Превращение предельных углеводородов C3-C4 на цеолитсодержащих катализаторах

• Автор: Квасова, Ия Вячеславовна
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 210 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Методы утилизации попутного газа.

1.2. Производство и использование ароматических углеводородов

1.2.1. Ароматизация на металлосодержащих катализаторах

1.2.2. Оксидные катализаторы процесса ароматизации

1.2.3. Ароматизация легких парафинов на цсолитиых катализаторах

1.2.3.1. Влияние отношения 8Ю2АОз в каркасе цеолита.

1.2.3.2. Влияние степени декатионирования цеолита

1.2.3.3. Влияние типа связующего вещества и его количества в катализаторе .

1.2.3.4. Влияние типа и количества модифицирующей добавки
1.2.3.5. Методы введения модифицирующей добавки в состав цеолитсодержащего катализатора
1.2.3.6. Влияние предварительной обработки катализаторов.
1.2.3.7. Исследование структуры и природы активных центров цеолтпмых катализаторов.
Глава 2. Методики синтеза и исследования катализаторов
2.1. Методика синтеза цеолитсодержащих катализаторов.
2.2. Методики исследования структуры цеолитсодержащих катализаторов .
2.3. Методика исследования каталитических, свойств цсолитсодержащих катализаторов в превращении предельных углеводородов С3С4.
2.4. Оценка достоверности экспериментальных данных.
Глава 3. Исследование структурных особенностей цеолитсодержащих
катализаторов.
3.1. Исследование цеолитсодержащих катализаторов методом ИК
спектроскопии
3.2. Исследование удельной поверхности катализаторов
3.3. Исследование катализаторов методом рентгенофазового анализа .
3.4. Формирование структуры цеолитсодержащих катализаторов при
их синтезе
3.5. Физикомеханические свойства цеолитсодержащих катализато
Глава 4. Каталитические свойства цеолитсодержащих катализаторов в
пеякпии превращения предельных углеводородов С3С4
4.1. Влияние фазового состава цеолитсодержащих катализаторов на превращение предельных углеводородов С3С4.
4.2. Влияние типа связующего цеолитсодержащего катализатора на превращение предельных углеводородов С3С4
4.3. Влияние модифицирующей добавки цеолитсодержащего катали
затора на превращение предельных углеводородов С3С4.
4.4. Влияние условий проведения процесса на выход продуктов реакции .
4.5. Механизмпроцесса ароматизации низкомолекулярных парафинов на цеолитсодержащих катализаторах
Выводы
Литература


В ходе этой реакции алюмопалладиевый катализатор проявляет значительно меньшую, а нанесенные родиевый, рутениевый и иридиевый катализаторы большую активность, чем система РА0з 8. Наиболее активными среди оксидных катализаторов в процессе ароматизации являются оксиды ванадия, хрома и молибдена 79, особенно нанесенные на оксид алюминия и промотированные оксидами щелочных металлов. Если реакцию проводить не на нейтрализованном, а на кислом алюмохромовом катализаторе, или на смеси иейтратизованного алюмохромового катализатора с кислыми оксидами, активность увеличивается в 59 раз. В работе приведены результаты исследований ароматизации нбутана на оксидах молибдена, ванадия, вольфрама и марганца, нанесенные пропиткой на гАОз. Более высокая степень превращения и мае. Т7С, р15 Па, объемная скорость подачи сырья 0,
Процесс ароматизации углеводородов на оксидных катализаторах имеет ряд преимуществ но сравнению с платиновыми катализаторами процесс на них идет при атмосферном давлении и без циркуляции водорода, оксидные катализаторы дешевле и выдерживают без снижения активности по несколько регенераций. Но данные каталитические системы также не нашли широкого применения в промышленных процессах. В качестве катализаторов процесса ароматизации парафиновых УВ С2 С5 большой практический интерес представляет использование высококремнеземных цеолитов. Высококремнеземные цеолиты семейства 7М впервые были синтезированы фирмой Сокони мобил в начале х годов. СВКцеолиты, либо как цеолиты типа ЦБК, ЦВМ, ультрасила или пентасила 7. Катализаторы на основе цеолитов типа пенгасила обладают высокой активностью и селективностью в реакции ароматизации низших парафинов 7,8. Пентасилы отличаются от других цеолитов геометрической особенностью структу ры, высоким содержанием кремния, высокой термической устойчивостью, гидрофобностыо, широкими возможностями модифицирования. На каталитическую активность цеолитов типа пентасила мало влияют процессы коксообразования, что связано преимущественно с уникальной микропористой структурой этих цеолитов. Это даст возможность получения высокоэффективных катализаторов с длительным сроком межрегенерационного пробега. Использование цеолитов тина пенгасила вместо аморфных катализаторов приводит к увеличению выхода ароматических углеводородов, снижению образования полициклических продуктов или алкилбензолов с более чем девятью углеродными атомами. Цеолиты позволяют получать ароматические углеводороды не только из пропана, бутана и пентана, но и из этана, а в ряде случаев и из метана 8, . Изучаемый процесс характеризуется сложными кинетическими закономерностями, поскольку на поверхности полифункционального цеолитсодержащего катализатора протекает несколько типов химических реакций, в которых участвуют десятки веществ, принадлежащих к различным гомологическим рядам . В статье представлены результаты моделирования режимов работы реакторного блока циклизации легких алканов. Разработанная система описывает реакционный блок, состоящий из двух секционированных реакторов вертикального типа с радиальным вводом сырья. Расчеты проводили для установки производительностью тыс. Сасодержащего цеолитного катализатора м3 и при его раскладе по полкам в соотношении 12344 в интервале варьирования технологических параметров температура 00 С давление 0,20,5МПа сырье пропан, бутан, смесь пропанбутан. Как следует из данных этой работы, повышение температуры и увеличение доли бутана в сырьевой смеси приводит к росту концентрации бензольнотолуольной фракции и повышению степени конверсии, однако при этом значительно увеличиваются степень коксообразования и жесткость температурного режима. Повышение давления способствует росту степени конверсии и коксообразования, однако, практически не влияет на выход бензолтолуольной фракции. Основываясь на результатах исследований, авторы рекомендуют следующие технологические параметры проведения процесса 00С давление 0,0,МПа отношение пропан бутан 12. В работе описан способ получения бензола и ксилолов путем контактирования алканов С3С4 при повышенной температуре с высококремнеземными 7.