Физико-химические основы и технология получения транс-2-метокси-3-пентена и транс-пентадиена-1,3 из пипериленовых фракций

• Автор: Котельников, Николай Георгиевич
• Шифр специальности: 05.17.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Ярославль
• Количество страниц: 139 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава I. Использование пипериленовых фракций для производства

продуктов нефтехимии литературный обзор.

Глава II. Методы исследований.

1. Методы анализа.

2. Методы подготовки и характеристика исходных веществ

3. Методы исследования кинетики и равновесия реакций.

4. Методы исследования фазового равновесия жидкостьпар, жидкостьжидкость и азеогропии

5. Методы исследования технологических процессов

Глава III. Исследование процесса получения МВПЭ.

1. Физикохимические основы и механизм образования МВПЭ.
2. Исследование равновесия и кинетики химического превращения цис и транспен гадиенов1,3 в МВПЭ
2.1. Термодинамическое и экспериментальное исследование реакций
2.2. Экспериментальное исследование и математическое описание кинетики реакций.
3. Исследование фазового равновесия жидкостьпар и жидкостьжидкость в системах, содержащих МВПЭ, пенгадиены1,3 и метанол .
3.1. Исследования равновесия жидкостьггар и жидкостьжидкость
3.2. Исследования равновесия жидкостьжидкость
Глава IV. Разработка технологии производства МВПЭ.
1. Выбор параметров проведения процесса.
2. Разработка технологической схемы опытной установки.
3. Разработка промышленной технологической схемы процесса получения МВПЭ
3.1. Использование реакторов проточного типа
3.2. Получение МВПЭ с использованием аппаратов реакционнорскифика ционного типа
3.3. Узел разделения и допустимое мольное отношение метанолпентади
ен1,3 в процессе получения МВПЭ
Глава V. Исследование процесса разложения МВПЭ для получения транспентадиена1,3.
1 Термодинамическое равновесие реакции разложения МВПЭ
2. Кинетика реакции разложения МВПЭ
3. Выбор условий проведения реакции разложения МВПЭ и технологическая схема процесса
ЛИТЕРАТУРА


Разветвленные алканы получают в процессе скелетной изомеризации, осуществляемой на гетерогенных катализаторах в том числе на высококремнистых цеолитах в газовой фазе при высоких температурах (0-0°С). Углеводородные алкилаты С% получают преимущественно на основе взаимодействия изобутана и н-бутенов Q фракций каталитического крекинга. Ароматические соединения являются по сравнению с алкилатами более эффективными высокооктановыми компонентами. Для их получения широко используются процессы каталитического риформинга [, ]. В составе рифор-мата, однако, содержится значительное количество бензола (до % мае. Кроме того введены и общие ограничения на содержание ароматических соединений в автомобильных бензинах (до %). Перечисленные способы получения высокооктановых углеводородных компонентов, разумеется не решают проблемы обеспечения концентрации связанного кислорода в бензине не менее 2-3% мае. Хорошими высококтановыми свойствами обладают спирты, однако использование низших спиртов (метанола, этанола) сталкивается с возникновением экологического фактора, а получение спиртов с числом углеродных атомов 3 и более, в особенности вторичных спиртов, сопряжено с рядом технических трудностей. Гидратация н-алкенов, в том числе, н-бутенов, требует высоких температур (более 0°С) [], что делает практически невозможным использование в этих процессах обычных промышленных сульфоионитных катализаторов, термостойкость которых не превышает 0°С. Применение в качестве катализаторов сильных кислот (серной, фосфорной и т. Таблица 3. Требования к составу (% мае. Компонент Г ерма ния Финляндия Швеция Европа (Экон. Закон с г. Факт г. Закон с г. Факт г. Американской компанией 1ЮР [] в качестве высокооктановой добавки предложено использование диизопропилового эфира (ДИПЭ). Разработана технология получения ДИПЭ на основе изопропанола, однако сведения о его крупном промышленном производстве отсутствуют. На сегодняшний день крупномасштабным является лишь промышленное производство метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ) - наиболее ценного в ряду простых алкиловых эфиров высокооктанового компонента. Наряду с МТБЭ большой практический интерес представляют метил-трет -амиловый эфир (МТАЭ) и этил-трет-бутиловый эфир (ЭТБЭ). Есть сведения о пуске ряда промышленных установок производства МТАЭ и смесей МТАЭ с другими эфирами и углеводородами [, ]. Простые алкиловые эфиры в качестве высокооктановых добавок обладают высокими октановыми числами, низкой токсичностью и умеренными температурами кипения (от °С до 0-2°С), не выслаиваются с водой. Они удовлетворяют современным требованиям по содержанию связанного кислорода в бензине: 2%-ное содержание связанного кислорода в бензине достигается при содержании в бензине % мае. МТБЭ, 3%-ное при % мае. МТБЭ. Еще одним их достоинством является доступность относительно дешевого сырья: метанола и соответствующих углеводородных фракций (каталитического крекинга, пиролиза бензина, дегидрирования). Технологические процессы получения высококтановых эфиров из соответствующих углеводородов и спиртов отличаются относительной простотой и экономичностью, осуществляются в присутствии коррозионно неагрессивных сульфоионитных катализаторов и в относительно мягких температурных условиях (1 < 0°С). Одной из проблем в использовании простых эфиров в качестве высокооктановых добавок является трудность их биологической утилизации из сточных вод. Некоторые характерные составы углеводородных смесей, используемые или пригодные для получения высокооктановых эфиров [, ] приведены в табл. Создание в последнее время крупных промышленных установок по производству МТБЭ привело к постепенному исчерпыванию ресурсов изобутенсо-держащих углеводородных фракций и актуализировало задачу поиска новых сырьевых источников для производства высокооктановых компонентов. К таким источникам относится, например, пентадиен-1,3, содержащийся в составе пипериленовых фракций, получаемых в процессе пиролиза углеводородного сырья и дегидрирования изопентана. Сведения об использовании пентадиена-1,3 для получения эфиров в научно-технической и патентной литературе ограничены описанием отдельных опытов в узком интервале условий проведения реакции этерификации.