Комплексная переработка жидких продуктов пиролизных производств этилена и пропилена

• Автор: Бондалетов, Владимир Григорьевич
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 360 с. : 16 ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СОКРАЩЕНИЯ И УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Пиролиз углеводородного сырья н решение проблем квалифицированного использовании вторичных продуктов пиролиза

1.2 Классификации жидких продуктов пиролиза - отходов пиролизных производств

1.3 Классификации нсфтслолнмсрных смол

1.4 Методы полимеризации жидких продуктов пиролиза, достоинства и недостатки. Тсхнпко- и эколого-экономическнй анализ состояния производств нсфтсполнмсрных смол

1.5 Каталитические способы получения нсфтсполнмсрных смол, обоснование выбранных каталитических систем

1.6 Химическая и физическая модификация нсфтсполнмсрных смол

1.7 Получение модифицированных смол сонолнмсрнзацнен пиролизных фракции и различных мономеров
1.8 Области применения нефтенолнмерных смол
ГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ, МЕТОДЫ СИНТЕЗА И ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Характеристика объектов исследования
2.21Методы синтеза
2.2.1 Подготовка фракции жидких продуктов пиролиза
2.2.2 Получснне-нефтснолимсриых смол из легких фракции
2.2.3 Получение катализатора на основе Т1О4 и эпоксидного соединения
2.2.4 Получение нсфтсполнмсрных смол на основе фракции Сд и цнклопентаднена
2.2.5 Получение нефтеполнмерных с.мол из фракции жидких продуктов пиролиза и акриловых мономеров
2.2.6 Озонирование нефтеполнмерных смол
2.2.7 Хлорирование нсфтсполнмсрных смол
2.2.8 Гндрохлорнрованнс нефтеполнмерных смол
2.2.9 Окислительное хлорирование нефтеполнмерных смол
2.2.10 Синтез темных нсфтсполнмсрных смол на основе тяжелой пиролизной смолы
2.2.11 Синтезы на основе «зеленого масла»
"*2.2.12 Получение окисленного подсолнечного масжГ
2.2.13 Приготовление масляно-смоляных композиций
2.3 Методы исследования
2.3.1 Исследование (со)полнмерпзацнн термометрическим методом
2.3.2 Расчет состава сополимеров по данным ИК- и ЯМР 'Н-снсктроскопни

2.3.3 Методы анализа нсфтсполнмерпых смол н лакокрасочных покрытии
ГЛАВА 3 ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ НЕФТЕПОЛИМЕРНЫХ СМОЛ НА ОСНОВЕ ЛЕГКИХ ФРАКЦИЙ ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ ПИРОЛИЗА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КАТАЛИТИЧЕСКИХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ХЛОРИДОВ ТИТАНА И АЛЮМИНИЙОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
3.1 Каталитическая полимеризация легких фракций жидких продуктов пиролиза
3.1.1 Получение нсфтсполнмерпых смол иа основе стирольной и днцнклопснтаднсновой фракций под действием тетрахлорнда титана
3.1.2 Получение нсфтсполнмерпых смол па основе стирольной и днциклонентадпеновой фракций' под действием каталитических систем на основе ПСи и алюмниннорганнческнх соединений
3.1.3 Получение нсфтсполнмерпых смол на основе цнклонентаднеповой фракции
3.1.3.1 Исследование стабильности состава днциклопентадиеновой фракции жидких продуктов пиролиза
3.1.3.2 Получение нефтеполимерных смол на основе циююпентадиеновой фракции под действием Т1С14
3.1.3.3 Получение нефтеполимерных смол из циклопентадиеновой фракции под действием каталитических систем П((ЖС1)С1з-А1(С2Н5)2С1
3.2 Дезактивация каталитических систем с помощью эпоксидных соединений
3.2.1 Дезактивация тетрахлорнда титана эпоксидными соединениями
3.2.2,; Дезактивации каталитической системы ПСи - А1(С2Н5)2С1 эпоксидными
соединениями
3.3 Моделирование процессов получения нсфтсполнмерпых смол. Каталитическая
(со)полнмсрпзацпя индивидуальных компонентов жидких продуктов пиролиза
3.3.1 Полимеризация индивидуальных компонентов жидких продуктов пиролиза иод действием ПСЬ и ПСи-А1(С2Н5)2С1
3.3.2 Сополнмсрнзацня и териолнмернзация индивидуальных компонентов жидких продуктов пиролиза под действием каталитической системы ПСи—А1(СгН5)2С1
3.3.3 Моделирование процесса полимеризации фракции С9 жидких продуктов пиролиза
3.4 Получение модифицированных нсфгсполнмсрных смол
3.4.1 Получение нсфтсполнмерпых смол на основе фракции С9 и цпклоиентаднена
3.4.2 Получение модифицированных акриловыми эфирами нсфтсполнмерпых смол
3.4.2.1 ЯМР 'Н-спектры и квантово-химические расчеты комплексов акриловых эфиров с ПСи
3.4.2.2 Исследование взаимодействия комплексов ПСи-бушлметакрилат с мономерами фракций термометрическим методом
3.4.2.3 Получение нсфтсполнмерпых смол на основе различных пиролизных фракций и акриловых эфиров

3.4.3 Озонирование и окснхлорнрованис нефтеполнмерпых смол
3.4.3.1 Озонирование нсфтсполнмерпых смол
3.4.3.2 Определение активного кислорода в озонидах комбинированным методом
3.4.3.3 Окснхлорнрованис нефтеполимерных смол
3.4.3.4 Исследование термической стабильности озонированных нефтеполимерных смол
3.5 Практическое использование олигомеров на основе жидких продуктов пиролиза
3.5.1 Лакокрасочные покрытия, полученные на основе смол цнклопентаднеповой
фракции
3.5.2 Пигментированные лакокрасочные материалы
3.5.3 Масляно-смоляные композиции
3.5.4 Полимербнтумные композиции
ГЛАВА 4 УТИЛИЗАЦИЯ ТЯЖЕЛОЙ ПИРОЛИЗНОЙ СМОЛЫ
4.1 Получение темных нефтеполимерных смол окислением тяжелой смолы пиролиза иод действием металлов переменной валентности
4.2 Совместное окисление тяжёлой пиролизной смолы с атактическим полипропиленом

4.3 Исследование состава нафталинового концентрата, образующегося в ходе окисления тяжёлой пиролизной смолы
4.4 Применение тёмных нсфтсполнмерпых смол в качестве регуляторов реологических свойств нефти
4.5 Применение тёмных нефтеполнмерпых смол в качестве присадок, предотвращающих образование асфальтосмолонарафиновых отложений
ГЛАВА 5 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОДУКТОВ КАТАЛИТИЧЕСКОГО ГИДРИРОВАНИЯ ЭТАН-ЭТИЛЕНОВОЙ ФРАКЦИИ ПРОДУКТОВ ПИРОЛИЗА В КАЧЕСТВЕ ПОЛИМЕРНЫХ ПЛЕНКООБРАЗУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ
5.1 Термообработка «зеленого масла»
5.2 Галогеннрованпе «зеленого масла»
ГЛАВА 6 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ НЕФТЕПОЛИМЕРНЫХ СМОЛ
6.1 Технология получения нефтеполимерной олифы на основе кубовых продуктов колонны К-27 с использованием TiCU и каталитических систем TiCU с
алюмнннйоргапнчеекпмп соединениями периодическим способом
6.2 Технология получения смол на основе цнклопентадиеновой фракции с использованием каталитической системы Ti(OC3H6CI)CU-AI(C2H5)2Cl периодическим способом
6.2.1. Описание технологической схсмгд»
6.2.2 Расчет реактора-полимеризатора
6.3 Непрерывный каталитический способ получения нефтеполнмерпых смол
6.3.1. Моделирование данных кинетического эксперимента
6.3.2. Моделирование реактора непрерывного синтеза
ВЫВОДЫ
отраслях промышленности. В отличие от предыдущей работы, значительно больший выход смол достигается с использованием каталитического способа и, естественно, при этом максимальна конверсия мономеров, определяющая состав продукта. Конверсия мономеров напрямую влияет на необходимость дополнительной обработки продуктов отгонки, зачастую квалифицируемых как «Сольвент нефтяной». По цвету, зольности, содержанию летучих, температуре вспышки предпочтительными являются инициированный и термический методы. В итоге авторами сделан вывод о преимуществе метода термической полимеризации.
Украинскими авторами в работе [67] проведено сравнение способов, используя следующие экспериментальные условия. Термический процесс: 250 “С, б ч. Инициированный процесс: 1 % монопероксина, 200 °С, б ч. Каталитический процесс: комплекс А1СЬ—толуол-Н20 (1 : 1,2:0,08 масс.), концентрация комплекса 2%, 60 °С, 2,5 ч. Пепрореагировавшие углеводороды от смолы отделяли последовательно атмосферной и вакуумной отгонкой. Показано, что смола, полученная инициированным способом, по сравнению со смолой, полученной термически, имеет более высокую температуру размягчения при практически одинаковых прочих физико-химических характеристиках. К недостаткам термического способа авторы традиционно относят невысокий выход, высокие температуры и давление процесса. К недостаткам инициированного процесса -недостаточно высокий выход смол и необходимость применения пожаро-взрывоопасных нницнаторов.'Каталитический способ позволяет получить максимальный выход смол и приводит к наибольшей конверсии- мономеров. К отрицательным характеристикам авторы относят темный цвет и невысокую ненасьнценность. Последний показатель многие исследователи трактуют как положительный, вероятно, предполагая высокую стабильность показателей при хранении - и использовании в различных композициях. Недостатком каталитических процессов также является многостадийность процесса. В целом в работе не дается категоричных оценок в пользу того или иного способа получения нефтеполимерных смол.
Работу [67] авторы специально посвятили анализу способов синтеза нефтеполимерных смол и областей их применения. Авторы отмечают, что, несмотря на множество достоинств инициированного и термического методов полимеризации, каталитические обладают отличительными особенностями: «возможность широко варьировать условия полимеризации и, соответственно, синтезировать смолы, характеризующиеся различными температурами плавления и цветностью; высокая скорость процесса; доступность и невысокая стоимость катализаторов (в
<Г»-
данной работе рассматривается А1С1з), простота оформления процесса и, в частности, возможность создания непрерывной технологической схемы при подаче катализатора в виде комплекса». Однако авторы отмечают, что наиболее светлые смолы, что очень критично для лакокрасочной промышленности, можно получать инициированной полимеризацией. В этой же работе указывается, что немаловажным фактором, влияющим на физико-химические