Каталитические свойства специальных сталей и сплавов в реакциях пиролиза керосиновой фракции

• Автор: Томенко, Кирилл Борисович
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 115 с.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
I. Литературный обзор
Высокотемпературные превращения углеводородов
1.1. Краткие сведения о механизме основных реакций при пиролизе
углеводородов
1.2. Технологические параметры процесса пиролиза углеводородов
1.3. Термодинамика пиролиза углеводородов
1.4. Пиролиз в присутствии инициирующих добавок
1.5. Инициирование пиролиза топлив кислородсодержащими
соединениями
1.6. Пиролиз в присутствии катализаторов
1.7. Каталитический пиролиз в присутствии металлов, окклюдирующих
водород
1.8. Методы снижения коксообразования
1.9. Особенности организации процесса в системах химической
регенерации тепла
II. Объекты исследования
2.1 Исследуемое сырьё
2.2 Характеристики исследуемых сплавов
2.3 Характеристика этилацетата
III. Экспериментальная часть
3.1. Методика исследования процесса пиролиза на лабораторной
установке
3.2. Конструктивные особенности схемы установки
3.3. Методика анализа пирогаза
3.4. Физическое воздействие на исследуемые сплавы

3.4.1. Магнитная обработка образцов
3.4.2. Волновая обработка образцов
3.5. Методика рентгенофазового анализа
3.6. Методика расчёта тепловых эффектов реакции
IV. Исследование процесса пиролиза керосина: получение реперных
точек
4.1. Исследование процесса пиролиза в полом реакторе
4.2. Исследование процесса пиролиза в контакте с развитой поверхностью титанового сплава
4.3. Исследование эффективной концентрации инициирующей
добавки
V. Исследование каталитических свойств титановых сплавов
VI. Исследование сплавов на основе железа (сталей) в реакциях
пиролиза керосина
6.1. Каталитические свойства сплавов 15ХЮ, 15ХЮМ
6.2. Исследование пиролиза топливной смеси в контакте со сплавом
15ХЮМ
VII. Исследование влияния волнового воздействия на каталитические
свойства сплава 15ХЮМН в реакциях пиролиза керосина
Рентгенофазовый анализ образцов
Исследование пиролиза активированного топлива
Особенности организации процесса в системах ХРТ
Выводы
Литература

В В ЕДЕНИЕ
Пиролиз УВ, является основным методом производства низших олефинов. В промышленных условиях осуществляется в трубчатых печах, при давлениях близких к атмосферному или несколько превышающих атмосферное, при температурах порядка 1 ООО-1! 50 °К и минимальным временем пребывания реакционной смеси в зоне реакции (0.1-0.4 сек.). Этот процесс последние годы совершенствовался за счёт использования более жёстких условий. Термический пиролиз УВ сырья в трубчатых печах отличается, в настоящее время, высокими расходными показателями по сырью и является энергоёмким процессом. Потенциал дальнейшего совершенствования процесса, за счёт ужесточения условий, практически, исчерпан. Повышение селективности термического пиролиза, а, следовательно, и его экономической эффективности ограничено, в частности, необходимостью использования ещё более жаростойких материалов для пирозмеевика.
В последние годы в нефтехимической промышленности заметна тенденция к утяжелению нефтяных фракций, направляемых на пиролиз. Наряду с газообразными продуктами и прямогонным бензином, в сырьевую базу пиролиза вовлекаются атмосферный и вакуумный газойли. Это объясняется дефицитом легких углеводородных фракций, например, для производства моторных топлив, постоянно растет потребность в прямогонном бензине
Одно из перспективных направлений совершенствования процесса пиролиза - применение гетерогенных катализаторов и гомогенных инициаторов. Воздействуя на глубину разложения УВ сырья и, что особенно важно, влияя на селективность процесса, гетерогенный катализатор или инициатор позволяет при более мягких условиях,

Исследователями Уфимского нефтяного института разрабатывается ряд катализаторов на основе оксида железа. При этом используются железные руды и другие промышленные материалы. Так, для переработки тяжёлых нефтяных фракций (вплоть до мазутов и гудронов) предложен [78] широкопористый железнооксидный контакт, содержащий 6% оксида железа, 1.5% оксида магния и 2% оксида кальция.
Ряд японских фирм разрабатывает катализаторы пиролиза на основе металлов переменной валентности. Так, предложен катализатор, активная масса которого состоит из металлов группы VI Б (хром, молибден или вольфрам) [79]. Предложен катализатор, содержащий оксиды рутения и бария [80], есть сведения и о других разработках японских фирм.
Из рассмотренных сообщений следует, что в настоящее время продолжается разработка процесса каталитического пиролиза УВ. Эти работы представляют собой, в основном, разработки методик приготовления новых активных и селективных катализаторов пиролиза, испытания их и определение оптимальных условий работы в лабораторном масштабе. Практически, ни один из многочисленных предложенных катализаторов не был испытан в более крупном масштабе, отсутствуют также сообщения о разработках аппаратуры для промышленного освоения процесса пиролиза.
Дальнейшая разработка процесса каталитического пиролиза связана, прежде всего, с модификацией катализаторов (модифицирование кислотно-основных свойств поверхности катализаторов на основе ванадатов) [81], поскольку была обнаружена зависимость активности катализатора от изменения кислотности его поверхности. Для таких кислых катализаторов важно также присутствие примесей, изменяющее кислотность их поверхности и её э лекроно донор ные свойства.