Исследование процесса получения многоатомных спиртов из гуза-паи
Особенности разработки технологии переработки гуза-паи с применением сернистой кислоты. Определение содержания редуцирующих веществ методом Макена-Шоорля. Изучение каталитической активности сплавных кобальтовых катализаторов с добавками ферросплава.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.04.2019 |
| Размер файла | 16,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1Международный казахско-турецкий университет имени А.Ясауи, 2Южно Казахстанский
Государственный университет имени М.Ауэзова Туркестан, Казахстан
Исследование процесса получения многоатомных спиртов из гуза-паи
Туртабаев С.К.1, Кедельбаев Б.Ш.2, Шалабаева Г.С.1, Курбанов У.Б.1
sarsenbek.turtabaeva@ayu.edu.kz, gulshat.shalabaeva@ayu.edu.kz
Основным критерием при переработке отходов является их стоимость, объем, доступность и локализация, а также химический состав и технологические свойства. В Южно-Казахстанской области Республики Казахстан среди сельскохозяйственных культур по объему лидирует хлопчатник. В связи с этим весьма перспективными, на наш взгляд, являются отходы возделывания хлопка. Основную их массу образует гуза-пая - стебли и корневища растений этой технической культуры [1-2]. Большое количество гуза-паи остается после сбора хлопка в Южном Казахстане, сравнительно незначительная часть которой используется населением для бытовых нужд в качестве топлива. Другие попытки переработки гуза-паи не нашли какого-либо масштабного практического применения. Часто эти отходы сжигают непосредственно на полях, в основном же запахивают в почву.
Таким образом, гуза-пая является крупнотоннажным, доступным и перспективным вторичным ресурсом сельскохозяйственного производства на юге Казахстана и разработка технологии ее переработки в полезные вещества является весьма актуальным.
Нами разработана технологии переработки гуза-паи с применением сернистой кислоты. Гуза-паю предварительно высушивали при 102єС в течение 2 ч для доведения до равновесной влажности. Предварительную обработку растительного сырья осуществляли разбавленной сернистой кислотой в диапазоне температур 50-120°C.
В полученной жидкой фракции содержание редуцирующих веществ определяли методом Макена-Шоорля , а моносахаридный состав бумажной хроматографией . Сплавы готовили в высокочастотной плавильной печи марки по разработанной нами технологии. В кварцевый тигель помещали рассчитанное количество Al в виде слитков и постепенно нагревали до 1000 - 11000С, затем вводили рассчитанное количество кобальта и добавки промотирующего металла в виде стружки или порошка. В результате экзотермической реакции температура расплава поднималась до 1700-18000С, который перемешивался в течении 3-5 минут индукционным полем. В графитовых изложницах сплав охлаждали на воздухе и измельчали до зерен 0,25 мм. Активацию сплавов проводили путем выщелачивания 10 -50%-ным водным раствором едкого натрия, взятом в объеме 40 см3 на 1 г сплава на кипящей водяной бане в течение 1 часа, после чего катализатор отмывали от щелочи водой до нейтральной реакции по фенолфталеину. Полученные таким образом катализаторы использовали для гидрировании ксилозы. сернистый кислота редуцирующий катализатор
Для экспрессного выявления оптимального катализатора и изучения кинетических закономерностей опыты первоначально проводили в видоизмененном реакторе периодического действия. Аппарат снабжен герметическим приводом мощностью 0,6 кВт, скорость вращения мешалки 2800 об/мин, что позволяет убрать диффузионные осложнения реакции (3,4)
Целью дальнейших исследований явилось изучение каталитической активности сплавных кобальтовых (70%Al) катализаторов с добавками ферросплава - ферромолибдена (ФМо) в реакции жидкофазной гидрогенизации глюкозы из гуза-паи.
Полученные нами результаты гидрирования глюкозы в присутствии разработанных катализаторов представлены в таблице 1 Из представленных в таблице данных видно что скорость гидрирования ксилозы на модифицированных кобальтовых катализаторах в 1,6-2,8 раза выше чем на скелетном Co( 70%Al) без добавок. Наибольшую активность проявляют скелетные кобальтовые катализаторы из сплава с содержанием 5,0% ФМо.
Таблица 1 Результаты исследования влияния добавки ферромолибдена на активность скелетного (70% Al ) кобальта в реакции гидрирования глюкозы Условия: 2,0 г катализатора, 1000С, 5 МПа
|
Добавки ФМо, % |
Выход сорбита (%) во времени (мин) |
W?102 моль/г-кт?час |
|||
|
30 |
60 |
90 |
|||
|
Со-Al |
20,6 |
28,8 |
47,1 |
1,45 |
|
|
1,0 ФМо |
29,15 |
41,03 |
55,33 |
2,31 |
|
|
3,0 |
49,94 |
70,51 |
81,1 |
3,97 |
|
|
5,0 |
51,37 |
73,2 |
96,6 |
4,07 |
|
|
7,0 |
47,52 |
69,08 |
88,77 |
3,82 |
|
|
10,0 |
43,34 |
42,46 |
83,49 |
3,47 |
Получено, что с ростом концентрации водного раствора глюкозы от 5 до 30% выход сорбита на всех катализаторах уменьшается, вследствие блокировки поверхности молекулами гидрируемого вещества, а скорость реакции остается постоянной или постепенно увеличивается в зависимости от условий проведения процесса. Постоянство скорости при изменении концентрации глюкозы свидетельствует о нулевом порядке по глюкозе, т.е. гидрирование в этих условиях осуществляется при полном насыщении поверхности катализаторов молекулами исходного вещества. Повышение скорости реакции с ростом концентрации глюкозы в условиях относительно высоких температур и давлении водорода на исследуемых катализаторах свидетельствует о дробном порядке реакции по гидрируемому веществу. Последнее обстоятельство обусловлено, по-видимому, недостатком непредельного соединения на поверхности в результате высокой скорости процесса при относительно жестких условиях. Зависимость логарифма скорости гидрирования глюкозы от логарифма давления водорода при низких температурах практически на всех катализаторах характеризуется прямыми, а в области 100-120ОС двумя прямолинейными участками. Порядок по водороду зависит как от температуры опыта, так и от давления водорода. С ростом температуры опыта то 40-120ОС и давления водорода в пределах 2-12МПа порядок реакции по водороду, вычисленный по первым участкам прямых, в зависимости от природы легирующих добавок в сплаве по различному понижается в пределах от 1,0 до 0,3. Порядок реакции по водороду в области замедления (вторые участки прямых) понижается от 0,5 до 0,1. Опыты по влиянию концентрации глюкозы и давления водорода показывают, что порядок реакции по гидрируемому веществу изменяется от О до дробного, а по водороду - дробный.
Таким образом, нами, в ходе проведенного исследования, показана возможность утилизации гуза-паи путем синтеза многоатомного спирта - сорбита.
Список литературы
1. Сушкова В.И., Воробьёва Г.И. Безотходная конверсия растительного сырья в биологически активные вещества - Киров, 2007 - 204с.
2. Сербина Т.В. Разработка технологии активных углей из гуза-паи. Автореф. Дис….канд.техн.наук. М. 1993.-56 с.
3. Г.С.Рысбаева, Б.Ш.Кедельбаев, Н.А.Приходько.Исследование процесса втокаталитического гидролиза пивной дробины. Наука и образование Южного Казахстана, 2011.-№5 - С.120-124
4. Б.Ш.Кедельбаев, Г.С.Рысбаева, Г.Р.Рахманбердиев. Получение ксилозы из растительного сырья. Труды МНПК, г.Ташкент, 2006 г.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Рассмотрение механизма получения биоэтанола из растительного сырья. Изучение трансформации целлюлозы в растворимые формы простых углеводов, определение оптимальных условий для протекания процесса. Исследование состава субстрата после гидролиза.
презентация [279,1 K], добавлен 19.02.2014Суть технологических процессов газоочистки, виды и свойства катализаторов. Принцип действия каталитической очистки промышленных выбросов электронной промышленности. Способ каталитической очистки высокотемпературных отходящих газов от смолистых веществ.
курсовая работа [522,2 K], добавлен 29.09.2011Общие сведения о фосфорной кислоте, методы ее получения экстракционным полугидратным способом. Разработка принципиальной технологической схемы производства фосфорной кислоты со схемой КИПиА. Расчет материального баланса и расходных коэффициентов.
курсовая работа [716,5 K], добавлен 11.03.2015Основные стадии производственного процесса получения серной кислоты методом двойного контактирования с промежуточной абсорбцией. Автоматизация системы управления производством серной кислоты. Надежность подсистем процесса автоматического управления.
дипломная работа [261,2 K], добавлен 13.11.2011Свойства, химическая формула и способы получения оксида ванадия. Общая характеристика основных технологий извлечения ванадия из отходов промышленных производств. Проблемы переработки отработанных ванадиевых катализаторов сернокислотного производства.
курсовая работа [62,9 K], добавлен 11.10.2010Рациональная схема переработки углей, методы их исследования. Извлечение сульфидов железа для производства серной кислоты. Определение влажности, зольности, содержания минеральных примесей, выхода летучих веществ, спекаемости, теплоты сгорания углей.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 22.10.2012Научная деятельность исследуемого предприятия. Схема установки для измерения каталитической активности в реакции изомеризации н-гексана. Влияние природы металлической компоненты в катализаторе на активность в реакции гидроизомеризации н-гексана.
отчет по практике [260,0 K], добавлен 25.11.2014Отличия гомоферментативного и гетероферментативного молочнокислого брожения. Процесс подготовки питательной среды и стадии получения посевного материала при производстве молочной кислоты. Примеры способов получения молочной кислоты и их эффективность.
презентация [1,1 M], добавлен 06.10.2016Изучение свойств и определение области практического использования адипиновой кислоты как двухосновной карбоновой кислоты. Описание схемы установки периодического действия для её получения. Оценка экологических факторов производства и его безопасность.
контрольная работа [307,5 K], добавлен 29.01.2013Технологический процесс получения полифосфорной кислоты. Методы и аппараты для обеспечения экологической безопасности. Контроль производства и управления абсорбцией отходящих газов. Расчет абсорбера санитарного. Приборы измерения загрязняющих веществ.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 06.11.2012Характеристика современного состояния нефтегазовой промышленности России. Стадии процесса первичной переработки нефти и вторичная перегонка бензиновой и дизельной фракции. Термические процессы технологии переработки нефти и технология переработки газов.
контрольная работа [25,1 K], добавлен 02.05.2011Статистические, проточные, динамические, импульсные, безградиентные проточно-циркуляционные методы определения активности катализаторов. Определение поверхности по изотермам адсорбции, истинной и кажущейся плотности катализатора; электронная микроскопия.
реферат [849,5 K], добавлен 23.10.2010Свойства винилацетата и его применение. Общие методы получения винилацетата. Технология получения винилацетата окислением этилена в присутствии уксусной кислоты. Характеристика сырья технологии. Сравнение различных методов получения винилацетата.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 25.12.2009Физико-химические процессы при приготовление многокомпонентных катализаторов. Получение катализаторов методом осаждения. Анализ влияния условий приготовления на величину поверхности силикагеля. Катализаторы для процессов дегидрирования метанола.
дипломная работа [998,9 K], добавлен 20.05.2015Обоснование места размещения производства предприятия. Характеристика продукции (соляная кислота), требования к сырью, материалам производства. Описание технологической схемы получения синтетической соляной кислоты. Характеристика процесса ингибирования.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 27.11.2017Изучение технологии изготовления керамики - материалов, получаемых из глинистых веществ с минеральными или органическими добавками или без них путем формования и последующего обжига. Этапы производства: формовка изделия, нанесение декора, сушка, обжиг.
реферат [21,2 K], добавлен 03.02.2011Изучение технологии переработки сырья, сбора и транспортирования, осветления перед брожением и разлива в бутылки. Определение кислотности, летучести кислот, содержания сахаров и спирта. Описания органолептического анализа и дегустационной оценки вина.
курсовая работа [164,9 K], добавлен 27.04.2011Процесс получения лимонной кислоты при ферментации сахара, стадии процесса. Технология получения молочной кислоты путем ферментации углеводсодержащего сырья молочнокислыми бактериями. Получение уксуса при окислении этанола уксуснокислыми бактериями.
реферат [504,8 K], добавлен 15.05.2014Методы получения соляной кислоты. Характеристика основного и вспомогательного сырья. Физико-химические характеристики стадий процесса. Характеристика абсорберов хлороводорода. Расчет материального баланса производства синтетической соляной кислоты.
курсовая работа [835,1 K], добавлен 17.11.2012Производство соляной кислоты. Характеристика основного и вспомогательного сырья. Автоматизация процесса получения соляной кислоты. Технологическая схема процесса и система автоматического регулирования. Анализ статических характеристик печи синтеза.
контрольная работа [96,6 K], добавлен 08.06.2016
