Перспективы применения цеолитных катализаторов в процессах алкилирования, олигомеризации и этерификации

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Общие и комплексные проблемы технических и прикладных наук и отраслей народного хозяйства


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

^CllSIil в химии и химической технологии. Том XXIII. 2009. № 3 (96) IjL'-M
___*
УДК 541. 128
Р. Р. Шириязданов, И. С. Мансуров
Уфимский государственный нефтяной технический университет, Уфа, Россия
ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ЦЕОЛИТНЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ В ПРОЦЕССАХ АЛКИЛИРОВАНИЯ, ОЛИГОМЕРИЗАЦИИ И ЗТЕРИФИКАЦИИ
The prospects of application of zeolits catalysts are shown, on the basis of promoted ul-trastable zeolites such as Y In various on the polycation-detacionated forms in processes alkyla-tion, oligomerization and etherification with manufacturing of blending fuel.
Показаны перспективы применения иеолитных катализаторов, на основе модифицированных ультрастабильных цеолитов типа Y в различных поликатион-декатионированных формах в процессах алкилирования, олигомеризации и зтерификации с получением высокооктановых компонентов бензинов.
Неуклонный рост потребления моторных топлив и связанное с этим углубление переработки нефти требует развития вторичных процессов переработки, которые сопровождаются значительным выходом углеводородов фракций С2-С4.
Одним из направлений рационального использования данных углеводородов является синтез высокооктановых компонентов бензинов, в процессах алкилирования, олигомеризации и зтерификации. В результате достигается дальнейшее углубление переработки нефти, улучшение экологических характеристик товарных бензинов и экономики НПЗ в целом.
В 1930 г. широкое распространение в мировой нефтепереработке получили процессы олигомеризации олефинов в газах крекинга на силикафос-фатных катализаторах с получением высокооктанового компонента бензина. Впоследствии этот процесс потерял свое бензинопроизводящее значение и был вытеснен процессом жидкофазного каталитического С-алкилирования изобутана бутиленами [1].
Оба этих процесса не лишены недостатков:
— процесс каталитической олигомеризации олефинов: высокое давление, необходимое для проведения процесса (6−7 МПа), малый срок службы катализатора, не поддающийся окислительной реактивации, а также сложность его выгрузки из трубок реакторов [2]-
— промышленные технологии производства алкилата связаны с применением таких опасных и токсичных жидких катализаторов, как серная или плавиковая кислоты. Кислоты вызывают коррозию оборудования, требуют дополнительное оборудование для нейтрализации кислоты, аппараты для промывки продукта и резервуары для хранения свежей и отработанной кислоты. а самое главное большого удельного расхода кислоты и решения проблемы дальнейшей ее утилизации. Плавиковая кислота опасна еще и тем, что способна к образованию стойких аэрозолей при аварийной утечке.
Синтез оксигентов — аокил-трет-бутиловых эфиров в присутствии сульфокатионитных катализаторов сопровождается образованием целого ряда побочных продуктов: диизобутилена, трет-бутаиола и диалкиловых эфиров. Кроме того, в процессе использования сульфокатионитов, из-за их невысокой термостойкости, образуются кислотные стоки, создавая иробле-
$ $ Я & amp- X и в химии и химической технологии. Том XXIII. 2009. № 3 (
мы, связанные с коррозией оборудования. Увеличение степени превращения изобутилена достигается за счет высоких молярных соотношений мета-нол/изобутилен. что вызывает необходимость применения рецикла. Поэтому в последние годы наблюдается повышенный интерес к подбору кислотных катализаторов, минеральной (неорганической) природы, которые были бы термостойкими и обеспечивали более высокую, чем сульфокатиониты, селективность например, но перспективному этил-трет-бутиловому эфиру (ЭТБЭ) при различных соотношениях этавол/изобутилен [3].
Табл.1. Параметры и показатели процесса алкилирования изобутана КБФ
Параметры и показатели процесса Катализатор HCaRZUSYr Ni (Co)
Температура, °С 50−90
Давление, МПа 1. 3−2,0
Отношение парафин/олефин 100: 1
Объемная скорость, ч& quot- 0,8−1,2
Время проведения процесса, ч 50
Количество циклов «реакция-регенерация» 15
Конверсия бутиленов. % масс. 92−100
Выход алкилата на олефин, г/г бутилен 1,90−2,03
Количество изооктанов в адкилате. % масс. 82,4−83. 1
Количество изомеров триметилпентана, % масс. 72,9−73,4
Табл.2. Параметры и показатели процесса олигомеризации изобутилена
Параметры и показатели процесса Катализатор HCalJSY+Ni
Температура, & quot-С 50−90
Давление. МПа 0,9−1,1
Объемная скорость, ч& quot-'- 0,2
Конверсия изобутилена, % масс. 85−87
Состав продукта, % масс. :
С, Н, в 21. 7−25,5
с, н2″ 71,8−75,2
Тяжелые олитомеры и кокс 2,7−3,1
В связи с этим, разработка технологий с использованием катализаторов, позволяющих устранить некоторые недостатки процессов олигомеризации на фосфориокислотных катализаторах, алкилирования с применением жидких кислотных катализаторов и этерификации с использованием суль-фокатионитов является одной из актуальных задач нефтепереработки. Замена катализаторов процессов олигомеризации, алкилирования и этерификации на цеолиты (У, гвМ) считается одной из перспективных направлений в данной области. Цеолиты имеют достаточную активность для проведения процессов олигомеризации, алкилирования и этерификации, проявляют высокую селективность и стабильность, а также возможна их регенерация непосредственно на самих установках.
Авторами синтезированы цеодитные катализаторы на основе модифицированных ультрастабильных цеолитов типа У в различных поликатион-декатионированных формах и испытаны в процессах алкилирования изобу-таиа бутан-бутиленовой фракцией (ББФ). олигомеризации изобутилена и
С It S X II в ХИМИИ и химической технологии. Том XXIII. 2009. № 3 (96)
этерификации изобутилена этанолом. Все Процессы проводили на проточ-но-циркуляционной пилотной: установке.
Результаты процессов получения алкилата, олигомеризата и ЭТБЭ приведены в таблицах 1−3.
Табл.3. Параметры и показатели процесса этерификации изобутилена этанолом
Параметры и показатели процесса Катализатор HUSY
Темпеоатура, 80−100
Давление, МПа 1,0−1,2
Объемная скорость, ч'-1 0,5
Конверсия изобутилена. % масс. 80,7−83,9
Состав продукта, % масс. :
ЭТБЭ 77,5−79,2
С8Н, 6 5,6−7,4
с., н, он 15,2−16,1
Таким образом, исследования показали, что разработанные нами катализаторы на основе модифицированных ультрастабильных цеолитов типа У в поликатион-декатионированных формах являются перспективными в процессах алкилирования, олигомеризации и этерификации, и характеризуются высокой активностью, селективностью, а также сохраняют высокую стабильность в условиях их регенерации.
Библиографические ссылки
1. Технология и оборудование процессов перерабогки нефти и газа: Учебное пособие / С. А. Ахметов [и др. ]- СПб.: Недра, 2006. 868 с.
2. Галимов Ж. Ф., Рахимов М. Н. Силикафосфатные катализаторы олигомеризации нефтезаводских газов. Синтез, свойства и применение. Уфа: Реактив, 1999. 164 с.
3. Цеолиты структуры бета — перспективные катализаторы синтеза этил-трет-бутилового эфира / Н. В. Власенко [и др. ]- // Катализ в промышленности, 2008. № 1. С. 27−32.
УДК 541.6 + 546. 72 Е. М. Казакова
Тульский государственный университет, Тула. Россия
КВАНТОВОХИМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ СВОЙСТВ МАЛЫХ КЛАСТЕРОВ ЖЕЛЕЗА Fe" (п=1−4)
The geometry, ionization potentials, electron affinities, binding energies and other properties of Fe" (n = 1 -4) clusters have been studied with DFT and semiempirical PM6 calculations. It is shown, that, as a whole, semiempirical values of the calculated properties will not be corresponded with data of experiment and DFT-calculations. Results of DFT-calculations by method B3LYP/6−31G* also badly correspond to experimental data, however the account of a orbital relaxation cor-

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой