2005. Vol. 7. P. 230–235.

31. Burrell A.K., Sesto R.E.D., Baker S.N., McCleskey T.M., Baker G.A. // Green Chem. 2007. Vol. 9. P. 449–454.

32. Karkkainen J., Asikkala J., Laitenen R.S., Lajunen M.K. // Z. Naturforsch. 2004, Vol. 59. P. 763–770.

33. Zhou Z.H., Wang T., Xing H.B. // Ind. Eng. Chem. Res. 2006. Vol. 45. P. 525–529.

34. Verevkin S.P., Zaitsau D.H., Emel’yanenko V.N., Paulechka Y.U., Blokhin A.V., Bazyleva A.B., Kabo G.J. // J. Phys. Chem. B. 2011. Vol. 115. P. 4404–4411.

35. Stridh G., Sunner S. // J. Chem. Thermodynamics. 1975. Vol. 7. P. 161-168.

36. Shehatta I. // Thermochimica Acta. 1993. Vol. 213. P. 1–10.

37. Verevkin S.P., Zaitsau D.H., Emel’yanenko V.N., Ralys R.V., Yermalayeu A.V., Schick C. // Thermochimica Acta. 2013. Vol. 562. P. 84–95.

38. Raja L.L., Kee R.J., Deutschmann O., Warnatz J., and Schmidt L.D. // Catal. Today. 2000. Vol. 59. P. 47–60.

39. Scott F.H. Elements of Chemical Reaction Engineering, 5th Edition ed. 2016. Prentice Hall.

40. Bogdanov M.G., Svinyarov I. // Processes. 2017. Vol. 5. P.52-62

41. Firaha D.S., Paulechka Y.U. // Int. J. Chem. Kinetics. 2013. Vol. 45. P. 771–779.

42. Clough C., Griffith J., Sulaiman M.R., Corbett P., Welton T. // CHEMSPIDER SyntheticPages. Royal Society of Chemistry, p. 747.

43. Dupont J., Consorti C.S., Suarez P.A.Z., De Souza R.F., Fulmer S.L., Richardson D.P., Smith T.E., Wolff S. // Organic Syntheses. 2002. P. 236.

44. Chiappe C., Mezzetta A., Pomelli C.S., Puccini M., Seggiani M. // Org. Proc. Res. & Dev. 2016. Vol. 20. P. 2080–2084.

45. Gonzalez M.A., Ciszewski J.T. // Organic Process Research & Development. 2009. Vol. 13. P. 64–66.


Для цитирования:


Клименко А.С., Андреев Д.В., Приходько С.А., Грибовский А.Г., Макаршин Л.Л., Адонин Н.Ю. Иcпользование микроканального реактора для оптимизации получения хлоридов 1-алкил-3-метилимидазолия. Катализ в промышленности. 2020;20(1):40-49. https://doi.org/10.18412/1816-0387-2020-1-40-49

For citation:


Klimenko A.S., Andreev D.V., Prikhod’ko S.A., Gribovsky A.G., Makarshin L.L., Adonin N.Yu. The use of a microchannel reactor for optimizing the production of 1-alkyl-3-methylimidazolium chlorides. Kataliz v promyshlennosti. 2020;20(1):40-49. (In Russ.) https://doi.org/10.18412/1816-0387-2020-1-40-49

Просмотров: 146


ISSN 1816-0387 (Print)
ISSN 2413-6476 (Online)