5. Патентный поиск
5.1. Введение
Данная дипломная работа посвящена изучению условий возникновения колебательного режима при окислительном карбонилировании алкинов в присутствии палладиевых катализаторов. Этот процесс представляет большой интерес, поскольку в дальнейшем позволит лучше разобраться в механизме карбонилирования на палладиевых комплексах, а также лучше узнать саму природу химических колебаний.
С целью выявления аналогов моего процесса, а также последних достижений в области синтеза реагентов и катализаторов карбонилирования, был осуществлен патентный поиск.
Поиск проведен по реферативному журналу «Изобретения стран мира» в Российской Государственной Патентной Библиотеке и по реферативному журналу «Химия» в Государственной Публичной Научно-технической Библиотеке. Глубина поиска составила 10 лет (1996-2006г.г.).
Результаты патентного поиска представлены в таблицах № 5.2.1., № 5.2.2.,№ 5.2.3.
5.2.Перечень патентов, авторских свидетельств и заявок.
Предмет поиска: Палладиевые каталитические системы
| № | Страна | Название изобретения | Регистрационный номер заявки патента, авт.свидетельств и дата | Классификационный индекс |
| 1. | США | «Каталитический способ обработки органических соединений» | 2005115098/04 29.04.2004 | B01J23/889 |
| 2. | РФ | «Способ каталитического риформинга» | 2004130804/04 12.11.2004 | С10G35/085 |
| 3. | РФ | «Катализатор для очистки воздуха от монооксида углерода» | 2004126047/04 27.08.2004 | B01D53/62 |
| 4. | Китай | «Катализатор селективного гидрирования, способ его получения и способ селективного гидрирования алкинов с его использованием» | 2001112231/04 09.10.2004 | С07С11/167 |
| 5. | РФ | «Способ регенерации палладиевого катализатора для получения эфиров этиленгликоля» | 2590552/04 20.03.1999 | В01J23/96 |
Таблица № 5.2.2.
Предмет поиска: Примеры карбонилирования
| № | Страна | Название изобретения | Регистрационный номер заявки патента, авт. свидетельств и дата | Классификационный индекс |
| 1. | CША | «Способ карбонилирования метанола в присутствии низкого содержания воды для высокоэффективного получения уксусной кислоты и контроля водного баланса» | 2005123377/04 22.07.2004 | С 07С51/12 |
| 2. | Великобритания | «Способ карбонилирования спирта и его реакционно-способного производного » | 96116701/04 12.10.1998 | С 07 С 61/20 |
| 3. | РФ | «Способ карбонилирования спирта» | 96100079/04 09.10.2001 | С 07 С53/12 |
| 4. | Франция | «Способ получения карбоновых кислот путём карбонилирования на палладии» | 2003123117/04 20.02.2005 | С 07 С53/04 |
Таблица № 5.2.3.
Предмет поиска: Способы получения реагентов
| № | Страна | Название изобретения | Регистрационный номер заявки патента, авт. свидетельств и дата | Классификационный индекс |
| 1. | Голландия | «Способ получения метилацетилена» | 98115855/04 20.05.2000 | С 07С11/22 |
| 2. | Япония | «Способ и установка для производства метанола с использованием материала биомассы» | 2001136033/04 19.11.2003 | С 07 С 31/04 |
| 3. | РФ | «Способ получения метанола и установка для его осуществления» | 2002117251/04 28.06.2002 | С 07 С31/04 |
| 4. | РФ | «Способ получения метанола» | 2001122362/04 21.05.2003 | С 07 С29/151 |
5.3.Краткое описание и анализ патентов
5.3.1. Палладиевые каталитические системы
В патенте США № 2005123377/04 авторы предлагают обрабатывать органические вещества палладиевыми комплексами с целью получения нового катализатора, в состав которого будет входить только органика, тем самым добиваясь экономии дорогостоящего палладия.
В патенте РФ №2004130804/04 рассказывается о новом способе каталитического риформинга бензиновых фракций : производится очистка циркулирующего водосодержания газа от непредельных углеводородов путём их гидрирования на предварительно нагретых до 300-6000С палладиевых и платиновых катализаторах при умеренной температуре, причём в зоне гидрирования соотношение Pt : Pd находится в интервале 1 : 10 – 10 : 1.
Авторы в патенте РФ №2004126047/04 предлагают усовершенствованный метод очистки воздуха от монооксида углерода за счёт нанесённых на пористый носитель : палладиевого катализатора, соли меди, а также промотора, содержащего фтолоцианиновый комплекс железа или кобальта и полиатомный спирт.
В патенте Китая №2001112231/04 изобретение относится к катализаторам селективного гидрирования алкинов С4 – фракций. Рассказывается способ получения и удаления из общей реакционной массы палладиевого катализатора, с помощью которого повышается селективность и стабильность процесса гидрирования алкинов.
В патенте РФ №2590552/04 показан способ регенерации катализатора-палладия для получения эфиров этиленгликоля : обработка водородом при повышенной температуре, фильтрация выпавшего осадка в уксусной кислоте в присутствии промоторов.
5.3.2. Примеры карбонилирования
В патенте США №2005123377/04 предлагается способ карбонилирования метанола за счёт нахождения в системе малого количества воды, которая влияет на качество получаемой уксусной кислоты.
Сущность изобретения, описанного в патенте № 96116701/04, Великобритания, заключается в карбонилировании спирта и его реакционно-способного производного за счёт повышенных температур и давлении при контакте с моноокисью углерода в жидкой реакционной смеси, содержащей галоген или соединение галогена в качестве промотора и благородный металл VIII группы в качестве катализатора.
В патенте №96100079/04, РФ, предлагается улучшенный способ карбонилирования С1-С4 фракций алкилового спирта и его реакционно-способного производного. Способ включает взаимодействие спирта с СО в жидкой реакционной смеси в реакторе при давлении 1-100 бар. Катализатор-родий и акилгалогенид + промотер (рутений или осмий). В результате увеличивается скорость карбонилирования.
В патенте Франции №2003123117/04 авторы предлагают способ получения ненасыщенных или насыщенных карбоновых кислот из алкенов или алкинов, путём реакции с монооксидом углерода и водой в присутствии палладиевой каталитической системы. Указывается также необходимость в обработке реакционной среды водородом для восстановления палладия, а по окончании реакции карбоксилирования - удаление СО.
5.3.3. Способы получения реагентов
В патенте Голландии №98115855/04 описан способ получения метилацетилена путём взаимодействия в отсутсвии воды пропадиен-содержащего сырья с катализатором изомеризации, содержащего сильное основание (рН=13), растворённое в амидном растворителе.
В патенте Японии №2001136033/04 авторы предлагают способ производства метанола реакцией моноксида углерода и водорода с использованием биомассы в качестве сырья. Способ включает газификацию биомассы для выработки газа, причём указанную газификацию осуществляют при среднем размере частиц биомассы, которую подают на газификацию, составляющем 0,05-5,0 мм, температуре газификации биомассы 700-14000С.
В патенте РФ №2002117251/04 изобретение относится к усовершенствованному способу получения метанола, включающий последовательную подачу в узел смешения реактора, который расположен в разгонной части реактора, нагретого углеводородного газа и сжатого воздуха, последующее прямое окисление углеводородного газа, охлаждение реакционной смеси и её сепарацию, в процессе которой охлаждённую реакционную смесь разделяют на отходящие газы и жидкие продукты, и регенерацию полученного в процессе сепарации метанола-сырца с выделением метанола и отводом отходящих газов.
Сущность изобретения, описанного в патенте № 2001122362/04 РФ, заключается в способе получения метанола из природного газа и «хвостовых» углеводородсодержащих газов химических и нефтехимических производств. Способ включает стадии получения синтез-газа, каталитической конверсии полученного синтез-газа, каталитической конверсии полученного синтез-газа в метанол в нескольких реакторах при повышенных температурах и давлениях, охлаждения продуктов реакции, выделения метанола и утилизации «хвостовых» газов.
5.4. Выводы:
1. Патентное исследование помогло в достаточной мере узнать, насколько изучены процессы каталитического карбонилирования.
2. В ходе патентного поиска найдена информация по гидрированию и карбонилированию алкинов на палладиевых катализаторах, которая лучше помогает понять механизм моего процесса.
3. Патентные изобретения, относящиеся к новейшим способам получения реагентов, используемых в моём процессе, дают широкое представление о природе взаимодействующих веществ.
4. Наиболее хотелось бы отметить исследования комплексов палладия в мире, которые показывают насколько многомерно использование катализаторов на основе палладия.
5. Однако, не все патентные изобретения применимы для промышленного производства. Для этого требуются дополнительные исследования в другом масштабе.
6.Экономическая часть
6.1. Введение
Данная дипломная работа посвящена изучению условий возникновения нестационарного режима в химической технологии – колебательного. Исследования в этой области помогут в дальнейшем лучше разобраться в механизме возникновения феномена.
В данном разделе рассмотрены основы разработки экономической части дипломной работы по всем основным этапам:
1. план выполнения работы (сетевой график);