Каталитические системы процесса облагораживания прямогонных бензиновых фракций

• Автор: Завалинский, Денис Васильевич
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 123 с. : ил.

Введение

Глава 1. Литературный обзор.

1.1. Природные глины как катализаторы термических

превращений углеводородов.

1.2. Цеолитсодержащие катализаторы и их применение в нефтепереработке

1.3. Способы повышения стабильности и селективности катализаторов нефтепереработки

1.4. Современные каталитические процессы нефтепереработки

Глава 2. Экспериментальная часть.

2.1. Характеристика цеолитов и физикохимические методы исследования их состава

2.2. Методика модифицирования цеолитных катализаторов методом пропитки из водных растворов солей металлов

2.3. Характеристика глины и методика ее модифицирования

2.4. Методика приготовления цеолитных катализаторов с глиняным связующим.
2.5. Физикохимические методы исследования состава сырья
и получаемых продуктов.
2.5.1. Определение фракционного состава сырья в аппарате АРН2
2.5.2. Метод хроматографического анализа состава газообразных
продуктов
2.5.3. Методика хроматографического анализа состава жидких продуктов.
2.5.4. Методика определения плотности бензинов.
2.6. Методы определения эксплуатационных характеристик
высокооктановых бензинов.
2.6.1. Методика определения октановых чисел бензинов по
моторному методу.
2.6.2. Методика графического определения октановых чисел
бензинов.
2.7. Схемы и описание экспериментальных установок, используемых при проведении испытаний.
2.7.1. Схема лабораторной установки
2.7.2. Схема лабораторной установки под давлением
Глава 3. Исследование влияния связующего на состав и свойства продуктов облагораживания низкооктанового углеводородного сырья на цеолитсодержащих контактах
3.1. Изучение поведения модельного углеводорода
в условиях облагораживания на глинистых контактах
3.2. Результаты облагораживания групповой состав и эксплуатационные характеристики прямогонных
бензиновых фракций.
Глава 4. Исследование влияния элементов различных групп на характеристики продуктов облагораживания прямогонной бензиновой фракции.
4.1. Превращения гексана на катализаторе НЦВКТМ.
4.2. Превращение гексана на катализаторе, модифицированном металлами
4.2.1. Превращения гексана на катализаторе, модифицированном
Э и Рэлементами
4.2.2. Исследование состава жидких продуктов превращения гексана
на различных катализаторах.
4.2.3. Превращения гексана на катализаторах, модифицированых
Оэлементами
4.3. Сопоставление физических свойств продуктов каталитического превращения гексана
4.4. Превращение прямогонного бензина на бериллийсодержащем
катализаторе.
Глава 5. Исследования контактов, модифицированных двумя металлами
5.1. Выбор каталитических систем.
5.1.1. Превращение прямогонного бензина на монометаллических катализаторах.
5.1.2. Превращение прямогонного бензина на биметаллических катализаторах.
5.2.Анализ структурногруппового состава и октановых
характеристик целевых продуктов превращения бензина на модифицированных цеолитных катализаторах
5.3. Оценка эффективности катализаторов.
Глава 6. Рекомендации к практическому применению катализаторов облагораживания низкооктанового углеводородного сырья.
Заключение
Библиографический список использованной литературы
Приложение
Введение


Благодаря особенностям структуры глинистых минералов все реакции между ними и органическим веществом, в том числе и нефтяными углеводородами, протекают на поверхности кристалликов глинистых минералов 8. Еще в начале XX века на бакинских нефтеперегонных заводах катализаторами процесса получения керосина служили бентонитовые глины. Эжен Гудри впервые употребил для каталитического крекинга бентонитовую глину, обработанную серной кислотой. Первую попытку использовать каталитические свойства пород для искусственного получения нефти предприняли в году К. Кобаяни и К. Ямамото. При температуре 0 С и каталитическом участии японских кислых глин исследователи получили из рыбьего жира нефтеподобные продукты, так называемую шотландскую нефть. Они же использовали японские кислые глины в качестве катализаторов крекинга 9. Основой взаимодействия нефтяных углеводородов и растворов органических веществ с глинистыми минералами является сорбция органических молекул поверхностью минералов и теми ее участками, где вследствие дефектов в структуре минерала создается дефицит положительных зарядов. Так как поверхность глинистых минералов практически сводится к поверхности слоев, параллельных грани, имеющих относительно слабое силовое поле, боковая поверхность глинистых частиц, где силы связи уравновешены гораздо меньше, составляет ничтожную часть всей поверхности кристалла. На этих поверхностях глинистых частиц, перпендикулярных силикатным слоям, вследствие увеличения дисперсности слоистых силикатов возникают оборванные связи, которые ведут себя чрезвычайно активно при адсорбции органических ионов. Гидратация поверхности глинистых минералов и образование на поверхности глинистых частиц адсорбционной воды пленка ледяной воды повышает сорбционные и каталитические свойства глин. Подсушивание глин при температуре 0 С проводится лишь для того, чтобы исключить повышение давления в реакционном аппарате, что в лабораторных условиях не всегда удобно. Пленка кристаллической воды способствует закреплению адсорбированных ионов в крупных пустотах глинистых структур. При активации глин кислотами происходит замена катионов, находящихся в обменных позициях глинистых минералов, ионами водорода. После экстракции в породе остаются как тяжелые, обедненные водородом продукты уплотнения, необратимо сорбированные минералами, так и некоторое количество растворимых веществ, прочно, но необратимо связанных с глинистыми катализаторами. При этом обнаружена закономерность чем глубже превращение органического вещества, тем больше продуктов уплотнения образуется. Это особенно ярко проявляется на активированных глинах, на которых достигается наиболее глубокое превращение органического вещества. Поскольку косвенным показателем сорбционной и каталитической активности минералов является величина их обменной емкости, то не только глинистые минералы монтмориллонит, гидрослюда, каолинит и другие могут быть катализаторами процесса преобразования органического вещества. В роли катализаторов могут выступать слоистые силикаты слюды и хлориты, а также силикаты с каркасными и другими структурами, такие, как цеолиты, полевые шпаты, особенно выветренные, и некоторые другие минералы, присутствующие в глинистых породах в высокодисперсном состоянии и часто являющиеся основными породообразующими минералами коллекторских пород. В тонких фракциях этих минералов проявляется высокая емкость обменных оснований, а значит, могут сорбироваться органические ионы и содействовать, таким образом, преобразованию органического вещества. Этот вывод чрезвычайно важен для установления сорбционных и каталитических свойств не только глинистых минералов, но и других осадочных пород для определения их влияния на фильтрационные свойства коллекторских пород и изолирующих пластов 8. Глины являются связующим при производстве цеолитсодержащих катализаторов современных контактов, нашедших широкое применение в нефтехимии и нефтепереработке. Помимо улучшения прочностных свойств катализатора при его транспортировке и эксплуатации, глины оказывают влияние и на химизм протекающих процессов . Изменением количества и состава глинистого связующего можно оказывать непосредственное влияние на селективность контакта.