Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка нанокаталитической технологии получения эпоксисоединений из биоспиртов для производства полимерных функциональных материалов.

Номер контракта: 14.577.21.0093

Руководитель: Флид Виталий Рафаилович

Должность: Зав. кафедрой

Организация: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет"
Организация докладчика: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет тонких химических технологий имени М.В.Ломоносова"

Аннотация скачать
Постер скачать
Презентация скачать
Ключевые слова:
биоспирты, метанол, нанокаталитическая технология, эпоксидирование, пропилен, аллилхлорид, аллиловый спирт, оксид пропилена, эпихлоргидрин, глицидол, пероксид водорода, катализаторы эпоксидирования, олефины, силикалит титана, математическая модель.

Цель проекта:
Цели и задачи: разработка малоотходных технологий получения высоковостребованных эпоксисоединений – оксида пропилена, эпихлоргидрина, глицидола методом нанокаталитического жидкофазного эпоксидирования пропилена и его производных пероксидом водорода на силикалите титана с использованием в качестве растворителя биоспиртов С1-С4 с характеристиками продуктов, соответствующими требованиям производства полимерных функциональных материалов. - актуальность: решение задачи импортозамещения путем создания промышленных технологий производства эпоксидных соединений как полупродуктов в производстве эпоксидных смол, не выпускаемых в настоящее время отечественной промышленностью; - новизна: разрабатываемые технологии получения эпоксидных соединений с использованием пероксида водорода не имеют аналогов в отечественной и зарубежной промышленной практике.

Основные планируемые результаты проекта:
Планируемые результаты исследований: разрабатываемые технологии процессов жидкофазного нанокаталитического эпоксидирования пероксидом водорода на силикалите титана должны обеспечивать следующие показатели:
- для пропилена – конверсия пероксида водорода не ниже 99%, выход оксида пропилена не ниже 95%;
- для аллилхлорида – конверсия пероксида водорода не ниже 99%, выход эпихлоргидрина не ниже 94%;
- для аллилового спирта – конверсия пероксида водорода не ниже 98%, выход глицидола не ниже 93%.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
Актуальность заключается в решении задачи импортозамещения путем создания промышленных технологий производства эпоксидных соединений как полупродуктов в производстве эпоксидных смол, не выпускаемых в настоящее время отечественной промышленностью.
Новизна предлагаемых технологических решений в том, что разрабатываемые технологии получения эпоксидных соединений с использованием пероксида водорода не имеют аналогов в отечественной и зарубежной промышленной практике.
Сопоставление ожидаемых результатов с аналогичными разработками мирового уровня:
получение эпоксидных соединений путём прямого эпоксидирования пропилена и его производных пероксидом водорода характеризуется высокими значениями выхода целевых продуктов в сочетании с низким уровнем образования отходов и сточных вод. В сравнении с известными промышленными технологиями разрабатываемые процессы характеризуются более высокими показателями энергоэффективности. Промышленные аналоги разрабатываемых процессов в мире отсутствуют.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Перспективы практического использования:
полученные результаты могут быть положены в основу разработки промышленных технологий производства оксида пропилена, эпихлоргидрина, глицидола с мощностями, соответствующими рыночным показателям. Промышленные объединения, на которых наиболее реально внедрить разрабатываемые технологии: ОАО «Каустик», Волгоград, ОАО «Башкирская содовая компания», Стерлитамак.

Текущие результаты проекта:
Полученные результаты исследовательской работы в 2015 г.:
- разработаны лабораторные технологические регламенты процессов жидкофазного нанокаталитического эпоксидирования пропилена и его производных с получением оксида пропилена, эпихлоргидрина, глицидола;
- изготовлены и смонтированы лабораторные установки для проведения исследований процессов жидкофазного нанокаталитического эпоксидирования;
- разработаны программы и методики исследовательских испытаний процессов жидкофазного эпоксидирования пропилена и его производных в среде метанола;
- проведены исследовательские испытания процесса жидкофазного эпоксидирования пропилена. Показано, что при 35-40оС, давлении 6-8 ати и мольном соотношении пропилен : пероксид водорода равном 2-3:1 конверсия пероксида водорода составляет 99-99,5%, выход оксида пропилена равен 95-95,8%;
- проведены исследовательские испытания процесса жидкофазного эпоксидирования аллилхлорида. Показано, что при 35-40оС, давлении 0,5-2,5 ати и мольном соотношении аллилхлорид : пероксид водорода равном 2,8-3:1 конверсия пероксида водорода составляет 99,2-99,5%, выход эпихлоргидрина равен 94,0-94,2%;
- проведены исследовательские испытания процесса жидкофазного эпоксидирования аллилового спирта. Показано, что при 40-45оС и мольном соотношении аллиловый спирт : пероксид водорода равном 2,5-3:1 конверсия пероксида водорода составляет 98,1-98,6%, выход глицидола равен 93-93,5%;
- изготовлены экспериментальные образцы наноструктурированного силикалита титана для проведения исследовательских испытаний;
- изготовлены экспериментальные образцы оксида пропилена, эпихлоргидрина, глицидола в количестве не менее 1 л каждого продукта и проведены их исследовательские испытания. Показатели качества продуктов соответствуют требованиям, указанным в ТЗ;
- проведены исследования и моделирование фазовых равновесий в среде целевых продуктов синтеза;
Достоверность полученных результатов подтверждается данными анализа продуктов процессов, а также представленными образцами целевых продуктов и катализатора. Результаты, полученные в ходе выполнения ПНИ, находятся на уровне или превышают результаты исследований, проводившихся в таких компаниях как “Shell”, “Solvay” и др.