Кинетические особенности гомогенного парциального окисления C1-С2 алканов

• Автор: Шеверденкин, Евгений Викторович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 110 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1

Литературный обзор.

1.1 Газофазное окисление метана в кислородсодержащие соединения.

1.1.1 Основные экспериментальные результаты по газофазному окислению метана при высоких давлениях.

1.1.2 Влияние давления на выход продуктов.И

1.1.3 Влияние температуры и времени контакта.

1.1.4 Степень конверсии метана и кислорода.

1.1.5 Влияние соотношения метана и кислорода на кинетику процесса и выход продуктов.

1.1.6 Влияние материала внутренней поверхности реактора

1.1.7 Влияние других факторов на процесс газофазного окисления метана.
1.2 Г омогенное окисление этана и метанэтановых смесей
1.3 Современные процесы получения химических продуктов из метана
1.3.1 Области потребления метана и природного газа
1.3.2 Промышленные методы получения химических продуктов из метана
Глава 2.
Кинетические особенности гомогенного парциального окисления метана
2.1 Описание установки
2.1.1 Методика экспериментов.
2.2 Окисление метана
2.2.1 Состав продуктов.
2.2.2 Влияние температуры
2.2.3 Конверсия кислорода
2.2.4 Зависимость от давления
2.2.5 Зависимость от концентрации кислорода
Глава 3.
Исследование гомогенного парциального окисления этана и метанэтановых смесей.
3.1 Окисление этана.
3.1.1 Продукты реакции.
3.1.2 Влияние температу ры.
3.1.3 Влияние исходной концентрации кислорода
3.1.4 Влияние скорости подачи реакционной смеси
3.2 Окисление метанэтановых смесей.
Глава 4.
Кинетическое моделирование процессов окисления метана и
Г лава 5
Т ехнологическая проработка одностадийного процесса
получения формальдегида.
5.1 Описание технологической схемы
5.2 Основные технологические характеристики процесса
ОС ОВЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


В связи с этим актуальны исследования, направленные на разработку основ новых технологий химической конверсии газообразных углеводородов, в том числе ориентированных на применение непосредственно в промысловых условиях. Это позволило бы более широко использовать в качестве нефтехимического сырья огромные запасы углеводородных газов. Преодоление трудностей, связанных с относительно высокой химической стабильностью метана и его ближайших гомологов, превосходящей стабильность большинства целевых продуктов их химической переработки, требует значительного объема кинетических исследований. Особенно мало данных по кинетике окисления этана и его смесей с метаном, которые представлены лишь отдельными работами. В связи с этим, целью данной диссертационной работы явилось выяснение влияния кинетических факторов на характеристики процессов гомогенного парциального окисления метана, этана и их смесей и исследование взаимного влияния метана и этана при их совместном окислении. Проведенные исследования позволили систематизировать данные по влиянию материала внутренней поверхности реактора на характеристики процесса гомогенного окисления алканов. Обнаружен сложный характер влияния материала внутренней поверхности реактора на кинетику парциального окисления метана. При малых концентрациях кислорода наблюдается каталитическое промотирование реакции окисления металлической поверхностью реактора. При высоких концентрациях кислорода за счет поверхностных реакций увеличивается доля продуктов глубокого окисления. Впервые выполнены систематические исследования гомогенного парциального окисления этана и его смесей с метаном. Показано, что отличительной особенностью кинетики разветвленноцепного процесса окисления этана является возможность его эффективного проведения при давлениях около атм. На основе экспериментальных исследований и кинетического моделирования окисления этана и этанметановых смесей определены условия, при которых содержание органических продуктов в жидком оксидате превышает при концентрации формальдегида около . На основании исследования кинетических характеристик получены данные для оптимизации процессов парциального окисления этана и его смесей с метаном. Выполнена концептуальная проработка одностадийного технологического процесса получения формальдегида путем гомогенного окисления этана и этансодержащих газов. Структурно представляемая диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, приложения и списка использованых литературных источников. В первой главе в литературном обзоре основное внимание уделено анализу литературных данных по влиянию на этот сложный разветвленоцеппой процесс таких параметров, как температура, давление, начальная концентрация окислителя и время пребывания реакционной смеси в рабочей зоне реактора. Показаны недостатки проведенных ранее исследований по кинетике парциального окисления метана и этана, а также практически отсутствие данных по окислению метанэтановых смесей в научной литературе. Коротко описаны действовавшие промышленные установки получения формальдегида прямым окислением углеводородных газов. Во второй главе описана экспериментальная установка, методики экспериментов, исследования процесса гомогенного парциального окисления метана и проведен анализ эффекта влияния материала внутренней поверхности реактора на основные характеристики этого процесса. Третья глава диссертации посвящена исследованию газофазного окисления этана и этанметановых смесей. В четвертой главе диссертации проведен сравнительный анализ результатов кинетического моделирования и экспериментальных данных процессов окисления метана и этана. В пятой главе диссертации изложены результаты технологической проработки одностадийного процесса получения формальдегида путем парциального окисления этансодержащих газов. В разделе ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ изложены основные результаты работы. В приложении, в виде таблицы, представлен механизм гомогенного парциального окисления С1С2 алканов, использованный при проведении кинетических расчетов.