Введение к работе
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-иитробензойной 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 сопровоадается большим количеством токсичных сточных вод.
Первостепенное значение для изучения и расчета гззожидкостных процессов гидрирования на суспендированном катализаторе имеет достоверная , получешая 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 Pd/G. 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
среда 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 газожидкостного 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 т 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
Equipment Design and Automation, CHISA'90 (Прага 1990), ТЇ
first international conference on gas-liquid anc
gas-llquld-solld reactor engineering (Коламбус.США, 1992),
Практическая значимость работы. Показана принципиальная возможность получения фармакопейного анестезина жидкофазным гидрированием этилового эфира пара-нитробензойной кислоты на катализаторе Pd/C, 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 ІЄ9 страницах, содержит 40 рисунков, 8 таблиц. Список литературы включает 90 наименований.