Ингибирование коксообразования при пиролизе углеводородов на примере индивидуальных соединений C6-C8

• Автор: Хабибрахманов, Алмаз Файзрахманович
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 120 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Г ЛАВА 1. ПРОБЛЕМЫ КОКСООБРАЗОВАНИЯ В ПРОЦЕССАХ ПИРОЛИЗА УГЛЕВОДОРОДОВ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ

НИЗШИХ ОЛЕФИНОВ Литературный обзор.

1.1 Современное состояние производства низших олефинов.

1.2. Процессы пиролиза углеводородов.

1.3. Процессы коксообразования.

1.3.1 Коксообразование при пиролизе углеводородов

1.3.2. Кинетика коксообразован ия при пиролизе углеводородов.

1.3.3. Влияние материала и состояния поверхности реактора на скорость коксообразования

1.3.4. Коксообразование на поверхности легированных сталей.

1.3.5. Механизм процессов коксообразования при пиролизе углеводородов
1.3.6. Способы снижения коксообразования при пиролизе углеводородов
1.4. Ингибирование коксообразования при пиролизе углеводородов
1.4.1 .Влияние добавок на процесс пиролиза углеводородов.
1.4.2.Фосфорсодержащие добавки.
1.4.3.Серусодержащис добавки.
1.4.4. Борсодержащие добавки.
1.5. Выводы по литературному обзору
ГЛАВА 2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1. Постановка задачи исследования
2.2. Лабораторная установка и методика эксперимента
2.3. Методы исследования.
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ И ИХ КОМПОНЕНТОВ НА ПРОЦЕССЫ КОКСООБРАЗОВАНИЯ.
3.1. Влияние компонентов легированных сталей на
коксообразован не при пиролизе углеводородов.
3.2. Коксообразованис на поверхности легированных сталей.
3.3. Коксообразование при пиролизе углеводородов С6 Сх.
3.4. Выход олефинов при пиролизе углеводородов.
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ПРОЦЕССЫ КОКСООБРАЗОВАНИЯ ПРИ ПИРОЛИЗЕ МЕТАНОУГЛЕВОДОРОДНЫХ С6С8 ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ
4.1. Отравление каталитической поверхности металлов как способ подавления коксообразования при пиролизе углеводородов.
4.2. Методика эксперимента.
4.3. Химическое осаждение покрытий.
4.4. Инструментальный контроль покрытий
4.5. Результаты пиролиза метануглеводородных смесей.
4.6. Выход олефинов при пиролизе.
ГЛАВА 5. КИНЕТИКА КОКСООБРАЗОВАНИЯ ПРИ ПИРОЛИЗЕ МЕТАНОУГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ.
5.1. Методика эксперимента.
5.2. Химическое осаждение оксидных покрытий
5.3. Кинетика коксообразования на поверхности оксидных покрытий
5.4. Кинетика коксообразования на поверхности других
защитных покрытий
5.5. Легирование поверхности палладием
5.6. Оценка кинетических и активационных параметров высокотемпературного пиролиза.
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Разбавление аргоном необходимо для проведения процесса в кинетической области и замедления процессов коксообразования для более четкого выявления основных закономерностей коксообразования. В соответствии с поставленной целью и задачами были проведены исследования по коксообразованию при пиролизе углеводородов на поверхности различных легированных сталей. При этом подвергали пиролизу нгсксан и нгептан. Также были проведены исследования влияния легированных сталей на процесс коксообразования при пиролизе различного углеводородного сырья нгексан, нгептан, ноктан и изооктаи. В главе 4 изучено влияние различных ингибирующих покрытий на процессы коксообразования. Все ингибирующие покрытия осаждали на поверхность образцов легированных сталей химическим путм. Качество и морфологию покрытий определяли с помощью оптической микроскопии и сканирующей атомносиловой микроскопии. Для смещения равновесия в сторону низших олефинов целесообразно вводить в систему легкие продукты пиролиза водород что широко практикуется или метан. Нами применялся метан, который выполняет роль не только более термически устойчивого разбавителя по сравнению с углеводородами С6С , но и смещает равновесие в сторону образования целевых продуктов этилена и пропилена. Для подавления коксообразования применялись различные покрытия, осажденные химическим путм. Для исследования использовали инертные по отношению к коксообразованию покрытия В2 РеВ2 СгВ2 ГеЭ РеРО Ре3С. В главе 5 изучена кинетика коксообразования при пиролизе метануглеводородных СбСй газовых смесей. С помощью графиков были вычислены константы начальной скорости коксообразования к как тангенс угла наклона кинетических кривых в координатах мольные количества кокса на дм2 время. Также был проведен хроматографический анализ газов пиролиза. Нами проведено исследование кинетики коксообразования на поверхности пачладиевой черни в сопоставлении с коксообразованием на поверхности борида никеля, на стали Х2Н4А. Для сопоставительной оценки эффекта влияния двух принципиально различных покрытий из борида никеля и палладиевой черни на легированной стали нами определены значения кинетических и активационных параметров для исходной стали Х2Н4А и покрытий из Ы1В2 и Рс1черни. Для оценки кинетических и активационных параметров определяли значения констант начальных скоростей коксообразования при различных температурах к. После обработки серий кинетических кривых при различных температурах рассчитаны значения констант начальных скоростей коксообразования при различных температурах. ГЛАВА 1. Современное состояние производства низших олефинов В настоящее время пиролиз углеводородов является основным источником не только производства олефинов этилена и пропилена, но и бутадиена, бутиленов, бензола, ксилолов, цпклопентадиена, циклопентсна, изопрена, стирола, нафталина, нефтеполимерных смол, сырья для производства технического углерода, растворителей, специальных масел 1. Существующие мировые мощности установок пиролиза составляют 2,9 млн. НПЗ 4,5. Наряду с производством низших олефинов, процесс пиролиза является поставщиком бензола, доля которого в мировом производстве бензола составляет масс. Рост потребления этилена в год составляет 4,9 7,8, пропилена 4,7 9,. Основным сырьем процесса пиролиза являются этан, пропан, бутаны, содержащиеся в попутных и в нефтезаводских газах, газовые бензины и бензины прямой перегонки нефти, а также рафинат каталитического риформинга, остающийся после удаления ароматических углеводородов из катализата. В последнее время в связи с дефицитом и высокой стоимостью бензиновых фракций в качестве сырья пиролиза применяют также средние и тяжелые нефтяные фракции и даже сырую нефть. Основное количество низших олефинов производится на установках пиролиза. В России имеется установок пиролиза, крупнейшими из которых являются установки на АО Нижнекамскнефтехим, АО НОРСИ, АО Ангарская нефтехимическая компания, АО Салаватнефтеоргсингез. На всех этих предприятиях кроме АО Нижнекамскнефтехим действовали установки пиролиза типа ЭП0, т.