Совершенствование процессов получения моноолефинов C9-C14 в реакторах с неподвижным слоем катализатора

• Автор: Романовский, Ростислав Владимирович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 160 с. : ил.

Содержание
Содержание
Введение
Глава 1. Анализ современного состояния процессов дегидрирования парафинов
1.1. Процессы дегидрирования парафинов
1.2. Катализаторы процессов дегидрирования парафинов: элементный и фазовый состав, свойства, приготовление и оценка активности
1.3. Методы обратимого отравления катализаторов
1.4. Механизм процесса дезактивации РГкатализаторов коксом
1.5. Математическое моделирование дезактивации катализаторов процесса дегидрирования парафинов С9-С14 коксом
1.6. Постановка задачи исследования
Глава 2. Разработка математической модели для совершенствования процессов получения моноолефинов С9-С14 в реакторах с неподвижным слоем катализатора
2.1. Процесс дегидрирования парафинов С9—С14 для производства линейных алкилбензолов
2.2. Определение физико-химических свойств катализаторов дегидрирования парафинов С9-С14
2.3. Определение кинетических параметров превращений углеводородов С9
в реакторе дегидрирования
2.4. Оценка степени диффузионных осложнений в реакторе дегидрирования с неподвижным слоем катализатора
2.5. Разработка математической модели реактора дегидрирования
2.6. Проверка математической модели на адекватность реальному процессу
2.7. Установление взаимосвязи физико-химических свойств катализаторов дегидрирования парафинов С9-С14 с кинетическими параметрами
2.8. Прогнозирование параметров работы катализаторов дегидрирования
парафинов С9-Си
Выводы по главе
Глава 3. Совершенствование процессов получения моноолефинов С9-С14 в
реакторах с неподвижным слоем катализатора
3.1. Разработка алгоритма расчета режима работы реактора дегидрирования парафинов С9-С]4, соответствующего оптимальной активности катализатора
3.1.1. Термодинамические параметры протекания реакций коксообразования на поверхности катализаторов дегидрирования парафинов С9-С14
3.1.2. Схема расчета оптимального режима работы катализатора дегидрирования парафинов С9-С14
3.1.3. Сравнение оптимального и обычного режимов эксплуатации катализаторов дегидрирования парафинов С9-С14
3.1.4. Сравнение эффективности различных катализаторов дегидрирования

парафинов С9-С14 в оптимальном режиме эксплуатации
3.2. Разработка методики расчета режима работы реактора гидрирования диолефинов С9-С14, соответствующего оптимальной активности катализатора
3.2.1. Повышение эффективности никельсодержащего катализатора гидрирования диолефинов С9-С14
3.2.2. Математическое моделирование процесса гидрирования диолефинов С9-С]4 с учетом обратимого отравления катализатора
3.2.3. Корректировка математической модели обратимого отравления катализатора гидрирования диолефинов С9-С14 с использованием данных заводского эксперимента
3.2.4. Выдача рекомендаций по проведению процесса гидрирования диолефинов С9 -С]4 в оптимальном режиме расхода отравляющего агента
3.2.5. Разработка схемы аппаратурного оформления подачи сернистого соединения в сырьевой поток реактора гидрирования диолефинов С9-С]4
Выводы по главе
Глава 4. Совершенствование процесса регенерации платиносодержащих катализаторов дегидрирования парафинов С9-С14
4.1. Исследование экспериментальных данных по регенерации катализаторов дегидрирования парафинов С9-С14
4.1.1. Анализ стадии выжига кокса
4.1.2. Анализ стадии окислительного хлорирования
4.2. Выдача рекомендаций по реконструкции установки получения моноолефинов С9-С14 введением схемы регенерации катализатора
Выводы по главе
Выводы
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г
Литература
Введение
Одним из значимых и быстро развивающихся каталитических производств в мире сегодня является производство синтетических моющих средств на основе линейных ал кил бензолов. Производство является многостадийным, и на разных стадиях используются разные типы катализаторов, так что общая эффективность производства определяется их активностью и стабильностью. Вместе с тем, катализаторы на этапе получения моноолефинов Сд-См содержат платину и имеют высокую стоимость, поэтому ресурсоэффективность производства определяющим образом зависит от выбора наиболее эффективного из них. С другой стороны, эффективность производства зависит от состава используемого сырья, технологических условий и степени диффузионных осложнений в неподвижном слое катализатора, поэтому для решения многофакторной задачи прогнозирования работы установок технологической линии производства линейных алкилбензолов необходимо использовать метод математического моделирования.
Ранее на кафедре химической технологии топлива и химической кибернетики была разработана модель производства моноолефинов С9—Си, учитывающая реакционную способность компонентов сырья и активность катализаторов. Дальнейшие исследования показали, что существует возможность оптимизировать расход промоторов в реакторы, что позволяет продлить срок службы катализатора дегидрирования и повысить селективность катализатора гидрирования.
Кроме того, повышение уровня эксплуатации катализатора возможно путем определения оптимальных параметров регенерации катализаторов при дезактивации коксом. Таким образом, необходимо осуществлять подбор и тестирование наиболее эффективных катализаторов производства моноолефинов, а также поиск и внедрение способов повышения их ресурсоэффективности за счет оптимизации и восстановления каталитической активности.
Цель работы - совершенствование процессов получения моноолефинов С9-Сн путем тестирования и определения оптимальных режимов эксплуатации катализаторов производства линейных алкилбензолов на основе использования математической модели с учетом физико-химических закономерностей процессов

эффициенты.

Рисунок 1.17. - Упрощенная схема-граф
Саморегенерация в этих процессах слабая, и они проводятся циклически в системе реактор-регенератор с непрерывно циркулирующим катализатором. Время пребывания катализатора в реакторе - 6-12 мин, а в регенераторе - 12-20 мин.
Предполагается [71], что все реакции протекают на активных центрах одного типа и, следовательно, закоксование в одинаковой степени снижает их скорости, не приводя к существенному изменению селективности [72]. Считая все адсорбционные стадии равновесными, легко записать уравнения скоростей реакции на свежем катализаторе (г0;):
Скорость дезактивации пропорциональна скорости коксообразования, которая в этих процессах определяется содержанием диолефина (дивинила или изопрена) в реакционной смеси гР = кРР3&3, поэтому
Г]° = кр,Рх / Д г3° = къЬхРх / О,
Г) —1+, + Ь2Р2 + Ьзрз + Ь4Р4,
г2 = к2Ь2Р2(р / £>, г«=к4ъ2р2т, (р = -РъРн2! Р2Кр,
где Р, - парциальные давления; КР - константа равновесия. Ввиду однородности поверхности справедливы все уравнения

Вследствие равновесия адсорбционных стадий 0°3 = ЪъРъЮ. В промышлен-