Каталитические превращения углеводородов природного и попутного нефтяного газов в нефтехимические продукты

• Автор: Кунашев, Леонид Хасанбиевич
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 135 с. : ил.

Содержание.
Введение.

Глава 1. Способы химической переработки низших алканов. литературный обзор

1.1. Способы переработки метана в нефтехимические продукты

1.2. Способы переработки гомологов метана в нефтехимические продукты.

1.2.1. Особенности каталитической активации гомологов метана.

1.2.2. Применение оксидных и бифункциональных катализаторов

в реакциях конденсации низших алканов

1.2.3. Активация низших алканов на высококремнеземных цеолитах.

1.2.3.1. О некоторых особенностях цеолитных катализаторов

1.2.3.2. Конденсация низших алканов на немодифицированных пентасилах.

1.2.3.3. Превращения низших алканов на промотированных пентасилах.
1.2.4. Промышленные процессы ароматизации низших алканов
1.3. О механизме превращения низших алканов на ВКцеолитах.
Глава 2. Объекты и методы исследования
2.1. Методика проведения экспериментов
2.2. Методика приготовления катализаторов
2.2.1. Приготовление катализаторов на основе оксидов РЗЭ
2.2.2. Приготовление катализаторов на основе цеолитов
2.3. Методика анализа продуктов ОДМ и ароматизации
СгС4 алканов.
2.4. Оценка точности эксперимента
2.5. Методы физикохимического исследования катализаторов
Глава 3. Исследование реакции ОДМ в присутствии каталитических систем на основе РЗЭ обсуждение
3.1. Сравнение каталитической активности индивидуальных оксидов РЗЭ в реакции ОДМ
3.2. Особенности реакции ОДМ в присутствии смесей оксидов РЗЭ.
3.3. Исследование катализаторов ОДМ на основе оксидов
РЗЭ, нанесенных на оксид магния.
Глава 4. Исследование каталитического превращения пропанбутановой фракцииобсуждение результатов
4.1. Превращение пропанбутановой фракции в присутствии катализаторов на основе оксидов РЗЭ.
4.2. Превращение пропанбутановой фракции в присутствии цеолитных катализаторов.
4.3. Результаты физико химических и спектральных исследований структуры, свойств и активных центров катализаторов превращений легких углеводородов.
ВЫВОДЫ
Литература


Поэтому в последние годы предложен ряд процессов, которые включают в себя как прямое окисление метана в присутствии катализаторов с получением СО и 1Ь 6, так и различные комбинации конверсии метана с 1ЬО и Ог 7. Применение более эффективных, чем обычно применяемые, катализаторов позволяет снизить энергозатраты. В 8 показана возможность получения синтез газа путем парциального окисления уже при 0С в присутствии катализатора СоОУЬгОз. Наряду с ацетиленом указанный процесс позволяет вырабатывать и сажу. Процесс протекает в соответствии с реакцией 2СН4 С2Н2 IЬ с большим выделением тепла ЛН8 6 кДжмоль С2Н2. Ацетилен обладает высокой реакционной способностью, что усложняет его хранение и транспортировку. Поэтому, ввиду снижения спроса на ацетилен как основной продукт для нефтехимического синтеза, процесс пиролиза метана в ацетилен теряет свое промышленное значение. Одно из ведущих мест по объему выпускаемой продукции в химической переработке метана занимает галогенирование 9. СН4 НС1 СНхСх н2о. До последнего времени третье место по объему использования метана занимало производство циановодородной кислоты. Реакцию ведут при 1 ОООС в присутствии катализатора, содержащего благородный металл Р1, Яй 9,. Но сейчас заметную конкуренцию этим способам составляет производство акрилонитрила путем окислительного аммонолиза пропилена, где образуется в качестве побочного продукта 5. Все рассмотренные примеры использования метана в качестве сырья для нефтехимической промышленности являются многостадийными, характеризуются высокими энергозатратами и, в некоторых случаях, невысокой селективностью по целевым продуктам. С2Н4. В настоящее время известны многочисленные попытки прямого окислительного превращения метана в метанол или в формальдегид . Реакция должна проводится при малых временах контакта. При использовании в качестве окисляющих агентов двуокиси азота эффективность окисления метана в метанол увеличивается. Выход метанола в этом случае увеличивается с 4 до . Одним из способов непосредственного вовлечения метана в процесс органического синтеза является реакция окислительного метилирования . Генерирование при 00С метильных радикалов из метан кислородной смеси позволяет осуществить реакции получения стирола и этилбензола из толуола, бутенов, пропилена и т. Указанные реакции идут в газовой фазе без катализаторов, однако в последнее время появились многочисленные публикации по использованию в данном процессе катализаторов на основе цеолитов . За последние годы появилось много работ, посвященных ароматизации метана на различных каталитических системах. Так в авторы наблюдали образование бензола и толуола на цеолитах марки ЦВК, модифицированных Гс, Со, Мп. В выход ароматических углеводородов на Сг, ва, 5 при 0С составил до 9 при неокислительной ароматизации метана. НМ5 с добавкой МоОз при 0С удалось получить почти 0 селективность по бензолу с небольшим количеством толуола при конверсии 8, 2 . Но одним из наиболее широко исследуемых направлений прямой переработки метана в последние годы является окислительная димеризация с получением этана и этилена, что обусловлено особой ролью этилена самого многотоннажного продукта нефтехимии в процессах органического и нефтехимического синтезов. Процесс ОДМ позволяет получать этилен в одну стадию, что при определенных условиях может сделает его более экономичным по сравнению с другими возможными путями получения этилена из метана. Развитие исследований по окислительной димеризации метана ОДМ началось благодаря работам Митчела и Киллера и Бейсина . Согласно патенту Митчела , процесс осуществляли путем подачи СНд на твердые катализаторы, содержащие 0,0,2 оксиды Сг, Мо, У, Ва, Ьа и др. МйО, ТЮг, АЬОз. При температуре 0С выход С2Н4 составил 8, СзНб 3,2, помимо указанных газообразных продуктов в реакции образовывались ароматические углеводороды и кокс. РЗЭ. Катализаторы на основе оксидов РЗЭ являются одними из лучших, используемых в реакции ОДМ. Высокая селективность образования углеводородов Сг при проведении ОДМ на оксидах РЗЭ впервые продемонстрирована в работе Отсука с соавторами . При 0С, соотношении Ог СШ 0,2 мол. ЗшгОз удалось достичь селективности превращения метана в целевые продукты ОДМ.