Hydrogenolysis of glycerol with FeCo macrocyclic complex bonded to Raney Nickel support under mild reaction conditions

• Published in: Canadian journal of chemical engineering Vol. 88; no. 2; pp. 208 - 216
• Main Authors: Anand, K. A., Anisia, K. S., Agarwal, A. K., Kumar, A.
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Hoboken Wiley Subscription Services, Inc., A Wiley Company 01-04-2010; Wiley
• Subjects: 1,2‐propanediol; 2-propanediol; Applied sciences; Catalysis; Catalytic reactions; Chemical engineering; Chemistry; Exact sciences and technology; General and physical chemistry; heterogeneous complex catalyst; hydrogenolysis; macrocyclic complex; Raney Nickel; Reactors; Theory of reactions, general kinetics. Catalysis. Nomenclature, chemical documentation, computer chemistry; Stability; Hydrogenolysis; Raney nickel; macrocyclic complex; Modeling; 1,2-propanediol; Heterogeneous catalysis; Kinetic model; Genetic algorithm; Water content; Kinetics; heterogeneous complex catalyst; Rate constant; Catalyst
• ISSN: 0008-4034; 1939-019X
• DOI: 10.1002/cjce.20273

The hydrogenolysis of dilute glycerol solution to 1,2‐propanediol was studied in the presence of heterogeneous catalyst (FeCoL/Raney Nickel) having a heterodinuclear FeCo macrocyclic complex ionically bonded to Raney Nickel. Studies on the stability of the complex bonded to the support were carried out at different temperature as well as the effect of solvent to confirm that it was stable up to 600°C and 100 h of refluxing. In the hydrogenolysis of glycerol, the temperature has been varied from 165 to 220°C with an initial hydrogen pressure 0.35 MPa and the conversion increases from 1% to 36% with no gases evolving in this temperature range. The major product is 1,2‐propanediol which is formed with 80% selectivity. The initial water content (20–60%) in the feed was also varied and it was found that the conversion and yield of 1,2‐propanediol increases when the water content increases. Based on literature, a kinetic model was proposed and optimal rate constants determined using Genetic Algorithm (GA).
On a étudié l'hydrogénolyse d'une solution diluée de glycérol solution en 1,2‐propanediol, en présence d'un catalyseur hétérogène (FeCoL/nickel de Raney) ayant un complexe macrocyclique hétérodinucléaire de FeCo ioniquement lié au nickel de Raney. Des études sur la stabilité du complexe lié au soutien ont été effectuées à différentes températures et on a étudié aussi l'effet du solvant pour confirmer qu'il était stable jusqu'à 600 °C et 100 h de reflux. Dans l'hydrogénolyse du glycérol, la température variait de 165 à 220°C avec une pression initiale d'hydrogène de 0,35 MPa et la conversion augmente de 1% à to 36% sans évolution des gaz dans cet intervalle de température. Le produit majeur est le 1,2‐propanediol, lequel est formé avec une sélectivité de 80%. Le contenu d'eau initial (20% à 60%) dans l'alimentation variait également et on a conclu que la conversion et le rendement de 1,2‐propanediol augmentait avec les augmentations de contenu d'eau. En se basant sur la littérature, un modèle cinétique a été proposé et des constantes de taux optimal ont été déterminées en utilisant un algorithme génétique.