Wspólna charakterystyka katalizatorów niklowych Raneya modyfikowanych przez galwanizację na elektrycznych rurach grzewczych

Wspólna charakterystyka katalizatorów niklowych Raneya modyfikowanych przez galwanizację na elektrycznych rurach grzewczych

Chociaż wydajność zmodyfikowanego katalizatora RaneyNi została znacznie poprawiona, nadal ma on następujące wady jako katalizator uwodorniania glukozy do sorbitolu:

1) Wysokie wymagania dotyczące warunków reakcji: Chociaż aktywność katalizatora RaneyNi została znacznie poprawiona poprzez dodanie różnych dodatków, osiągnięcie stosunkowo wysokiego współczynnika konwersji glukozy w przemyśle nadal wymaga wyższego ciśnienia reakcji, wyższej temperatury reakcji i dłuższego czasu reakcji. Gdy jako katalizator stosuje się zmodyfikowany RaneyNi, ciśnienie w układzie reakcyjnym powinno przekraczać 5 MPa, a stopień konwersji glukozy może osiągnąć ponad 98 procent tylko wtedy, gdy jest powyżej 120 stopni. Wymaga to dobrej odporności na ciśnienie układu reakcji uwodorniania, co zwiększa koszty sprzętu. Z drugiej strony, jeśli temperatura reakcji jest zbyt wysoka, a czas reakcji zbyt długi, może to zwiększyć ilość produktów ubocznych reakcji i zmniejszyć selektywność, ponieważ glukoza jest niestabilna w wysokich temperaturach i jest podatna na reakcje izomeryzacji. Jednocześnie, jeśli temperatura jest zbyt wysoka, reagenty są podatne na karbonizację i koksowanie podczas procesu reakcji, blokując pory katalizatora, prowadząc do gwałtownego spadku aktywności katalizatora i dezaktywacji. Wydłużenie czasu reakcji prowadzi do wydłużenia czasu izomeryzacji, co zmniejszy selektywność reakcji.

2) Stabilność katalizatora jest słaba: Wodny roztwór glukozy wykazuje niewielką kwasowość w temperaturze pokojowej. Wraz ze wzrostem temperatury wzrasta jego stała jonizacji i wzrasta kwasowość. Kwasowość ma korozyjny wpływ na katalizator RaneyNi, powodując rozpuszczanie się aktywnego składnika niklu i dodatków w dużej ilości w układzie reakcyjnym i utratę, zmniejszając w ten sposób aktywność katalizatora i zwiększając obciążenie rafinacji produktu, wpływając na jakość produktu . Dlatego też, gdy jako katalizator uwodorniania glukozy stosuje się Ni Raneya, aktywność katalityczna roztworu reakcyjnego jest optymalna przy pH 8-9. Jednak w warunkach alkalicznych glukoza jest bardzo niestabilna i nawet w temperaturze pokojowej mogą zachodzić znaczące reakcje izomeryzacji prowadzące do wytworzenia fruktozy, mannozy i mannitolu [14,15], co poważnie wpływa na selektywność uwodorniania glukozy. Dlatego przy stosowaniu jako katalizatora zmodyfikowanego niklu Raneya ważne jest, aby wybrać odpowiednie pH, aby wydłużyć żywotność katalizatora, jednocześnie minimalizując reakcje izomeryzacji. Biorąc pod uwagę pH układu reakcji uwodorniania glukozy z wytworzeniem sorbitolu, zaleca się wybranie pH 7-8. Zaletą tego rodzaju katalizatora jest to, że jest on tańszy w porównaniu do katalizatorów z metali szlachetnych. Dlatego w sytuacjach, gdy wymagania jakościowe dla sorbitolu nie są zbyt wyśrubowane, obecnie bardziej skłania się ku stosowaniu niedrogich modyfikowanych katalizatorów RaneyNi.

www.superbheater.com