Исследование и разработка процессов получения метил-алкиловых и метил-алкениловых эфиров

• Автор: Кузьмин, Вячеслав Зиновьевич
• Шифр специальности: 05.17.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Нижнекамск
• Количество страниц: 152 с. : ил

Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1.Состояние и структура производства синтетического каучука 1.2.Экологические аспекты применения антидетанационных добавок и состояние производства оксигенатов

1.3.Сырьевая база для получения мономеров и АТАЭ

1.4.Катализаторы этерификации

1.5.Технологическое оформление и особенности процессов получения АТАЭ

1.6.Механизм взаимодействия олефинов со спиртами

1.7.Кинетичееские и термодинамические закономерности взаимодействия олефинов со спиртами
Глава 2. Исходные материалы, методики эксперимента, анализа, расчета хроматограмм, обработки результатов и идентификации продуктов взаимодействия олефинов с первичными спиртами

2.1 .Исходные материалы и реактивы

2.2.Описание лабораторной установки и методики проведения эксперимента

2.3.Газохроматографические методики анализа исходных компонентов и продуктов реакций
2.3.1.Методика газохроматографического анализа состава С4 углеводородов
2.3.2.Газохроматографический анализ состава продуктов синтеза МТБЭ
2.3.3.Методика газохроматографического анализа состава С5 углеводородов
2.3.4.Методика газохроматографического анализа состава С6 фракций и продуктов синтеза АТАЭ
2.4.Мею дика расчета хроматограмм и обработки результатов эксперимента
2.4.1.Расчет хроматограмм и обработка результатов опытов при взаимодействии изоамиленов с метанолом
2.4.2.Расчет хроматограмм и обработка результатов опытов при взаимодействии изопрена с метанолом
2.4.3.Расчет хроматограмм и обработка результатов опытов по изучению реакции взаимодейегвия пентадиенов1,3 с метанолом
2.4.4.Расчет хроматограмм и обработка результатов опытов при взаимодействии изогексенов с метанолом
2.5.Идентификация продуктов взаимодействия олефинов со спиртами
2.5.1.Идентификация продуктов взаимодействия метанола с изоам
ленами и цис, транспентадиенами1,3
2.5.2.Идентификация продуктов взаимодействия метанола с изопреном и изогексенами
Глава 3. Взаимодействие метанола с изобутиленом и изоамиленами
3.1 .Кинетика реакции взаимодействия метанола с изобутиленом
3.2. Равновесное состояние реакции синтеза МТБЭ
3.3. Равновесное состояние реакции синтеза МТАЭ
3.4.Кинетические закономерности взаимодействия изоамиленов с метанолом
Глава 4. Взаимодействие метанола с пентадиена.ми1,3
Глава 5. Взаимодействие изопрена с метанолом
Глава 6. Взаимодействие изогексенов и изобутилена с метанолом
6.1. Описание предварительных опытов
6.2. Изучение термодинамических закономерностей взаимодействия изогексенов с метанолом
6.3. Изучение кинетических закономерностей реакции синтеза МТГЭ
Глава 7. Технологическое оформление процессов
Выводы
Список литературы


Производство эфиров хорошо приспособлено к технологическим условиям НПЗ, еще и поэтому их производство получило широкое распространение. В настоящее время на мировом рынке доминирует МТБЭ. Первая установка по выпуску МТБЭ была введена в строй в году и в последние десятилетия мировые мощности по его выработке достигли нескольких миллионов тонн в год. В нашей стране первая установка по получению МТБЭ была запущена в году в ПО НКНХ по разработке ИИМСК г. Ярославль. Бысэро расширяется производство МТАЭ, этилтретбутилового эфира ЭТБЭ и этилтретамилового эфира ЭТАЭ как по объему выпуска, так и по географии строящихся установок. Некоторые свойства этих эфиров представлены в таблице 1. Таблица 1. Плотность, гсм3 0. Упругость паров по Рейду, кПа . Содерж. Количество эфира, об. Растворимость в воде 4. Сырьевая база для получения мономеров и АТАЭ. Традиционными, основными источниками получения мономеров С4 С5 и алкилтреталкиловых эфиров являются углеводородные фракции нефтегазодобычи и нефтепереработки. В последние годы предприятия промышленности СК не в полной мере удовлетворяют свои потребности в углеводородном сырье. С одной стороны это связано с тем, что резко возросло в последние годы производство МТБЭ и МТАЭ, как высокооктановых добавок к моторным топливам, которые пользуются высоким спросом на рынке и производсгво их высокорентабельно. Эти производства требуют дополнительные сырьевые ресурсы изобутилена и изоамиленов. С другой стороны, с сокращением добычи нефти снизилось обеспечение сопутствующими углеводородными фракциями, как ШФЛУ широкая фракция легких углеводородов. Вышеназванные причины побуждают искать новые дополнительные источники углеводородного сырья. Одним из эффективных способов получения изобутилена является пиролиз жидких дистиллятов прямогонного бензина. Источником бутадиена и изобутилена может стать нбутан. Бутадиен получают дегидрированием нбутана. Способы получения изобутилена изомеризацией нбутана в изобутан и дегидрированием последнего предлагают ряд зарубежных и отечественных фирм Филлипс, Снампроджетти, НПО Ярсинтез 4, 5. Разработаны и внедрены в производство процессы катофен, олефлекс, ФГД4 и другие. Ресурсы фракций С4 и С5 углеводородов можно восполнить за счет использования пиролизных и крекинговых фракций бензинов. Типичные составы С4 и С5 фракций представлены в таблицах 1. Таблица 1. Типичные составы С4фракций пиролиза и каткрекинга. Наименование компонентов Пиролизная фракция, мас. Каталитический крекинг, мас. Таблица 1. Типичные составы пиролизной и крекинговых С5фракций. Наименование компонентов Пиролизная фракция, мас. Паровой крекинг, мас. Катал итический крекинг, мас. АТАЭ. В настоящее время это одно из выгодных решений задачи обеспечения мономерами отрасли . С4 и С5 фракции парового или каталитического крекинга. Если до настоящего времени легкие углеводороды С5 непосредственно добавлялись в бензины, то ввод ограничений по упругости паров исключит эту возможность в ближайшем будущем. Это дает дополнительный стимул для использования легких бензиновых фракций каткрекинга для синтеза МТАЭ и последующего разложения эфира в изоамилены. В последние годы целый ряд зарубежных фирм ЕС i , , , ii . Серьезным аргументом в пользу извлечения изоолефинов через синтез эфиров служит то, что производство эфиров хорошо приспособлено к технологическим условиям НПЗ. Кроме того, в зависимости от колебания цен и спроса на ту или иную продукцию, производство эфиров можно направить или на выделение мономеров для СК, или использовать их как высокооктановые добавки к автомобильным бензинам. К исходному сырью предъявляются высокие требования по сос таву и количеству микропримесей, снижающих срок службы катализатора этерификации. Вредными примесями для катализатора являются перекиси, катионы, сильные основания, а также некоторые азотистые и сернистые соединения. Диеновые соединения, содержащиеся в углеводородных фракциях, повышают скорость образования смол, которые забивают поры катализатора, что сокращает срок его службы. В связи с этим при технологическом оформлении процессов синтеза эфиров необходимо предусмотреть системы подготовки сырья.