Alle promoties, intree- en afscheidsredes worden gehouden in de Aula van de TU Delft, Mekelweg 5, Delft
Catalysator
15-05-01 | 10.30 uur
Mw. A.E.W. Beers | doctorandus in de scheikunde
Promotoren | Prof.dr. J.A. Moulijn en prof.dr. F. Kapteijn (fac. TNW)
Monolithic catalysts for acylation and esterification
Acylering en verestering zijn voorbeelden van zuur gekatalyseerde reacties die veel voorkomen in de fijnchemische (farmaceutische, geurstoffen en agrochemische) industrie. De conventionele 'katalysatoren' voor deze reacties (zoals AlCl3 en H2SO4) kunnen niet geregenereerd worden en leiden zo tot corrosieve afvalstromen. Het gebruik van vaste zure katalysatoren kan dit voorkomen, omdat afscheiding van het reactiemengsel en hergebruik wel mogelijk is. Echter, de scheiding van deze slurry katalysatordeeltjes
van het reactiemengsel is een arbeidsintensief proces dat voorkomen kan worden door integratie van de katalysator met de reactor door gebruik te maken van een gestructureerde reactor, zoals bijvoorbeeld een monoliet. De katalysator kan als een dun laagje op de wand worden aangebracht. Een monoliet bestaat uit een macroporeus materiaal, vaak cordieriet, dat is gestructureerd in rechte parallele kanalen. In het promotieonderzoek van Beers zijn twee vast zure gekatalyseerde reacties, de acylering van aromaten en de verestering van een carbonzuur met een alcohol, bestudeerd en verbeterd op twee manieren. Ten eerste met behulp van de chemie door de activiteit te verhogen van de meest actieve katalysatoren. Dit houdt in de synthese van een Nafion/silica composiet en de modificatie van zeoliet BEA door stomen en/of zuur behandeling. Ten tweede met behulp van de technologie door een kinetisch model te ontwikkelen dat de veresteringsreactie beschrijft. Met dit model zijn vervolgens twee reactor types geselecteerd waarmee de activiteit te voorspellen en te optimaliseren was. De aanpak die in onderzoek toegepast werd dient ook als hulpmiddel voor de verbetering van andere systemen in andere onderzoeken. Vanuit een industrieel oogpunt is er bovendien een
vaste zure gecoate monoliet ontwikkeld als gestructureerd katalytische reactor waarin reactor en katalysator zijn geïntegreerd. Met zo'n systeem worden de filtratie- en attritieproblemen voorkomen die vaak voorkomen bij het gebruik van de slurry katalysatoren in zuur gekatalyseerde vloeistoffase reacties.