Browsing by Author "Глікіна, Ірина Маратівна"

Now showing 1 - 3 of 3

Наукові основи технологій естерів вищих жирних кислот
(Національний університет "Львівська політехніка", 2021) Мельник, Юрій Романович; Реутський, Віктор Володимирович; Національний університет "Львівська політехніка"; Зажигалов, Валерій Олексійович; Курта, Сергій Андрійович; Глікіна, Ірина Маратівна
Дисертація присвячена розробленню наукових основ технології естерів вищих жирних кислот. Встановлено закономірності одержання естерів вищих жирних кислот трансестерифікацією тригліцеридів та естерифікацією вищих жирних кислот аліфатичними спиртами. Встановлено, що оксиди металів та іони металів, іммобілізовані на катіоніті КУ-2-8, у реакції трансестерифікації діють як гетерогенні каталізатори. Показано, що активність оксидів металів у реакції трансестерифікації зумовлена присутністю слабких кислотних центрів та зростає зі збільшенням поверхневої кислотності досліджених оксидів. Найвищу активність в реакції трансестерифікації виявляють каталізатори, які містять іони цинку, нікелю та олова. Встановлено оптимальні умови застосування досліджених каталізаторів та визначено вплив умов на технологічні показники процесу трансестерифікації, зокрема, конверсію тригліцеридів та питому продуктивність реактора. Досліджено закономірності естерифікації вищих жирних кислот сумішами спиртів. Запропоновано здійснювати екстрагування кислот соапстоку головною фракцією етилового спирту з подальшою естерифікацією отриманого екстракту при каталізі птолуенсульфокислотою. Показано можливість повторного використання запропонованих каталізаторів при трансестерифікації відпрацьованих та нерафінованих олій та застосування сумішей спиртів, зокрема головної фракції та сивушної олії. Здійснено дослідно-промислову апробацію результатів досліджень, зокрема одержання дослідної партії н-пропілових та етилових естерів вищих жирних кислот трансестерифікацією соняшникової олії. The dissertation is devoted to the development of scientific foundations and the technology of higher fatty acids esters. The regularities of higher fatty acids esters obtaining by triglycerides transesterification and higher fatty acids esterification with aliphatic alcohols have been established. It is found that metal oxides and cation exchange resin KU-2-8 with immobilized metal ions act in the reaction as heterogeneous catalysts. It is shown that the metal oxides activity in the transesterification reaction is due to the presence of weak acid sites and increases with an increase in the surface acidity of the investigated metal oxides. It is shown that the highest activity in the transesterification reaction is exhibited by catalysts containing ions of zinc, nickel and tin. The optimal conditions for the use of the investigated catalysts are established. The effect of conditions on the technological parameters of the transesterification process, in particular on the triglycerides conversion and the reactor specific productivity of higher fatty acids esters, is studied. The regularities of higher fatty acids esterification by alcohol mixtures have been investigated. It is proposed to carry out the acids extraction from the soapstock with the head fraction of ethyl alcohol, followed by esterification of obtained extract catalyzed with p-toluenesulfonic acid. The possibility of proposed catalysts using for the processing of used and unrefined vegetable oils, and alcohols mixtures, in particular the ethyl alcohol head fraction and fusel oil, is shown. The possibility of ethyl alcohol using with a water content of up to 10% is established. The industrial testing of research results has been carried out, in particular, obtaining a pilot batch of n-propyl and ethyl esters of higher fatty acids by sunflower oil transesterification. The possibility of re-use of metal oxides and cation exchange resin KU-2-8 with immobilized metal ions as the transesterification reaction catalysts is shown.
Наукові основи хімічних перетворень органічних сполук в технології аерозольного нанокаталізу
(Національний університет "Львівська політехніка", 2015) Глікіна, Ірина Маратівна
Дисертація присвячена розробленню наукових основ хімічних перетворень органічних сполук аерозольним нанокаталізом з віброзрідженим шаром (AnCVB). При дослідженні окиснення кисень-, хлор вмісних органічних сполук, вуглеводнів; каталітичного крекінгу вуглеводнів та їх суміші; отримання вуглеводнів з синтез-газу за методом Фішера-Тропша було визначено:  оптимальні умови, які призводить систему до седіментаційно-дифузійної рівноваги та збільшенню швидкості реакції (Т=873 - 973 К, Скат=1 – 10 г/м3, А=10 – 20 мм, f=6 – 10 Гц, Vдм=50-60%).  для процесів окиснення органічних сполук при сталості коефіцієнту коагуляції компенсаційний ефект дифузійного коефіцієнту аерозолю і коефіцієнта седиментаційної стійкості, який впливає на швидкість реакції.  для процесу каталітичного крекінгу вуглеводнів та їх сумішей при сталості коефіцієнта коагуляції компенсаційний ефект часу обробки частинок каталізатора і коефіцієнта седиментаційної стійкості, який впливає на зріст швидкості реакції.  для синтезу вуглеводнів з синтез-газу на трьохкомпонентному каталізаторі аерозольним нанокаталізом компенсаційний ефект коефіцієнту коагуляції й коефіцієнту седиментаційної стійкості, який дозволив оцінити вплив активної поверхні каталізатора. Запропоновані реактор аерозольного нанокаталізу з псевдозрідженим шаром для знешкодження промислових відходів будь-якого вихідного агрегатного стану; реактор з віброобертаючим шаром чи обертаючим реактором, як перспективний розвиток технології AnC. Диссертация посвящена разработке научных основ химических превращений органических соединений по технологии аэрозольного нанокатализа, использующий виброожиженный слой диспергирующего материала (AnCVB – aerosol nanocatalysis with vibrating bed). В работе получены математические закономерности для процессов окисления кислород-, хлорсодержащих органических соединений и углеводородов; процесса каталитического крекинга углеводородов и их смесей; получение углеводородов из синтез-газа методом Фишера-Тропша. В результате исследований для технологии АnС было выяснено, что:  оптимальный режим приводит систему к седиментационно-диффузионному равновесию и увеличению скорости (Т=873 - 973 К, Скат=1 – 10 г/м3, А=10 – 20 мм, f=6 – 10 Гц, Vдм=50-60%).  для процессов окисления органических соединений при постоянстве коэффициента коагуляции обнаружен компенсационный эффект диффузионого коэффициента аэрозоля и коэффициента седиментационной устойчивости, который влияет на скорость реакции. При этом отмечено, что соотношение коэффициента седиментационной устойчивости к коэффициенту диффузионного аэрозоля составляет 104, на такую же величину увеличивается скорость реакции под воздействием концентрации катализатора и частоты колебаний.  для процесса каталитического крекинга углеводородов и их смесей при постоянстве коагуляции обнаружен компенсационный эффект времени обработки частиц катализатора и коэффициента седиментационной устойчивости, который влияет на скорость реакции процесса. При этом отмечено, что соотношение коэффициента седиментационной устойчивости ко времени обработки частиц катализатора составляет 102-104, а на величину 103-105 увеличивается скорость реакции под воздействием концентрации катализатора и частоты колебаний.  для синтеза углеводородов из синтез-газа на трехкомпонентном катализаторе по технологии аэрозольного нанокатализа обнаружен компенсационный эффект коэффициента коагуляции и коэффициента седиментационной устойчивости, который особым образом повлиял на скорость реакции. с ростом частоты колебаний и соотношении исходных реагентов. Выявлено, что соотношение коэффициента седиментационной устойчивости к коэффициенту коагуляции составляет порядка 1023, при этом скорость реакции снизилась на такую же величину. Однако отмечен тот факт, что при соотношении СО:Н2=1:1 и СО:Н2=1:2 соотношение коэффициента седиментационной устойчивости к коэффициенту коагуляции с ростом частоты колебаний скорость реакции практически стабилизируется со стремлением к снижению, а для соотношения СО:Н2=1:3 – увеличивается.  в зоне химической реакции в условиях аэрозольного нанокатализа создается полидисперсная система частиц катализатора с концентрацией до 10 г/м3р.об., которая успешно поддреживает оптимальным режим механохимактивации для эффективного протекания химических превращений.  скорость реакции находится в прямой зависимости с коэффициентом седиментационной устойчивости, который при постоянстве механохимактивации in situ поддерживает в реакционном объеме частицы катализатора с активной поверхностью и ускоряет доступ к ним молекулам органических соединений.  предложенные новые варианты реакторов для химического превращения исходных реагентов в любом агрегатном состоянии, которые совмещают виброколебания для активации поверхности частиц катализатора с вращающими движениями для равномерного распределения по всему объему реактора, можно считать перспективным в развитии нового направления – технология аэрозольного нанокатализа.  в реакторе аэрозольного нанокатализа с виброожиженным слоем химическое превращение органических соединений успешно протекает при уменьшении концентрации катализатора в 105 раз, в сравнении с катализом на носителе. На такую же величину увеличивается и скорость реакции. Однако химическое превращение органических соединений протекает даже при увеличении концентрации катализатора в реакционном объеме в 102-104 раз, но скорость реакции при этом естественно снижается в 104 раз и одновременно увеличивается диффузионный коэффициент аэрозоля.  целесообразным является подача жидкого исходного реагента в предварительно испаренном состояниия и в практически в 4 раза быстрее протекание химической реакции.  режимом механохимактивации in situ можно управлять при помощи частоты и амплитуды колебаний, концентрации катализатора непосредственно в процессе химического превращения.  применение виброколебаний может привести к улучшеным технико-экономических характеристикам и снизить объем реактора в 2 раза и более. Для технологии аэрозольного нанокатализа реактор с псевдоожиженным слоем показал успешное применение при обезвреживании промышленных отходов в любом агрегатном состоянии. Экспериментальными исследованиями показано, что реактор с виброожиженным слоем в 10 – 100 раз эффективнее реактора с псевдоожиженным слоем. The thesis is devoted to development of scientific bases of chemical transformations of organic compounds by aerosol nanocatalysis with vibrating bed (AnCVB). It investigates the processes of oxidation the oxygen-, clorine-consist organic compounds, hydrocarbons; catalytic cracking of hydrocarbons and mixtures thereof; obtaining hydrocarbons from synthesis gas by the Fischer-Tropsch method are as follows: • optimal conditions, which causes the system to sedimentation and diffusion balance and increase the rate of reaction (T = 873-973 K Ccat = 1-10 g/m3, A = 10 - 20 mm, f = 6 - 10 Hz = 50 Vdm -60%).;  • for the oxidation of organic compounds at a constant coagulation factor a compensation effect of the diffusion coefficient of aerosol and sedimentation stability factor that affects the growth rate of reaction;  • for the process of catalytic cracking of hydrocarbons and their mixtures at a constant coagulation factor a compensation effect of the processing time of catalyst and sedimentation stability factor that affects the growth rate of reaction;  • for the synthesis of hydrocarbons from synthesis gas on three-component catalyst by aerosol nanocatalysis a compensation effect of coagulation factor and factor sedimentation stability, which allowed us to estimate the impact of the active catalyst surface. The proposed a reactor for aerosol nanocatalysis with fluidized bed for disposal of industrial waste in any initial aggregate state; a reactor with vibration and rotating bed or rotating reactor as a promising technology development AnC.
Теоретичні основи технологій гетерогенно-каталітичного одержання акрилатних мономерів
(Національний університет "Львівська політехніка", 2021) Івасів, Володимир Васильович; Піх, Зорян Григорович; Національний університет "Львівська політехніка"; Кучмій, Степан Ярославович; Курта, Сергій Андрійович; Глікіна, Ірина Маратівна
Дисертація присвячена розробленню наукових основ та технології гетерогеннокаталітичного одержання акрилатних мономерів. Розроблено нові ефективні каталізатори виробництва метилметакрилату та метакрилової кислоти за реакціями конденсації пропіонової кислоти з формальдегідом, конденсації метилпропіонату з формальдегідом, та суміщеної конденсації метилпропіонату і пропіонової кислоти з формальдегідом та естерифікації метанолом. Розроблені каталізатори також є ефективними у процесах виробництва метилакрилату та акрилової кислоти. Встановлено залежності між якісним і кількісним складом розроблених каталізаторів та їх фізико-хімічними і каталітичними властивостями. Встановлено вплив технологічних параметрів на процеси синтезу метилметакрилату та метакрилової кислоти. Розроблено кінетичні моделі реакцій газофазної конденсації пропіонової кислоти та метилпропіонату з формальдегідом, їх основі яких виконано оптимізацію процесів та розроблено технологічні схеми виробництва акрилатних мономерів конденсацією карбонільних сполук в газовій фазі. Виконано порівняльний аналіз розроблених каталізаторів та технологій виробництва акрилатних мономерів з існуючими в промисловості, та здійснено дослідно-промислову апробацію. Диссертация посвящена разработке научных основ и технологии гетерогеннокаталитического получения акрилатных мономеров. Разработаны новые эффективные катализаторы производства метилметакрилата и метакриловой кислоты за реакциями конденсации пропионовой кислоты с формальдегидом, конденсации метилпропионата с формальдегидом, и совмещенной конденсации метилпропионата и пропионовой кислоты с формальдегидом и этерификации метанолом. Разработанные катализаторы также эффективны в процессах производства метилакрилата и акриловой кислоты. Установлены зависимости между качественным и количественным составом разработанных катализаторов и их физико-химическими и каталитическими свойствами. Установлено влияние технологических параметров на процессы синтеза метилметакрилата и метакриловой кислоты. Разработаны кинетические модели реакций газофазной конденсации пропионовой кислоты и метилпропионата с формальдегидом, на основе которых выполнено оптимизацию процессов и разработаны технологические схемы производства акрилатных мономеров конденсацией карбонильных соединений в газовой фазе. Выполнен сравнительный анализ разработанных катализаторов и технологий производства акрилатных мономеров с существующими в промышленности, и осуществлено опытно-промышленную апробацию. The dissertation is devoted to the development of scientific foundations and technologies of heterogeneous catalytic production of acrylate monomers. New efficient catalysts are developed for methyl methacrylate and methacrylic acid production by reactions of condensation of propionic acid with formaldehyde, condensation of methyl propionate with formaldehyde, and combined condensation of methyl propionate and propionic acid with formaldehyde and esterification with methanol. The effect of technological parameters on the processes of synthesis of methyl methacrylate and methacrylic acid is established. It is determined that B–P–Zr–W–Ox/SiO2 catalyst with an atomic ratio of components B:P:Zr:W = 3:1:0,15:0,15 is the most efficient by the yield and selectivity of methyl methacrylate and methacrylic acid. Under the optimal conditions of the process at a temperature of 623 K and the residence time of 12 second, the total yield of methyl methacrylate and methacrylic acid is 46.7% per pass, and 93.3%, taking into account recirculation. The correlation between the activity of catalysts and the acidity of their surface was established and confirmed, as well as a reverse correlation between acrylate selectivity and the strength of acidic active sites. It is shown that the processes of condensation of methylpropionate, propionic acid and formaldehyde are most efficiently occurring in the pores of a radius of 3.6 - 6 nm on relatively weak acidic active sites with the activation energy of ammonia desorption less than 30 kJ/mol. The kinetic models of gas-phase methyl methacrylate and methacrylic acid production by condensation reactions are developed, and based on them the process optimization is performed and technological schemes are developed for the heterogeneous catalytic production of acrylate monomers. A comparative analysis of the developed catalysts and technologies for the production of acrylate monomers with existing in industry has been performed, and experimental and industrial testing was carried out. Industrial implementation of developed methods will eliminate the low-selective step of oxidation of acrolein to methacrylic acid, reduce the total number of stages, increase the selectivity of the target products by ~ 20% and reduce the cost of raw materials by 10-18%.