Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Optimization of the conditions for the hydrogenation of isophorone over nickel catalysts deposited on α-Fe2O3

Anna Tomaszkiewicz

Abstract

The diploma thesis concerns the investigation of the hydrogenation reaction of isophorone over nickel catalysts in the liquid phase. Within the experiment, several catalysts of the type Ni/oxide support containing α-Fe2O3were used. The activity and selectivity of these catalysts were tested. The experiment was carried out at various temperatures and using various solvents. The reaction was carried out in a batch system at atmospheric pressure with a continuous flow of hydrogen. The work presents the results of 18 reactions. The constant parameters of each reaction were: the amount of solvent – 4,0 ml, the amount of isophorone – 0,5 ml, the weight of the catalyst – 0,1 g and the flow of hydrogen – 3,5 l/h. The variable conditions were temperature, type of catalyst and solvent. Reactions were carried out at temperatures of 70°C, 90°C, 100°C, 120°C and 150°C. Then the influence of the catalyst type was examined. Three catalysts with a constant content of the active phase were prepared – 5 mass% of nickel, such as 5%Ni/α-Fe2O3, 5%Ni,α-Fe2O3/Al2O3 and 5%Ni,α-Fe2O3/SiO2 and the activity of these catalysts was studied in the hydrogenation reaction of isophorone. The reaction results for various solvents such as isopropyl alcohol, isobutyl alcohol, toluene, 2-methylpentan-2-ol and 1-octanol were then compared. The research has proved the low activity of nickel catalysts deposited on α-Fe2O3 in the hydrogenation reaction of isophorone. The reaction products were: saturated ketone - dihydroisophorone and saturated alcohol - homomenthol. Most of the reactions failed to obtain unsaturated alcohol, isophorol, or it was obtained in very small amounts. An order of catalyst activity was determined: 5%Ni,α-Fe2O3/SiO2> 5%Ni,α-Fe2O3/Al2O3> 5%Ni/α-Fe2O3. The highest yield was obtained in the reaction carried out at a temperature of 90°C over the 5%Ni,α-Fe2O3/SiO2. The most promising results of the isophorone hydrogenation were achieved if toluene had been used as solvent.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Anna Tomaszkiewicz (FC) Anna Tomaszkiewicz,, Faculty of Chemistry (FC)
Title in Polish
Optymalizacja warunków prowadzenia reakcji uwodornienia izoforonu wobec katalizatorów niklowych osadzonych na α-Fe2O3
Supervisor
Piotr Winiarek (FC/CChT) Piotr Winiarek,, Chair of Chemical Technology (FC/CChT)Faculty of Chemistry (FC)
Certifying unit
Faculty of Chemistry (FC)
Affiliation unit
Chair of Chemical Technology (FC/CChT)
Study subject / specialization
, Technologia Chemiczna
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
07-02-2019
Issue date (year)
2019
Reviewers
Wanda Ziemkowska (FC/DCOC) Wanda Ziemkowska,, Department Of Catalysis And Organometallic Chemistry (FC/DCOC)Faculty of Chemistry (FC) Piotr Winiarek (FC/CChT) Piotr Winiarek,, Chair of Chemical Technology (FC/CChT)Faculty of Chemistry (FC)
Keywords in Polish
izoforon, dihydroizoforon, izoforol, homomentol, uwodornienie, katalizator niklowy
Keywords in English
isophorone, dihydroisophorone, isophorol, homomenthol, hydrogenation, nickel catalyst
Abstract in Polish
Praca dyplomowa dotyczy badania reakcji uwodornienia izoforonu wobec katalizatorów niklowych w fazie ciekłej. W ramach doświadczenia wykorzystano kilka katalizatorów typu Ni/nośnik tlenkowy zawierających α-Fe2O3. Została zbadana aktywność oraz selektywność tych katalizatorów. Eksperyment przeprowadzono w różnych temperaturach oraz wykorzystując różne rozpuszczalniki. Reakcję prowadzono w układzie zbiornikowym pod ciśnieniem atmosferycznym w ciągłym przepływie wodoru. W pracy przedstawiono wyniki 18 reakcji. Stałymi elementami każdej reakcji były: ilość rozpuszczalnika – 4,0 ml, ilość izoforonu – 0,5 ml, masa katalizatora - 0,1 g oraz przepływ wodoru – 3,5 l/h. Zmiennymi warunkami były temperatura, rodzaj katalizatora oraz rozpuszczalnika. Przeprowadzono reakcje uwodornienia izoforonu w temperaturach 70°C, 90°C, 100°C, 120°C oraz 150°C. W celu określenia wpływu rodzaju katalizatora na przebieg reakcji uwodornienia izoforonu wytworzono i zbadano aktywność trzech katalizatorów o stałej zawartości fazy aktywnej – 5% masowych niklu: 5%Ni/α-Fe2O3, 5%Ni,α-Fe2O3/Al2O3 oraz 5%Ni,α-Fe2O3/SiO2. Zbadano także wpływ rozpuszczalnika na wydajność i selektywność reakcji. Przeprowadzono uwodornienie izoforonu w takich rozpuszczalnikach, jak: alkohol izopropylowy, alkohol izobutylowy, toluen, 2 metylopentan-2-ol oraz 1 oktanol. Przeprowadzone badania wykazały niską aktywność katalizatorów niklowych osadzonych na α-Fe2O3 w reakcji uwodornienia izoforonu. Produktami reakcji były: nasycony keton – dihydroizoforon oraz nasycony alkohol – homomentol. W większości reakcji nie udało się otrzymać nienasyconego alkoholu, izoforolu, lub otrzymywano go w bardzo małej ilości. Określono szereg aktywności katalizatorów: 5%Ni,α-Fe2O3/SiO2> 5%Ni,α-Fe2O3/Al2O3> 5%Ni/α-Fe2O3. Najwyższą wydajność produktów reakcji otrzymano w temperaturze 90°C wobec 5%Ni,α-Fe2O3/SiO2. Najkorzystniejszym spośród badanych rozpuszczalników okazał się toluen.
File
  • File: 1
    praca_inż-Tomaszkiewicz_Anna-278499.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 30027

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT9aedb3c844ba490b8250d4d031ca1e29/
URN
urn:pw-repo:WUT9aedb3c844ba490b8250d4d031ca1e29

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page