Оптимизация процесса алкилирования бензола высшими олефинами с учетом изменения активности HF-катализатора и состава сырья

• Автор: Долганова, Ирэна Олеговна
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 114 с. : 21 ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 Анализ современного состояния и роль процессов алкилирования в

современной нефтехимии

1.1 Классификация и назначение процессов алкилирования

1.1.1 Процессы алкилирования бензола высшими олефинами для получения синтетических моющих средств
1.1.3 Процессы алкилирования изобутана олефинами для получения высокооктановых компонентов топлив

1.2 Технологические схемы промышленных установок алкилирования

1.2.1 Технологическая схема процесса алкилирования бензола

этиленом
1.2.2 Технологическая схема процесса алкилирования бензола пропиленом
1.2.3 Технологическая схема процесса алкилирования изобутана бутиленом
1.3 Обзор катализаторов процесса алкилирования бензола олефинами
1.3.1 Гомогенные катализаторы алкилирования
1.3.2 Гетерогенные катализаторы алкилирования
1.3.3 Обзор технологий регенерации катализаторов процессов алкилирования
1.4. Обоснование цели и задач исследования
Глава 2 Разработка математической модели нефтехимического процесса
алкилирования бензола олефинами
2.1 Технологическая схема процесса алкилирования бензола высшими олефинами
2.2 Разработка схемы превращений углеводородов в реакторе алкилирования
2.3 Кинетическая модель нефтехимического процесса алкилирования
2.4 Идентификация кинетических параметров математической
модели
2.5 Гидродинамическая модель реактора алкилирования
2.6 Проверка математической модели на адекватность
реальному процессу
Глава 3 Закономерности изменения оптимальных параметров процесса алкилирования
3.1 Зависимость оптимальных параметров процесса алкилирования от состава сырья предшествующих стадий производства линейных алкилбензолов
3.2 Зависимость оптимальных параметров процесса алкилирования от типа катализатора начальной стадии производства линейных алкилбензолов -процесса дегидрирования
3.3 Зависимость оптимальных параметров процесса алкилирования от соотношения водород/сырье в реакторе дегидрирования
3.4 Зависимость оптимальных параметров процесса алкилирования от расхода сырья в реактор дегидрирования
3.5 Определение оптимальных параметров процесса алкилирования в зависимости от длительности работы катализатора дегидрирования
3.6 Методика определения оптимального расхода ЕР в регенератор
Глава 4 Обеспечение стабильности работы установки алкилирования бензола олефинами с использованием математической модели

4.1 Закономерности работы сопряженных аппаратов химикотехнологической системы в период нарушения режимов стабильной работы колонны регенерации НБ
4.1.1 Влияние мольного соотношения водород/сырье в реакторе дегидрирования на режимы работы колонны регенерации НБ
4.1.2 Оценка влияния концентрации диолефинов в продуктовом потоке реактора дегидрирования на стабильность работы колонны регенерации НЛ
4.1.3 Связь между бромными индексами/числами продуктов процесса алкилирования и режимом работы колонны регенерации
4.2 Термодинамический анализ реакций, протекающих в кубе колонны регенерации Ш7
4.3 Установление причин нарушений режимов работы колонны регенерации НР-катализатора
4.4 Разработка математической модели куба колонны регенерации НР
4.5 Прогнозирование неконтролируемого роста температуры в кубе колонны регенерации НР с использованием математической модели
4.6 Определение оптимальных режимов совместной работы системы «реактор-регенератор» установки алкилирования бензола олефинами с использованием математической модели
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

Нецеолитные катализаторы
Катализатор, предложенный для алкилирования бензола - фосфорная кислота на кизельгуре - под маркой ТуреА-2, был использован американской фирмой 1ЮР для получения этилбензола и производства кумола (реакция с пропан-пропиленовой фракцией при температуре около 200 °С, давлении 3-4 МПа и высоком мольном соотношении бензол/олефин =6-10) [21]. Особенность работы этого катализатора состояла в отсутствии трансалкилирования образующихся побочных продуктов
(полиалкилбензолов), что при использовании хлорида алюминия требовало строительства отдельного блока трансалкилирования.
Более эффективным катализатором алкилирования бензола этиленом является фторид бора, нанесенный на оксид алюминия. Ограничение содержания примесей диенов и воды в сырье обуславливало стабильную работу катализатора и минимальную коррозию оборудования в процессе А1саг [21].
Для алкилирования бензола тетрамерами пропилена использовался монтмориллонит, активированный минеральными кислотами (Н2804, НС1, НКОз или смесью соляной и фосфорной кислот). Катализаторы данного типа обладают активностью в алкилировании октеном-1 и деценом-1 при температуре около 170 °С [21].
Алкилирование бензола олефинами С7 - Сш осуществляли также в присутствии гетерогенных катализаторов с нанесенными галогенидами №>( и Та(У). Использовали и нанесенные на оксид алюминия хлориды и фториды И, соединения Бп, РЬ и Mg, триоксид Мо.
В работах [22, 31, 32] описано применение кремнийвольфрамовой кислоты, нанесенной на силикагель и алюмосиликат. Показано, что активность кремнийвольфрамового катализатора на основе алюмосиликата зависит не только от величины удельной поверхности, но и от мольного отношения БКАБОз, и, несмотря на низкую энергию активации этой
реакции (12-13 кДж/моль), скорость ее относительно низка, т.к.