Kuitukatalyytin deaktivoituminen

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author

Authors

Date

1999

Department

Kemian tekniikan osasto

Major/Subject

Teknillinen kemia

Mcode

Kem-40

Degree programme

Language

fi

Pages

xii + 67 s. + liitt.

Series

Abstract

Kasvisterolien hydraus on eräs reaktiovaihe veren kolesterolipitoisuutta alentavien stanoliesterien valmistuksessa. Hydrauksessa käytetty palladiumkatalyytti deaktivoituu reaktion aikana, mikä edellyttää katalyytin ajoittaista regenerointia. Työn tavoitteena oli selvittää teollisuuskäytössä olevan katalyytin deaktivoitumiskinetiikkaa sekä deaktivoitumisen syitä beta-sitosterolin hydrauksessa. Työn kirjallisuusosassa perehdyttiin polymeerikantajalla olevien palladium- ja platinakatalyyttien deaktivoitumismekanismeihin nestefaasihydrauksessa. Lisäksi selvitettiin sterolien hydrauksen mekanismia sekä hydrauksessa käytettyjä katalyyttejä ja prosessiolosuhteita. Työn kokeellisessa osassa tutkittiin beta-sitosterolin hydrausta 5alpha-sitostanoliksi 1-propanolissa sekä katalyytin deaktivoitumista reaktion aikana. Lisäksi mitattiin steroli- 1-propanoli-seoksen tiheyksiä ja viskositeettejä lämpötilan ja sterolikonsentraation funktiona. Reaktionopeutta mitattiin muuttamalla lähtöainekonsentraatiota ja reaktiolämpötilaa. Reaktiomekanismista johdetulle reaktionopeusyhtälölle määritettiin parametrien arvot. Nopeusyhtälöön yhdistettiin deaktivoitumismalli ja määritettiin mallin parametrit, jotka ennustavat tietyn konversiotason saavuttamiseen tarvittavan ajan sekoitetussa puolipanosreaktorissa. Reaktion kinetiikkaa tutkittiin sekoitetussa puolipanosreaktorissa, jossa oli jatkuva vetyvirtaus. Deaktivoitumista tutkittiin jatkuvatoimisessa sekoitusreaktorissa. Hydraus tapahtui nestefaasissa akryylihappo-oksastetulla polyeteenipohjaisella palladiumkatalyytillä. Lämpötila oli 65-90 °C ja sterolipitoisuus 5-30 p-%. Steroli-palladium-suhde oli noin 1500. Sitostanolin muodostumisnopeus kasvoi lämpötilan ja sitosterolipitoisuuden funktiona, mutta yli 20 p-%:n sterolipitoisuudella reaktionopeuden havaittiin jälleen hidastuvan, mikä saattoi johtua aktiivisten paikkojen kyllästymisestä adsorboituneilla sterolimolekyyleillä. Deaktivoituminen jatkuvatoimisessa sekoitusreaktorissa oli ensimmäistä kertalukua aktiivisuuden suhteen. Deaktivoitumisnopeus kasvoi lämpötilan funktiona. Puolipanosreaktorissa havaittiin deaktivoitumisen olevan toista kertalukua aktiivisuuden suhteen, sekä riippuvan myös lähtöaineen alkukonsentraatiosta. Malli sopii koepisteisiin parhaiten pienellä lähtöainemäärällä. Soveltuvuus heikkenee suurella lähtöaineen alkukonsentraatiolla, jolloin nopea deaktivoituminen tapahtuu reaktion alkuvaiheessa, tai suurella katalyyttimäärällä. Mallin soveltuvuusalue on 65-90 °C, 0-30 p-% sterolia ja vetypaine I bar (abs).

Description

Supervisor

Krause, Outi

Thesis advisor

Sundell, Mats

Keywords

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120446250

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK