Details

Estudio de sistemas níquel-magnesia. Aplicación a la hidrogenación de dinitrilos

by Serra Queralt, Marc

Abstract (Summary)
RESUM La hidrogenació catalítica de nitrils i dinitrils és un dels mètodes industrials més utilitzats per a la síntesi duna gran varietat damines. Entre aquests processos sobresurt la hidrogenació de 1,6-hexandinitril (adiponitril) per a lobtenció de 1,6-hexandiamina (utilitzada com a comonòmer en la fabricació de Nylon-6,6) i per a lobtenció de 6-aminohexannitril que sutilitza per obtenir la caprolactama (utilitzada en la fabricació de Nylon-6). Linterès daquest procés a nivell industrial queda confirmat pel gran nombre de patents dàmbit mundial registrades en els últims anys i totes elles de grans indústries químiques com BASF, Rhodia, Du Pont, DSM, etc. Donat que la selectivitat en la reacció de hidrogenació de dinitrils sembla està relacionada amb la morfologia i la basicitat dels catalitzadors, lobjectiu general daquest treball es centra en lestudi de nous sistemes catalítics de níquel-magnèsia de morfologia octaèdrica i basicitat moderada, que ens permetin obtenir de forma selectiva: monoamina i/o diamina des de dinitrils, minimitzant la formació de productes de condensació i restes grafítiques responsables de la desactivació dels catalitzadors. En el desenvolupament daquest treball shan plantejat els següents objectius parcials. 1.- Síntesi i caracterització de precursors mixtes NiO-MgO amb partícules homogènies de morfologia octaèdrica, a partir de la descomposició de nitrat de níquel hexahidrat i utilitzant magnèsia de diferents procedències amb el fi de controlar la basicitat dels sistemes. Shan buscat varies vies sintètiques per obtenir de forma reproduïble precursors NiO-MgO de morfologia i mida de partícula desitjats. Així mateix shan estudiat els factors que afecten lestructura i les propietats superficials així com, la reducibilitat dels sistemes NiO-MgO. 2.- Obtenció i caracterització de catalitzadors níquel-magnèsia. Estudis de lactivitat catalítica en la hidrogenació de dinitrils en fase vapor i a pressió atmosfèrica. Comparació amb catalitzadors de níquel màssics. Shan realitzat proves dactivitat catalítica per un dinitril model com el 1,4-butandinitril (succinonitril). Els millors sistemes catalítics han estat utilitzats posteriorment per a la hidrogenació dun dinitril de major interès industrial, el 1,6-hexandinitril (adiponitril). Aquests resultats dactivitat van ésser comparats amb els obtinguts per un catalitzador comercial dampli utilització, el Ni-Raney. Els catalitzadors Ni-MgO, màssics Ni i Ni-Raney han estat sotmesos a un estudi de la seva evolució durant un llarg temps de reacció amb lobjectiu de correlacionar lactivitat i la vida activa de cada catalitzador amb les modificacions estructurals observades després de la reacció. De lobtenció i caracterització dels precursors i catalitzadors Ni-MgO i la seva aplicació en la hidrogenació de dinitrils es conclou. ? La descomposició controlada de níquel hexahidrat per obtenir com única fase Ni3(NO3)2(OH)4 es una forma de preparar, després del procés de calcinació sistemes NiO-MgO de mida de partícula homogènia i morfologia octaèdrica. ? És possible sintetitzar sistemes NiO/MgO amb diferents característiques superficials i amb diferents graus dinteracció entre les fases òxid de níquel i magnèsia. ? La formació duna solució sòlida entre els òxids NiO i MgO condueix a una forta interacció entre aquestes fases. Al augmentar la interacció entre les fases, la magnèsia inhibeix en major mesura la reducció de lòxid de níquel. No obstant també condueix, durant el procés de reducció, a una menor sinterització de la fase metàl·lica, amb el que sobtenen àrees metàl·liques elevades i mides de partícula semblants a un Ni-Raney comercial. ?Quan menor és la interacció entre las fases NiO-MgO, més definida està la morfologia octaèdrica. ? és possible obtenir de forma selectiva 6-aminohexannitril (80%) y 1,6-hexandiamina (100%), utilitzant catalitzadors de Ni-MgO. Aquests catalitzadors ens permeten obtenir de forma selectiva i durant un llarg període de temps el producte de major interès, el 6-aminohexannitril. La elevada selectivitat vers la formació de 6-aminohexannitril està relacionada amb la presencia de morfologia octaèdrica en els catalitzadors. No obstant, és important optimitzar les condicions de reacció per minimitzar les pèrdues dàrea metàl·lica i així augmentar la vida del catalitzador.
This document abstract is also available in English and Spanish.
Bibliographical Information:

Advisor:Salagre Carnero, Maria Pilar; Cesteros Fernández, Yolanda

School:Universitat Rovira i Virgili

School Location:Spain

Source Type:Master's Thesis

Keywords:departament de química física i inorgànica

ISBN:

Date of Publication:10/04/2002

© 2009 OpenThesis.org. All Rights Reserved.