Разработка и создание производство глиоксаля с использованием современных наноструктурных катализаторов парциального окисления этиленгликоля

Подробное описание проекта

Основным научно-техническим принципом, лежащим в основе проекта, является разработка новой каталитической системы для процесса окисления этиленгликоля в глиоксаль, создаваемой на основе золь-гель метода. В отличие от применяемых за рубежом поликристаллических серебряных и медных катализаторов синтеза глиоксаля разработанный в ТГУ катализатор содержит активный компонент в виде наночастиц, стабилизированных оксидной матрицей сложного состава.
Российский катализатор обладает высокими функциональными характеристиками, термоустойчивостью, длительным сроком эксплуатации и может быть использован при промышленной реализации процесса парофазного окисления этиленгликоля в глиоксаль, представляет собой композитный каталитический материал, содержащий наночастицы меди, золота и серебра размерами 8 – 12 нм. Катализатор способен в условиях высоких температур (до 700 оС) и агрессивных реакционных сред процессов окисления диолов длительное время (не менее 100 суток) сохранять высокую активность и селективность. В процессе синтеза глиоксаля катализатор при 600 оС обеспечивает выход целевого продукта на уровне 80 % при конверсии исходного сырья 98 – 100 %, превосходя тем самым все известные зарубежные аналоги. Принцип функционирования катализатора заключается в организации сложной многокомпонентной системы, в которой часть компонентов образуют прочный каркас, другая часть в условиях высокотемпературного каталитического процесса расплавляется и находится в виде тонкой жидкофазной пленки на поверхности каркаса. Наночастицы активного компонента (Cu, Ag и Au) распределяются в жидком слое, предотвращающем их спекание и, одновременно, обеспечивающем активный контакт с реакционной смесью.
Получаемый в процессе парциального окисления этиленгликоля глиоксаль обладает характеристиками, полностью соответствующими европейского производства.  Спектр применения глиоксаля для создания функциональных материалов достаточно широк: Лесопромышленная отрасль, Фармацевтическая и медицинская промышленность, Текстильная промышленность, Бумажная, фотографическая, табачная отрасли промышленности, Производство строительных материалов, Кожевенная промышленность, Пищевая промышленность, Химическая промышленность и т.д.


Наноструктурный катализатор:
Основной состав: Частицы серебра, нанесенные на модифицированную матрицу SiO2
Содержание серебра, %мас: 4,5 (размер частиц от 2 до 20 нм)
Диапазон температур, °С: 450 – 750
Диапазон рабочих соотношений кислород/спирт: 0,7 – 2,0
Конверсия этиленгликоля, %: 100
Селективность по глиоксалю, %мол: 87
Срок службы до снижения активности на 10 %: 150 суток
Удельная поверхность, м2/г: 1 – 15
Насыпная плотность, г/см3: 0.6 - 0.8
Повышение селективности при реализации процесса в адиабатическом режиме (450 – 750 °С) на наноструктурированном катализаторе по сравнению с поликристаллическим серебром достигается за счет:
1. снижения углеотложения на поверхности катализатора;
2. достижения адиабатического разогрева не путем глубокого окисления этиленгликоля до СО2, а при окислении водорода до воды (содержание СО2 в отходящих газах для массивного серебра – 15-20 % мол, для наноструктурированного катализатора содержание СО2 < 1% мол.).

Глиоксаль 40 %-ый раствор:
Физическое состояние-жидкость,
Цвет- от бесцветного до бледно-желтого почти без запаха,
рН – 2-3,5 (400 г/л при 20 °С)
темп.замерзания - -14 °С,
темп.кипения – 104 °С,
точка возгорания – 285 °С,
растворимость в воде – смешиваем/растворим (во всех пропорциях),
вязкость – 8 мПз при 20 °С

Степерь проработки проекта: внедрение

Развитие проекта:

получение инвестиций

Детали предложения

В рамках проекта проводится поиск партнеров для проведения испытаний российского глиоксаля производственных процессах и при разработке новых материалов и веществ. Рассматривается возможность привлечения инвестора для строительства производства глиоксаля 40 %-ого мощностью 10 000 тонн/год.

Наличие защиты результатов интеллектуальной деятельности