Nebesnyi, Roman; Lviv Polytechnic National University S. Bandery str., 12, Lviv, Ukraine, 79013, Pikh, Zorian; Lviv Polytechnic National University S. Bandery str., 12, Lviv, Ukraine, 79013, Kubitska, Iryna; Lviv Polytechnic National University S. Bandery str., 12, Lviv, Ukraine, 79013, Orobchuk, Oksana; Lviv Polytechnic National University S. Bandery str., 12, Lviv, Ukraine, 79013, Lukyanchuk, Andrii; Volynholding, OJSC Franka str., 4, township Torchin, Volyn region, Ukraine, 45612, Nebesnyi, Roman; Lviv Polytechnic National University S. Bandery str., 12, Lviv, Ukraine, 79013, Pikh, Zorian; Lviv Polytechnic National University S. Bandery str., 12, Lviv, Ukraine, 79013, Kubitska, Iryna; Lviv Polytechnic National University S. Bandery str., 12, Lviv, Ukraine, 79013, Orobchuk, Oksana; Lviv Polytechnic National University S. Bandery str., 12, Lviv, Ukraine, 79013, and Lukyanchuk, Andrii; Volynholding, OJSC Franka str., 4, township Torchin, Volyn region, Ukraine, 45612
The process of oxidative condensation of methanol with acetic acid to acrylic acid on B–P–V–W–Ox/SiO2 catalyst modified by hydrothermal method has been studied. Modification of the catalyst by hydrothermal treatment of the carrier changes its physical and chemical properties, and therefore its catalytic properties. The influence of the main technological parameters – temperature, contact time and ratio of reagents on the selectivity and yield of the reaction products and on the conversion of acetic acid has been studied when hydrothermally treated catalyst was used. The best time of contact was 8 sec. which allows to reach the highest selectivity and yield of acrylic acid and methyl acrylate. The highest catalytic activity of the designed catalyst is observed at the reaction temperature of 673 K, however, it is impossible to increase temperature over this value due to the limited thermal stability of the catalyst and the sharp increase in the formation of complete oxidation products. With an increase of methanol part in the ratio of reagents (methanol: acetic acid) to 1,2:1, the selectivity of acrylic acid and methyl acrylate increases, and the selectivity of by-products is significantly reduced. The highest yield of the target products in the reaction of oxidative condensation of methanol with acetic acid is observed at a ratio of oxygen: acetic acid 1,5:1. The growth of the oxygen: acetic acid ratio promotes reduce of acetone and methyl acetate selectivity but does not change the selectivity of methyl acrylate and significantly increases the selectivity and yield of acrylic acid. At the best conditions of the reaction it was possible to achieve 54.7 % total yield of acrylic acid and methyl acrylate. Due to the wide availability and relatively low cost of the initial reagents (methanol and acetic acid), the synthesis of acrylic acid by the oxidative condensation of methanol with acetic acid in the presence of the developed catalyst is very promising, Исследован процесс окислительной конденсации метанола с уксусной кислотой в акриловую кислоту на B–P–V–W–Ox/SiO2 катализаторе, модифицированном гидротермальным методом. Модификация катализатора путем гидротермальной обработки носителя изменяет его физико-химические, а, следовательно, и каталитические свойства. Исследовано влияние основных технологических параметров – температуры, времени контакта и соотношение реагентов на селективность, выход продуктов реакции и на конверсию уксусной кислоты при использовании гидротермально обработанного катализатора. Лучшим по селективности образования и выходу акриловой кислоты и метилакрилата есть время контакта 8 с. Самые высокие показатели каталитической активности разработанного катализатора наблюдаются при температуре реакции 673 K, однако, невозможным является дальнейшее повышение температуры из-за ограниченной термическую устойчивость катализатора и резкий рост образования продуктов полного окисления. При увеличении доли метанола в соотношении реагентов (метанол: уксусная кислота) до 1,2:1 возрастает селективность образования акриловой кислоты и метилакрилата, и существенно уменьшается селективность образования побочных продуктов. Наибольший выход целевых продуктов в реакции окислительной конденсации метанола с уксусной кислотой наблюдается при соотношении кислород: уксусная кислота 1,5:1. Рост соотношения кислород: уксусная кислота способствует уменьшению селективности образования ацетона и метилацетата, не изменяет селективность образования метилакрилата и существенно увеличивает селективность образования и выход акриловой кислоты. В лучших условиях реакции удалось достичь суммарного выхода акриловой кислоты и метилакрилата 54,7 %. Несмотря на широкую доступность и сравнительно низкую стоимость исходных реагентов (метанола и уксусной кислоты) синтез акриловой кислоты методом окислительной конденсации метанола с уксусной кислотой в присутствии разработанного катализатора является весьма перспективным, Досліджено процес окиснювальної конденсації метанолу з оцтовою кислотою в акрилову кислоту на B–P–V–W–Ox/SiO2каталізаторі, модифікованому гідротермальним методом. Модифікація каталізатора шляхом гідротермальної обробки носія змінює його фізико-хімічні, а отже, і каталітичні властивості. Досліджено вплив основних технологічних параметрів – температури, часу контакту і співвідношення реагентів на селективність та вихід продуктів реакції та на конверсію оцтової кислоти при використанні гідротермально обробленого каталізатора.. Кращим за селективністю утворення та виходом акрилової кислоти і метилакрилату є час контакту 8 с. Найвищі показники каталітичної активності розробленого каталізатора спостерігаються при температурі реакції 673 K, проте, неможливим є подальше підвищення температури через обмежену термічну стійкість каталізатора та різке зростання утворення продуктів повного окиснення. При збільшенні частки метанолу в співвідношенні реагентів (метанол : оцтова кислота) до 1,2:1 зростає селективність утворення акрилової кислоти і метилакрилату, та суттєво зменшується селективність утворення побічних продуктів. Найвищий вихід цільових продуктів в реакції окиснювальної конденсації метанолу з оцтовою кислотою спостерігається при співвідношенні кисень : оцтова кислота 1,5:1. Ріст співвідношення кисень : оцтова кислота сприяє зменшенню селективності утворення ацетону та метилацетату, не змінює селективність утворення метилакрилату і суттєво збільшує селективність утворення та вихід акрилової кислоти. В кращих умовах реакції вдалося досягти сумарного виходу акрилової кислоти та метилакрилату 54,7 %. Зважаючи на широку доступність та порівняно низьку вартість вихідних реагентів (метанолу та оцтової кислоти) синтез акрилової кислоти методом окиснювальної конденсації метанолу з оцтовою кислотою в присутності розробленого каталізатора є вельми перспективним