Технология переработки гиббсита в микросферический фазовооднородный алюмооксидный носитель для катализаторов кипящего слоя

• Автор: Катаев, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 157 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Перечень условных сокращений

Введение

Глава 1 Литературный обзор

1.1 Применение микросферических катализаторов. Процесс дегидрирования низших С3С5 парафинов в кипящем слое

1.2 Технологии производства промышленных микросферических катализаторов.

1.2.1 Смешанные каталитические системы

1.2.2 Катализаторы, полученные пропиткой готовых носителей.

1.2.2.1 Катализаторы на основе бемитного носителя, полученного по технологии распылениясушки.

1.2.2.2 Катализаторы, полученные на основе термохимически

активированного тригидрата алюминия

1.3 Состав шномохромовых катализаторов дегидрирования.
1.3.1 Носитель.
1.3.1.1 Фазовый состав носителя
1.3.1.2 Кислотноосновные свойства алюмооксидных носителей
1.3.1.3 Гидротермальное модифицирование гидроксидов и оксидов
алюминия.
1.3.2 Активный компонент и промоторы.
1.4 Основные способы получения гидроксидов алюминия и микросферических носителей.
1.4.1 Синтез из металлического алюминия
1.4.2 Переосаждение глинозема
1.4.3 Алкоголятая технология получения оксидов алюминия
1.4.4 Активация гидроксида алюминия
Выводы и постановка задачи исследования
Глава 2 Экспериментальная часть.
2.1 Объекты исследования и исходные вещества.
2.2 Методика приготовления носителя и катализатора в лабораторных
условиях
2.3 Получение носителя и катализатора в промышленных условиях
2.4 Исследование каталитических свойств образцов
2.5 Анализ изобутановой фракции и контактного газа
2.6 Условия промышленной эксплуатации.
2.7 Методы исследования физикохимических и структурных характеристик носителей и катализаторов
Глава 3 Полученные результаты и их обсуждение
3.1 Общая идеология работы
3.2 Выбор исходного технического тригидрата алюминия
3.3 Термическая обработка ТГА
3.3.1 Оптимизация лабораторных условий термической обработки
3.3.2 Оптимизация промышленных условий термической обработки
3.4 Гидротермапьная обработка продукта терморазложения ТГА
3.4.1 Оптимизация лабораторных условий гидротермальной обработки
3.4.2 Оптимизация промышленных условий гидротермальной обработки
3.4.3 Влияние термической обработки на свойства оксидных форм носителя
3.4.4 Кислотные и каталитические свойства образцов.
3.5 Абразивная активность микросферических носителей.
3.6 Промышленная реализация технологии производства бемитного носителя и катализатора на его основе.
3.7 Сравнительные характеристики промышленных носителей и опытнопромышленные испытания катализаторов дегидрирования
изобутана в изобутилен.
Выводы.
Список литературы


Степень достоверности научных положений и выводов диссертационной работы подтверждается применением современных методов изучения состава, структуры и свойств большого объема экспериментального материала и корректным использованием методологии исследований, связанных с разработкой новых приемов. Результаты экспериментального исследования закономерностей формирования фазового состава, структуры, физико-механических характеристик бемитного носителя в ходе последовательных термической и гидротермальной обработок гиббсита в объеме гранулы. Новая промышленная технология и оптимизированные режимы основных стадий производства микросферического фазовооднородного алюмооксидного носителя и алюмохромового катализатора дегидрирования изобутана, обеспечивающего в промышленных условиях эксплуатации при температуре 0-5 °С, нагрузке по сырью т/ч выход изобутилена на пропущенный изобутан до ,5 мае. Эмпирическая зависимость абразивной активности микросферических гранул носителей и катализаторов от физико-мехаиичских, структурных характеристик, размеров гранул, свойств изнашиваемого материала и газодинамического режима дегидрирования. Апробация работы. Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений - IV Кирпичниковские чтения», г. Казань, ; III Российская конференция (с международным участием) «Актуальные проблемы нефтехимии», г. Звенигород, ; XIII международной конференции молодых ученых, студентов и аспирантов «Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений - V Кирпичниковские чтения», г. Казань . Публикации. По теме диссертации опубликовано научных работ, в том числе 6 статей в рецензируемых журналах, 4 информативных тезиса докладов на научных конференциях. Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, трех . Применение мнкросферических катализаторов. Недостатками процесса являются [2]: быстрый абразивный износ оборудования, большой расход катализатора и большое количество выбросов пыли [3]. Реакции дегидрирования относятся к классу обратимых, последовательных, сильно эндотермических реакций, протекающих с увеличением объема из-за выделения водорода. В таблице 1. Таблица 1. Для увеличения глубины протекания процесса дегидрирования требуется уменьшение парциального давления, поэтому применяют разбавление сырья инертным газом [5] а, для снижения энергии активации реакции используют катализаторы [6], которые избирательно увеличивают скорость дегидрирования, но не влияют на скорость разрыва цепи. Последний процесс нельзя полностью исключить, но относительные скорости этих двух реакций можно изменить таким образом, что дегидрирование будет происходить с большей скоростью. На ОАО «Нижнекамскнефтехим» существует три установки дегидрирования в кипящем слое — БК, ДБ (получение изобутилена) и 2 (получение изоамиленов из изопентана) (рисунок 1. На отделении БК и И-2 - по 2 блока с загрузкой катализатора около 0 т, мощность по изобутилену и изоамиленам - 0 т/год, на ДБ - 2 блока с за]рузкой по катализатору около 0 т, мощность по изобутилену - 0 тыс. Общий объем используемых катализаторов дегидрирования на объединении в настоящее время составляет - т/год. В случае реализации процесса дегидрирования пропана мощностью 0 тыс. Методом дегидрирования в кипящем слое на объединении получается большая часть изобутилена (примерно мае. Готовый изобутилен используется для получения метилтрегбутилового эфира (2 мае. Потребность России в изобутилене и в метил іретбутиловом эфире оцениваются примерно в 0 тыс. Большая часть изопрена расходуется для синтеза изопреновых каучуков (>% от всего производимого изопрена), бутилкаучука, изопрен-стирольных термоэластопластов, фанс-пол и изопрена, в производстве душистых и лекарственных средств. Дегидрирование в кипящем слое оформлено в виде непрерывного процесса с реактором и регенератором (рис. Рисунок 1. Принципиальная технологическая схема дегидрирования изобутана в изобутилен. Гепло, необходимое для протекания эндотермической реакции подводится с горячим регенерированным катализатором [8], в качестве которого используется микросферический алюмохромовый катализатор различных марок. Регенератор и реактор могут быть объединены одной обечайкой, а могут быть раздельными [8].