Превращение н.бутана в изобутан и изопентан в присутствии цеолитных катализаторов

• Автор: Крупина, Надежда Никифоровна
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Грозный
• Количество страниц: 168 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Основные направления химической переработки и способы получения изобутана и изопентана

1.2. Природа каталитического действия цеолитов

1.3. Некоторые закономерности каталитического действия цеолитнвх катализаторов в превращениях парафиновых углеводородов

1.4. Превращения н.бутана на цеолитных катализаторах

1.5. Некоторые сведения о механизме превращений н.бутана на цеолитных катализаторах

Выводы к главе I

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРОВ, ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА И ОБОБЩЕНИЯ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

2.1. Выбор катализаторов, их характеристика и методика приготовления

2.2. Характеристика использованных веществ
2.3. Выбор и описание экспериментальных установок, методики проведения опытов, анализа катализаторов, сырья и продуктов реакции
2.4. Критерии оценки активности катализаторов, обработка полученных результатов, оценка воспроизводимости и погрешности опытов
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СОСТАВА И УСЛОВИЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ЦЕОЛИТОВ НА ИХ АКТИВНОСТЬ В РЕАКЦИЯХ Н.БУТАНА С ЦЕЛЬЮ ПОДБОРА НАИБОЛЕЕ АКТИВНОГО И СЕЛЕКТИВНОГО КАТАЛИЗАТОРА ОДНОВРЕМЕННОГО ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОБУТАНА И ИЗОПЕНТАНА
3.1. Об основних реакциях н.бутана, протекавших
в присутствии исследованных катализаторов
3.2. Влияние природы и степени обмена катиона
3.3. Влияние структуры и отношения Ао
в цеолите
3.4. Влияние количества цеолита в цеолитсодержащем катализаторе
3.5. Влияние природы и способа введения металла
3.6. Влияние условий предварительной обработки
Выводы к главе 3
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЕВРАЩЕНИЙ Н. БУТАНА НА катализаторах рУда И РУНСВКЦ С ЦЕЛЬЮ ВЫЯСНЕНИЯ ОСНОВНЫХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ОДНОВРЕМЕННОГО ОБРАЗОВАНИЯ ИЗОБУТАНА И ИЗОПЕНТАНА
4.1. Влияние продолжительности работы на активность цеолитов
4.2. Влияние продолжительности опыта и температуры
на активность катализаторов
4.3. Влияние основных факторов на активность и селективность действия катализатора ДА
в превращении н.бутана в изопарафинн С4 и С5
4.4. Выбор оптимального катализатора процесса одновременного получения изобутана и
изопентана из н.бутана
Выводы к главе 4
ГЛАВА 5. НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ПРИРОЛЫ КАТАЛИТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ И МЕХАНИЗМА ДЕЙСТВИЯ ЦЕОЛИТОВ
5.1. Природа каталитической активности морденитов
в реакциях превращения н.бутана
5.2. Особенности и схема превращений н.бутана
на морденитных катализаторах
Выводы к главе 5
ГЛАВА 6. ПРИНЦИПЫ ПРОМЫШЛЕННОГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПРОЦЕССА ОДНОВРЕМЕННОГО ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОПАРАФИНОВ С4 И С5 ИЗ Н.БУТАНА
6.1. Катализатор, оптимальный режим и
материальный баланс процесса
6.2. Принципиальная технологическая схема
процесса
6.3. Техникоэкономическая эффективность предлагаемого процесса одновременного получения изопарафинов С4 и С5 из н.бутана
в присутствии цеолитного катализатора
Выводы к главе 6
общие вывода
ЛИТЕРАТУРА


Катализаторы изомеризации парафиновых углеводородов это химические соединения различной природы, которая влияет на условия реакции, в первую очередь на температуру. Выделяют три группы катализаторов и процессов изомеризации парафинов. Процесс жшсотазипй ттяпмапияяттии осуществляется при температурах 0С и характеризуется высоким выходом изопарафинов на пропущенное сырье за проход. В качестве катализаторов процесса используют галоидные соли алюминия, промотированные хлористым водородом смеси фторидов металлов пятой группы с фтористым водородом водородные кислоты Х. Однако их использование ограниченно высокой коррозионностью, гигроскопичностью и летучестью. Процесс характеризуется низкой селективностью, высоким расходом катализатора, чувствительностью к примесям в сырье, быстрой дезактивацией катализатора и сложностью его утилизации, а также ограниченной мощностью установок. Процесс высокотемпературной газофазной изомеризации протекает при С. В этом процессе эффективны бифункциональные катализаторы металлы платиновой группы, окислы и сульфиды элементов шестой группы на кислотных носителях окиси алюминия, алюмосиликатах, цеолитах 8,. Применение бифункциональных катализаторов привело к некоторому снижению выхода изопарафинов на пропущенное сырье за проход, но позволило увеличить селективность процесса до мае в сравнении с жидкофазяым процессом, что в свою очередь привело к более эффективному использованию сырьевых ресурсов. Процесс низкотемпературной газофазной изомегшяятптст осуществляется при температурах ЮС на бифункциональных алюмоплатияовых катализаторах, промотированяых галоидными соединениями . Понижение температуры реакции привело к повышению как выхода изомеров на пропущенное сырье за проход, так и селективности процесса до мае. Вместе с тем использование фторированных и хлорированных катализаторов повышает токсичность процесса и ужесточает требования к сырью и реагентам, а также усложняет утилизацию отходов. Прежде всего хлорорганические соединения легко вымываются из катализатора поступающими сырьем и водородом, и катализатор теряет активность. Поэтому в процессе предусмотрена непрерывная подача в реакционную зону промотора в виде хлористого водордоа и периодическая активация катализатора хлорорганическими соединениями. Катализатор проявляет невысокую устойчивость к действию сернистых, ароматических соединений и влаги. В результате в схему установки включают блок глубокой гидроочийки сырья и предусматривают меры противодействия хлористоводородной коррозии. В СССР в промышленном масштабе осуществлен процесс высокотемпературной газофазной изомеризации н. ЙП , За рубежом в цромыщг. С5Сб. При этом наблюдается тенденция комбинирования установок изомеризации с другими производствами. Так например, в производстве метилтретбутилового эфира объединены установки дегидрирования и изомеризации н. Это позволяет одновременно получать ценные нефтепродукты путем реконструкции установок с минимальными капиталовложениями, более рационально использовать ресурсы, решать вопросы охраны окружащей среды . Наряду с рассмотренными основными способами получения изопарафинов С и Сд разрабатываются способы одновременного получения изобутана и изопентана из различного углеводородного сырья. В отраслевой лаборатории по изучению превращений углеводородов на цеолитных катализаторах под руководством профессора А. З.Дорогочинского разрабатываются процессы производства изопарафиновых углеводородов ИЗ нлзкомолекулярных олефинов С2Сд в присутствии отечественных цеолитных катализаторов. Выход изомеров на пропущенное сырье за проход достигает мае . В Институте Катализа СО АН СССР под руководством Ионе К. Г. разработан способ получения смеси изобутана и изопентана из метанола в присутствии катализатора на основе цеолита типа У. На стадии промышленного проектирования находится процесс получения высокооктановых бензиновых фракций и изопарафиновых углеводородов, в том числе изобутаяа и изопентана, путем диспропорционирования парафиновых и олефиновых углеводородов и их смесей на цеолитных катализаторах . В этом процессе выход изопарафинов С4 и С5 на пропущенное сырье за проход достигает мае.