Разработка катализатора селективного гидрирования винилацетилена

• Автор: Ильясов, Ильдар Равилевич
• Шифр специальности: 02.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 189 с. : ил.

1. Характеристика бутадиеновых фракций, полученных различными методами IО

2. Способы отчистки и выделения 1,3бутадиена

2.1 Ректификация

2.2 Хемосорбция

2.3 Экстрактивная ректификация

2.4 Каталитическое гидрирование

2.4.1 Процессы гидрирования сырьевых бутадиеновых фракций

2.4.2 Процессы гидрирования хвостовых потоков этилвинилацетиленового концентрата

3. Катализаторы селективного гидрирования винилацетилена в бутадиенсодержащих фракциях

4. Механизм реакции гидрирования сопряженных углеводородов в составе С4фракции

5. Носители катализаторов гидрирования ацетиленовых углеводородов

6. Взаимодействие металлноситель
7. Размерные эффекты в реакции гидрирования ацетиленовых соединений
8. Промотирование элементами В и VIII группы периодической системы палладий нанесенных на оксид алюминия катализаторов
Постановка задачи исследования
Глава 2. Экспериментальная часть
2.1 Объекты исследования и исходные вещества
2.2 Методика приготовления катализаторов селективного гидрирования винилацетилена в лабораторных условиях
2.3 Исследование каталитических свойств катализаторов селективного гидрирования винилацетилена в лабораторных условиях
2.4 Анализ углеводородов
2.5 Методы исследования физикохимических и структурных характеристик носителей и катализаторов
2.6 Опытнопромышленные испытания катализаторов
Глава 3. Полученные результаты и их обсуждение
3.1 Исследование фазового состава и текстурных характеристик образцов носителей
3.2 Кислотноосновные свойства алюмооксидных носителей и катализаторов. Олигомеризующая активность каталитических систем РбАЬОз
3.2.1 Исследование общий кислотности центров Бренстеда и Льюиса алюмооксидных носителей
3.2.2 Брснстедовские кислотные центры алюмооксидных носителей и РбАЬОз катализаторов
3.2.3 Льюисовская кислотность алюмооксидных носителей и РбАЬОз катализаторов
3.2.4 Основные свойства алюмооксидных носителей и Рс1АЬОз катализаторов
3.2.5 Олигомеризующая активность РбАЬОз катализаторов
3.3 Исследование влияния природы исходного соединения палладия, концентрации активного компонента, морфологии и текстуры алюмооксидного носителя на состояние палладия и каталитические свойства Рс1А0з катализаторов
3.3.1 Исследование состояния палладия поданным ИК спектроскопии адсорбированного монооксида углерода и просвечивающей электронной микроскопии
3.3.2 Исследование каталитических характеристик Рс1АОз катализаторов
3.3.3 Оптимизация условий проведения селективного гидрирования винилацетилена в 1,3бутадиен в бутадиеновой фракции на Рс1А катализаторах
3.4 Исследование свойств поверхности, состояния нанесенных металлов и каталитических характеристик, промотированпых медыо и кобальтом палладиевых катализаторов селективного гидрирования винилацетилена
3.4.1 Обоснование режима синтеза и активации промотированного катализатора
3.4.2 Исследование состояния и дисперсности активного компонента в промотированном кобальтом Рс1А0з катализаторе
3.4.3 Исследование влияния природы и содержания промотора на каталитические свойства катализаторов
3.4.4 Оптимизация условий проведения реакции селективного гидрирования винилацетилена в 1,3бутадиен в бутадиеновой фракции на СоРс1АОз катализаторе
3.5 Опытнопромышленные испытания нспромотированного Рс1А0з и промотированного Рс1СоАОз катализаторов селективного гидрирования винилацетилена.
3.5.1 Гидрирование бутадиеновой фракции па катализаторе КГВ
3.5.2 Гидрирование этилвинилацетиленового концентрата на катализаторе КГВГ1
Список литературы Приложения
ВВЕДЕНИЕ


Для предотвращения образования и выпадения ацетиленидов меди в промышленности используется сочетание предварительной очистки бутадиеновых фракций неполным гидрированием до остаточного содержания ацетиленовых примесей 0,0, масс для исключения высоких потерь 1,3бутадиена в случае исчерпывающего гидрирования ацетиленов и последующие удаление образующихся ацетиленидов из хемосорбционного раствора фильтрованием через активированный уголь. К основным недостаткам данного способа также можно отнести выпадение осадков бутадиенсодержащих комплексов, слипание частиц, забивка фильтров и другого оборудования, трудности транспортировки комплекса при организации непрерывного процесса. Хемосорбционные установки сложны в аппаратурном оформлении и требуют значительных эксплутациониых затрат. Поэтому процесс хемосорбции вводноаммиачными растворами солей меди при строительстве новых установок не используется. Наиболее перспективными направлениями в выделении 1,3бутадиена являю гея использование методов хемосорбции твердыми сорбентами и хемосорбция солями в апротонных растворителях 2, 4. Процесс разделения в присутствии твердых хемосорбентов обладает рядом достоинств, таких как отсутствие летучих реагентов, сточных вод и соответственно энергоемких узлов регенерации и рекуперации хемосорбента, возможность применения аппаратуры из углеродистой стали, высокая селективность разделяющего агента и чистота выделяемого 1,3бутадиена. Использование солей меди в апротонных полярных растворителях позволяет совместить достоинства экстрактивной ректификации и хемосорбции , 9, . Апротонные растворители позволяют достичь высокой растворяющей способности по отношению к углеводородам, а растворы солей одновалентной меди высокой селективности при разделении углеводородов различной непределыюсти и пространственной структуры. Успешное развитие этих . При экстрактивной ректификации в качестве разделяющих агентов запатентованы органические соединения различных классов, содержащие кислород, азот, серу и фосфор , 6, , . Иметилпирролидон, рметоксипропионитрил. Процессы экстрактивной ректификации бутадиенсодержащих фракций можно подразделить на одноступенчатые и двухступенчатые , 6, , , . Технологические схемы одноступенчатой экстрактивной ректификации обычно включают две основных стадии. Реже в случае низкоселективного экстрагента дополнительно включают в технологическую схему отчистки предварительную ректификацию 2бутенов от 1,3бутадиена, так как присутствующие 2бутены приводят к сложностям в отделении ацетиленов от 1,3бутадиена, уменьшая значения коэффициентов относительной летучести пар ,3бутадиен ацетиленовые соединения. Процессы одноступенчатой экстрактивной ректификации с применением в качестве экстрагента фурфурола предложены фирмой Филипс. Фирма Шелл разработала процесс с использованием ацетонитрила 2. Данные процессы выделения позволяют получать 1,3бутадиен с концентрацией ,0,9 масс, при степени извлечения ,0 . Промышленные процессы выделения и очистки 1,3бутадиена двухступенчатой экстрактивной ректификацией являются более эффективными. С развитием данных процессов с применением высокоселективных разделяющих агентов необходимость в предварительном каталитическом гидрировании ацетиленовых соединений отпала, так как очистку ацетиленов С4 проводили на второй стадии экстрактивной дистилляции. Схемы двухстадийной экстрактивной ректификации эффективны для очистки бутадиеновых фракций с содержанием ацетиленовых углеводородов до 0,,3 масс, потери 1,3бутадиена при этом составляют 1,,0 масс. Данные процессы имеют близкие технологические схемы, отличающиеся только конфигурацией второстепенных узлов регенерации и рекуперации экстрагентов, включением дополнительного технологического оборудования и применяемым экстрагентом. Японской фирмой Джапаниз джеон и немецкой ЛейнаВерна реализованы процессы с применением в качестве разделяющего агента Идиметилформамида, фирма Шелл использует ацетонитрил, Мметилпирролидон применяется на установках фирм Бадише анилин и БАСФ 3, 4. Фирмой Юнион карбайд внедрен процесс с Кг,Ыдиметилацетамидом.