ООО «СИБУР Тобольск» — масштабное предприятие по переработке углеводородного сырья и выпуску полимеров, входящее в состав крупнейшего холдинга в Российской Федерации «СИБУР Холдинг». Стабильное развитие компании обеспечивает наличие собственной сырьевой базы.
Предприятие «СИБУР Тобольск» производит: полипропилен, сжиженные газы (пропан, изобутан, н-бутан), легковоспламеняющиеся жидкости (изопентан, н-пентан, гексан), мономеры (бутадиен и изобутилен), а также метил-трет-бутиловый эфир.
Одним из самых востребованных продуктов, производимых на предприятии «СИБУР Тобольск», считается бутадиен-1,3 (дивинил), который является мономером для производства синтетических каучуков, хлоропрена, термоэластопластов и латексов. По данным Ассоциации «Синтезкаучук», в Тобольске производится порядка 40 процентов российского бутадиена в год. Тобольский бутадиен поставляется на Красноярский ЗСК, «Пластик» (г. Узловая), «Воронежсинтезкаучук», АО «Ефремовский завод СК» [1].
Целью бакалаврской работы является оптимизация процесса производства бутадиена одностадийным дегидрированием н-бутана на усовершенствованном, модифицированном алюмохромовом катализаторе.
Задачи бакалаврской работы:
- Провести патентный поиск по катализаторам дегидрирования уг леводородов;
Рассчитать материальный и тепловой балансы действующей
и предлагаемой установки в присутствии выбранных катализато ров;
- Представить принципиальную технологическую схему в присут ствии предлагаемого катализатора.
1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1 Области применения бутадиена
Бутадиен-1,3 или дивинил – это один из крупнотоннажных мономеров в производстве синтетического каучука. Исходя из литературных данных, три четверти производимого бутадиена идет на изготовление синтетического каучука различных видов: 1,4-цис-бутадиеновых, бутадиен-стирольных, бутадиен-метилвинилпиридиновых, бутадиен-нитрильных и метилстирольных. Оставшаяся часть отправляется на синтез акрилонитрилбутадиенстирольных пластиков (АБС-пластиков), адипонитрила, себациновой кислоты, термоэластопластов и других продуктов.
Исходя из назначения мономера, бутадиена-1,3 делится на несколько марок: марки «А» и марки «Б».
В зависимости от массовой доли бутадиена1,3 и степени его чистоты, бутадиен марки «А», в свою очередь, делится на высший и первый сорт. Такой вид применяют при синтезе синтетического каучука путем стереоспецифической полимеризации, которая требует повышенных требований к чистоте используемых мономеров, вследствие чего получаются продукты высшего качества, превышающие по свойствам некоторые СК. Например, 1,4-цисбутадиеновый синтетические каучуки.
Изучение вопроса низких издержек как стратегии развития предприятия ...
... т.д. Объект исследования - предприятие ОАО "Сибур-Нефтехим". Предмет исследования - стратегия развития предприятия. Цель написания курсовой работы - рассмотреть низкие издержки в качестве стратегии ... анализ безубыточности. В работе использовались данные учебно-методической литературы, периодической печати, статистических исследований, внутренние документы ОАО "Сибур-Нефтехим". 1. Теоретические ...
Бутадиен марки «Б», в свою очередь, делится на первый сорт. Такой вид бутадиена применяют для синтеза латексов путем эмульсионной полимеризации, при производстве хлоропрена, бутадиен-стирольных каучуков, акрилонитрил-бутадиенстирольных пластиков и т.д.
На рисунке 1 представлена схема переработки бутадиена в синтетические каучуки, эластомеры и продукцию на их основе. Рисунок 1 — Схема переработки бутадиена в синтетические каучуки, эласто меры и продукцию на их основе.
Из схемы, представленной на рисунке 1 видно, что бутадиен-1,3 главным образом используется в качестве мономера для синтетического каучука, который, в свою очередь, находит применение для огромного количества изделий, необходимых в жизни современного человека.
Таким образом, потребность в бутадиене-1,3 как в мономере очень высока, а способы его получения будут развиваться и усовершенствоваться.
1.2 Методы получения бутадиена-1,3. Выбор оптимального метода
Существует множество промышленных способов получения бутадиена (дивинила), отличающиеся между собой экономичностью, числом технологических стадий и видом используемого сырья, основные из них:
- каталитическое разложение этилового спирта по методу С.В. Лебедева;
- из ацетилена по методу Кучерова – Остромысленского;
- из ацетилена и муравьиного альдегида по методу Реппе;
- окислительное дегидрирование н-бутана;
- двух- и одностадийное дегидрирование н-бутана;
- выделение бутадиена из С4- фракций крекинга и пиролиза жидких нефтепродуктов (нефти).
1.2.1 Получение бутадиена-1,3 по методу Лебедева
Впервые в промышленности бутадиен-1,3 был получен по методу С.В. Лебедева в 1932 г. каталитическим разложением этилового спирта. Именно с этого метода началась история развития синтеза мономеров для производства каучуков. Данный процесс описывается уравнением химической реакции:
Реакция протекает в присутствии оксидного катализатора, обладающего дегидрирующим и дегидратирующим действием. Оптимальные условия проведения процесса: Т = 370°С и Р = 0,1МПа.
Метод С.В. Лебедева состоит из 4 стадий:
1) получение ацетальдегида дегидрированием этилового спирта:
2) ацетальдегид конденсируется до кротонового альдегида:
3) карбонильная группа, принадлежащая кротоновому альдегиду, восстанавливается водородом и образуется кротиловый спирт:
4) образование бутадиена-1,3, за счет дегидратации кротилового спирта:
Из-за принципиальных недостатков метода, таких как низкая селективность, многостадийность, сложное разделение продуктов реакции и т.д., данный способ перестал быть рентабелен.
1.2.2 Получение бутадиена-1,3 по методу Кучерова-Остромысленского
В данном методе бутадиен-1,3 синтезирует из ацетилена в несколько стадий:
1) при Т=92-97°С и Р=0,1МПа, в присутствии катализатора — HgSO4 образуется ацетальдегид за счет гидратации ацетилена (реакция Кучерова):
2) при Т=20°С и в присутствии КОН протекает альдольная конденсация полученного ацетальдегида:
Метод экструзии как основной метод для получения пленок из полиамидов
... Целью данной работы является рассмотрение метода экструзии - как основного метода, для получения пленок из полиамидов. Среди многочисленных методов получения полимеров из термопластов наибольшей производительностью отличается экструзия. Экструзионное оборудование ... этот полимер. ПА 12 получают из лауриллактама, который производят из бутадиена по схеме, описанной на стр. 39. Так как цикл ...
3) затем ацетальдоль подвергается каталитическому гидрированию в бу тиленгликоль-1,3 при Т=55—70°С и Р=30МПа: 4) образование бутадиена-1,3 путем дегидратации бутиленгликоля-1,3
при соблюдении условий: Т=270-280°С и Р=0,1 МПа, катализатор Н3РО4 на носителе:
Выход целевого продукта достаточно высокий — 80% от теоретиче ского. Однако, из-за трудности проведения процесса, многостадийности и дороговизны исходных продуктов, данный метод не используется.
1.2.3 Получение бутадиена-1,3 по методу Реппе
Позднее был предложен еще один способ получения бутадиена-1,3 из ацетилена через бутин-2-диол-1,4, так называемый метод Реппе. Он складывается из 4 последовательных стадий:
1) при Т=100°С и Р=0,5 МПа, с применением катализатора- ацетиленида меди, образуется бутиндиол -1,4 за счет конденсации ацетилена с формальдегидом:
2) при Т=180-200°С и Р=28 МПа в присутствии катализатора – смесь Cr, Ni, Cu нанесенной на носитель, полученный бутиндиол -1,4 подвергается гидрированию в бутандиол-1,4:
3) полученный бутандиол-1,4 при Т=260°С и Р=7 МПа и катализаторе-Н3РО4 путем дегидратации превращается в тетрагидрофуран:
—
4) образование бутадиена-1,3 происходит за счет дегидратации тетрагидрофурана при Т=260-270°С и Р=0,2 МПа с использованием катализатора- Na3PO4:
—
—
Рассмотренные выше методы получения бутадиена-1,3 в настоящее время не представляют промышленного интереса, так как на смену пришли более выгодные способы получения дивинила – каталитическое дегидрирование н-бутана. Себестоимость бутадиена-1,3, синтезируемого из этанола, несколько выше, так как стоимость н-бутана в 7,5 раз меньше этанола.
1.2.4 Дегидрирование н-бутана до бутадиена-1,3
Процесс дегидрирования играет важную роль в нефтехимической промышленности, он лежит в основе синтеза ненасыщенных углеводородов, которые являются ценными мономерами для производства синтетического каучука, а также различных органических продуктов.
Технологический процесс производства бутадиена-1,3 может осуществляться тремя способами: окислительным, двухстадийным и одностадийным дегидрированием н-бутана.
а) Окислительное дегидрирование н-бутана
Процесс окислительного дегидрирования н-бутана может быть представлен несколькими вариантами:
- окислительное дегидрирование в присутствии галогенов;
- окислительное дегидрирование кислородом с применением катализаторов.
В случае окислительного дегидрирования в присутствии галогенов (чаще всего применяют I2) протекают обратимые реакции:
А в случае окислительного дегидрирования н-бутана кислородом, процесс описывается уравнением:
- При добавлении кислорода равновесие реакции смещается в сторону образования бутадиена. Данные реакции почти необратимы, и являются экзотермическими, то есть при протекании выделяют тепло, эти положения обусловливают их небольшую энергоемкость;
- протекают при низких температурах и при высоком давлении, причем выход целевого продукта выше, чем при прямом дегидрировании.
В качестве катализаторов окислительного дегидрирования н-бутана применяют оксиды и соли металлов переменной валентности IV, V и VI групп периодической системы [3].
Технология получения стирола дегидрированием этилбензола
... дегидрированием этилбензола. ) Метод производства из этилбензола через гидропероксид этилбензола с одновременным получением оксида пропилена (халкон-процесс): )Получение стирола метатезисом этилена со стильбеном, полученным окислением толуола: ) Получение стирола каталитической циклодимеризацией бутадиена: ...
Недостаток процесса – маленький выход бутадиена, приблизительно 30-40 % при 50-60 %-ной селективности.
б) Двухстадийное дегидрирование н-бутана
Технология получения бутана по данному метода включает в себя следующий набор операций:
- дегидрирование исходного сырья в бутены;
- выделение ББФ из контактного газа;
- выделение бутановой фракции из ББФ и возврат ее на I стадию дегидрирования;
- дегидрирование бутиленовой фракции;
- выделение и очистка бутадиена.
На первой стадии образуются бутены, с применением пылевидного хром-железо-цинкового катализатора К-5:
На второй стадии н-бутены превращаются в бутадиен-1,3 при использовании катализатора К-16 либо КНФ (кальций-никель-фосфатный):
Данные реакции являются обратимыми и протекают с поглощением тепла, то есть эндотермические. Для переноса химического равновесия реакции в сторону целевого продукта – бутадиена, нужно повысить температуру и концентрации исходных углеводородов, а парциальное давление углеводородов понизить.
Не смотря на большой выход целевого продукта, процесс двухстадийного дегидрирования н-бутана имеет ряд недостатков: сложная технологическая схема, большие затраты пара и большое количество побочных продуктов.
в) Одностадийное дегидрирование н-бутана
Метод одностадийного дегидрирования бутана до бутадиена-1,3, так называемый способ Гудри, имеет ряд преимуществ перед двухстадийным процессом: во-первых, отсутствует необходимость разделения газовых смесей после каждой стадии, и, как следствие, упрощается технологическая схема; во-вторых, более низкие энерго- и капитальные затраты.
Процесс одностадийного дегидрирования бутана до бутадиена-1,3 описывается уравнением:
В общем виде способ получения бутадиена-1,3 путем одностадийного дегидрирования н-бутана можно представить следующим образом:
- очистка бутановой фракции;
- дегидрирование н-бутана в присутствии катализатора;
- сжатие реакционной массы и выделение из него фракции С4;
- выделение целевого продукта — дивинила из фракции С4
- отдувка углеводородов и регенерация катализатора.
Процесс одностадийного дегидрирования н-бутана осуществляется при небольшом парциальном давлении и при высоких температурах, не превышающих температуру разложения бутана (≤ 600°C).
В данном методе пар для снижения парциального давления не применяется, вследствие этого процесс реализовывается под вакуумом.
К достоинства одностадийного процесса относится упрощённая технологическая схема производства, так как отсутствует вторая стадия дегидрирования и нет необходимости разделять бутан-бутиленовую фракцию, простое теплообменное оборудование, небольшой расход водяного пара, осуществление регенерации катализатора подачей воздуха.
Недостатки процесса: короткие циклы контактирования и регенерации, низкий выход бутадиена -1,3.
Однако, несмотря на недостатки, данная технология повсеместно распространена на российском рынке. Это обусловливается следующими факторами: обилием сырья, т.к. наблюдается устойчивый рост производства сжиженных газов, а также наличием спроса из-за положительной тенденцией увеличения производства синтетических каучуков. Приблизительно 53 % синтезируемого бутадиена-1,3 производят одностадийным способ дегидрирования н-бутана [5].
Катализаторы. Гомогенный катализ
... снижается энергетический барьер). Третья стадия – реакция на поверхности катализатора. Четвертая стадия – десорбция продуктов реакции. Пятая стадия – диффузия продуктов в объем. Ускорение процесса при ... промоторами. Промоторы сами не являются катализаторами, но повышает активность катализаторов. Например, применяемый в производстве серной кислоты катализатор V2O5 повышает свою активность в ...
1.2.5 Выделение бутадиена из С4 — фракций пиролиза нефти
Независимо от способа получения, бутадиен-1,3 образуется вместе с углеводородами близкими по летучести. Поэтому появляется необходимость выделения целевого продукта из смеси, для этого применяют два метода: хемосорбцию и экстрактивную ректификацию.
В первом случае хемосорбентом служит водно-аммиачный раствор ацетата меди, который с бутадиеном-1,3 образует медно-аммиачноацетатный комплекс. При нагревании этот комплекс разлагается с выделением дивинила [3].
В процессе хемосорбции необходимо проводить регенерацию поглотительного раствора активным углем, который следует восстанавливать для повторного использования – это считается существенным недостатком метода.
Метод экстрактивной ректификации является более перспективным. Для его проведения применяют экстрагенты – полярные разделяющие агенты, не образующие азеотропы. В промышленности чаще всего используют ацетонитрил, диметилформамид, диметилацетамид, N-метилпирролидон, фурфурол [3].
Выделяют одно- и двухступенчатую экстрактивную ректификацию, отличающиеся между собой вспомогательными материалами и энергозатратами. При одноступенчатой экстрактивной ректификации бутадиен извлекают вместе с примесями, от которых необходимо дополнительно очищать целевой продукт. Например, примеси в виде ацетиленовых соединений, удаляются путем селективного гидрирования на катализаторах.
Чаще всего для выделения бутадиена-1,3 из С4 фракций пиролиза нефти применяют двухступенчатую, экстрактивную ректификацию, при которой происходит разделение за счет дробной десорбции: бутадиен-1,3 отбирается сверху, как верхний продукт, а ацетиленовые соединения – снизу, в качестве нижнего продукта.
Выделение бутадиена из С4 — фракций пиролиза нефти считается трудоемким и энергоемким процессом. В настоящее время в промышленности применяют метод двухступенчатой экстрактивной ректификации с использованием ацетонитрила в качестве полярного экстрагирующего агента. Данный метод позволяет получать чистый бутадиен-1,3, пригодный для стереоспецифической полимеризации.
В таблице 1 представлены различия методов хемосорбции и одно- и двухступенчатой экстрактивной ректификации. Таблица 1— «Расход материалов и энергии» [3].
Таким образом, рассмотрев различные способы получения бутадиена можно сделать вывод, что наиболее перспективным и рентабельным в настоящий момент является процесс одностадийного дегидрирования бутана под вакуумом. Невзирая на невысокий выход бутадиена-1,3, этот метод имеет огромные перспективы в развитии.
1.3 Физико-химические основы выбранного метода
Процесс одностадийного дегидрирования н-бутана в бутадиен-1,3 (дивинил) является каталитическим, осуществляется на неподвижном алюмохромовом катализаторе в адиабатических условиях с регенерированным циклом. Описывается суммарным уравнением:
Процесс осуществляется в одну стадию, но фактически имеют место две последовательные реакции. Сначала образуются бутилены, которые при дальнейшем дегидрировании превращаются в бутадиен-1,3:
Модернизация системы очистки отходящих газов в процессе дегидрирования ...
... реакцией процесса является реакция дегидрирования: СН3 – СН – СН3 → СН3 – С = СН2 + ... URL: https://inzhpro.ru/bakalavrskaya/skrubber/ Процесс дегидрирования изобутана протекает при температуре 550 – 600 С, давлении не выше 0,65 кгс/см2, в «кипящем слое» алюмохромкалиевого катализатора ИМ-2201. Основной ...
Экспериментально доказано, что при дегидрировании бутанбутиленовой фракции, скорость реакции образования бутадиена из н-бутана
в 25 раз меньше, чем скорость реакции образования бутадиена-1,3 из бутилена
Н-бутилены все время находятся в реакционной зоне, а равновесный состав смеси зависит от правильно подобранных условий, то есть температуры и давления.
Для обеспечения одностадийности процесса необходимо учитывать, что содержание бутиленов в контактном газе недолжно превышать содержания в смеси, поступаемой на дегидрирование, иначе дегидрированию подвергнуться бутены.
Исходя из графика, представленного на рисунке 2, следует, что выход бутадиена-1,3 увеличивается при повышении температуры и понижении давления бутана. Однако, с возрастанием температуры процесса селективность реакции падает и начинают развиваться побочные реакции, оптимальной температурой процесса считается Т=580-600°С, не выше температуры разложения н-бутана и н-бутиленов. А приемлемым давлением считается Р = 0,014 — 0,024 МПа, его удается достигнуть при проведении дегидрирования в условиях вакуума, разбавление водяным паром в данном случае не применяют, так как используемые алюмохромовые катализаторы закоксовываются.
Рисунок 2 – «Зависимость состава равновесной смеси при дегидрировании бутана в бутены и бутадиен от температуры и давления. Сплошные линии — 0,1 МПа, штриховые-0,01 МПа. 1 – бутан; 2 – бутены; 3 – бутадиен» [2].
На ряду с основной реакцией процесса протекают побочные с образованием легких, тяжелых углеводородов и кокса:
Для сокращения частоты появления побочных реакций и их подавления важно соблюдать условия проведения процесса: оптимальные температура, давление, время контакта, применение эффективного катализатора.
Одностадийное дегидрирование н-бутана осуществляется по регенеративному принципу. При регенерации катализатора, то есть выжигании отложившегося на нем кокса, выделяется тепло, необходимое для проведения эндотермической реакции дегидрирования в адиабатическом режиме. Разогретый регенерированный катализатор выступает в роли теплоносителя. К катализатору добавляют инертный теплоноситель – предварительно обожженные гранулы оксида алюминия, что позволяет увеличить его способность аккумулировать тепло. Отношение катализатора к носителю составляет 1:3 [24].
Катализатору, по своей природе, свойственно ускорять реакцию процесса, тем самым он сокращает время ее протекания, следовательно, побочные реакции, такие как крекинг и изомеризация, не успевают развиться [23].
При дегидрировании в течении 10-15 минут контактная масса охлаждается на 20-25°С, а катализатор начинает закоксовываться, поэтому процесс осуществляется с чередованием циклов восстановления и регенерации.
Основные показатели одностадийного дегидрирования н-бутана до бутадиена-1,3: степень конверсии н-бутана 20 %, селективность по бутадиену составляет 50-60 % (в расчете на превращенное сырье), содержание целевого продукта в контактном газе 11-13 %, выход кокса 2,8 % в расчете на сырье.
1.4 Катализаторы дегидрирования
Одностадийное дегидрирование н-бутана до бутадиена-1,3 относится к каталитическим процессам. Катализаторы, используемые для данной технологии, должны соответствовать повышенным требованиям, это обусловлено протекающими окислительно-восстановительными циклами дегидрирования, а также жесткими условиями регенерации катализатора.
Катализаторы риформинга нефтяных фракций
... новых катализаторов для данного процесса с учетом ретроспективы. 1. Технические подробности каталитического риформинга, .1 Химизм процесса риформинга Все реакции риформинга можно разделить на 4 группы: дегидрирование, изомеризация, ...
Промышленные катализаторы дегидрирования должны обладать следующими характеристиками:
- высокой каталитической активностью и селективностью при
высокой температуре;
- повышенной стабильностью в среде интенсивного
коксообразования;
- высокой температурной стабильностью в окислительно восстановительных средах;
- возможностью многократной регенерации путем выжигания
кокса;
- большой теплоёмкостью и механической прочностью.
Выделяют две группы катализаторов, применяемых при дегидрировании бутана: платиновые и металлооксидные.
а) Платиновые катализаторы
Платиновые катализаторы — это многокомпонентные высокодисперсные системы, с содержанием платины не более 1 масс. %.
Существует несколько вариантов приготовления платиновых катализаторов, как правило применяют технологию, заключающуюся в нанесении смеси платины с промотором на носитель — термостойкий оксид алюминия, с последующей сушкой и прокаливанием катализатора.
В состав платинового катализатора, помимо платины, входят различные промоторы, в роли которых выступают щелочные и щелочноземельные металлы, а также элементы подгруппы Cu, Zn, Ge, P, Se, Ga [28].
Одним из главных преимуществ платиновых катализаторов является их стабильность, а также повышенная производительность и селективность в жестких условиях эксплуатации. А недостатком – дороговизна платины, как благородного металла. После окончания срока эксплуатации (колеблется от полугода до года) платиновый катализатор направляется на переработку и извлечения платины из отработанного катализатора [20].
б) Металлооксидные катализаторы
Самыми распространенными катализаторами для дегидрирования низших парафинов (С1-С5) являются металлооксидные катализаторы, которые при больших температурах приобретают способность адсорбировать водород на поверхности. Данные катализаторы, содержащие железо, никель, медь и кобальт являются малоселективными в процессах одностадийного дегидрирования н-бутана [19].
Наиболее эффективными признаны оксидные алюмохромовые катализаторы с добавлением промоторов — окиси щелочных или щелочноземельных металлов (Na2O, K2O, BeO, CaO), которые блокируют активные центры Al2О3, тем самым подавляют побочные реакции.
Существует три варианта приготовления алюмохромовых катализаторов:
1) соосаждение гидроксидов алюминия и хрома аммиаком из раство ров солей;
2) гранулы Al2О3 пропитывают растворами соединений хрома;
3) смешение высокодисперсных кристаллических соединений оксидов
хрома и алюминия.
Все перечисленные способы завершаются стадией термообработки
синтезируемого катализатора [6].
Достоинством алюмохромовых катализаторов является высокая термостабильность, простота приготовления и доступность компонентов. А к недостаткам алюмохромовых катализаторов можно отнести их чувствительность к водяному пару, который применяют для снижения парциального давления системы, поэтому процесс одностадийного дегидрирования ведут в вакууме. В данном процессе катализатор не только ускоряет реакцию, но и выступает в роли теплоносителя, именно поэтому к нему предъявляют повышенные требования. В процессе дегидрирования на катализаторе откладываются различные углеводороды в виде кокса, а аккумулирующее тепло расходуется на проведение эндотермической реакции. Закоксованный катализатор отправляется на регенерацию, где происходит обжиг кокса и катализатор снова нагревается и активируется.
Оптимизация процесса получения циклогексанона дегидрированием циклогексанола
... дегидрирования циклогексанола. В промышленности циклогексан окисляют кислородом воздуха, чтобы в последствии получить циклогексанон [2]. 1.2. Каталитическое гидрирование фенола. Данный процесс осуществляется в присутствии никелевого или никельхромового катализатора. ... с использованием разных катализаторов Основную роль в дегидрировании циклогексанола играет катализатор. Делая выводы на ...
В настоящее время процесс одностадийного вакуумного дегидрирования н-бутана до бутадиена осуществляется на импортном алюмохромовом катализаторе Гудри. Способ приготовления данного катализатора достаточно прост: γ-Al2O3 — носитель пропитывают 18% хромовой кислотой. Также в состав катализатора дополнительно добавляют 2-10 % промоторов, чаще всего используют Na2O, которые блокирует активные центры Al2O3, тем самым подавляют развитие побочных реакций. По истечению срока службы алюмохромового катализатора его отправляют на переработку с целью выделения оксида алюминия для его дальнейшей переработки
В таблице 2 представлены основные характеристики катализатора Гудри.
Таблица 2 — Основные характеристики катализатора Гудри
Cr2O3 — 18
Химический состав, % (масс.) Na2O — 0,4
Al2O3 — 81,6
Способ приготовления Пропитка оксида
алюминия хромо вой кислотой
Условия эксплуатации: тип реактора Полый с
неподвижным
слоем
Температура дегидрирования, °C 530-630
Температура регенерации, °C 600-700
Продолжительность дегидрирования, ч 0,12-0,25
Продолжительность регенерации, ч 0,12-0,25
Объемная скорость подачи сырья, ч -1 700-720
Селективность, % 70-85
Срок службы, г 2
1.5 Патентная часть
С целью определения технического уровня разрабатываемой темы бакалаврской работы был произведен патентный поиск по международной патентной классификации (МПК) C07C5/333, C07C11/167, C07C5/333, B01J 21/04.
Результаты патентного поиска внесены в таблицу 3.
Таблица 3- Список патентов Номер Название Патентообладатель Формула изобретения документа документа
1 2 3 4
Данный патент направлен на увеличе Способ ООО «Тобольск- ние выхода бутадиена-1,3 на пропу Патент получения Нефтехим» щенное сырье, а также на увеличение №2082708 бутадиена-1,3
стабильности катализатора. Постав МПК C07C5/333 ленная задача достигается тем, что в C07C11/167 отличие от известного прототипа ка талитический слой формируют из сме си катализатора и теплоносителя не с
одинаковым составом во всем объеме,
а изменяющимся по высоте слоя. При
этом содержание катализатора увели чивают сверху вниз, а теплоносителя
соответственно в обратном направле нии. Соотношение теплоноситель ка тализатор ограничивают пределами:
ниже 2,8 по массе наблюдается стека ние катализатора и недостаточный
теплоотвод; выше 6,5-слой работает
непроизводительно [13].
Данное изобретение направлено на B01J21/12 Катализатор Открытое акцио- разработку нового катализатора деB01J23/04 дегидрирова- нерное общество гидрирования парафиновых углеводоB01J23/26 ния C4-C5 «Нижнекамскнеф- родов C4-C5. Катализатор дегидрироB01J35/10 парафиновых техим» C07C5/333 углеводоро- вания C4-C5 парафиновых углеводоро дов дов, представляющий собой алюмоок сидный носитель, модифицированный
оксидом кремния, на котором распре делены активный компонент оксид
Производство сульфата алюминия из гидроксида алюминия и серной кислоты
... открытым подвижным составом. 2. Методы получения Классификация по способу получения сульфата алюминия можно представить: виду сырья; режиму технологического процесса; качеству ... сульфата алюминия: Получение очищенного сернокислого алюминия. При производстве очищенного сернокислого алюминия растворением в серной кислоте гидроксида алюминия (или оксида алюминия) процесс осуществляют следующим способом. ...
хрома, промотор оксид калия, отлича ющийся тем, что оксид кремния за креплен на оксиде алюминия в форме
окиснокремниевых структур
Si(OSi)n(O-)4-n, где n от 1 до 4. Полу ченный катализатор дегидрирования
обладает высокой активностью, селек тивностью и термической стабильно стью [18].
25
Продолжение таблицы 3
1 2 3 4
Данное изобретение направленно на Патент Способ Институт катализа разработку процесса дегидрирования в № 2178399 каталитиче- им. Г.К. Борескова стационарном слое с длительным МПК ского СО РАН
межрегенерационным периодом рабоC07C5/333 дегидрироваC07C11/00 ния ты катализатора при сохранении высо углеводоро- ких выходов целевого продукта.
дов Задача решается способом каталитиче ского дегидрирования углеводородов,
включающим пропускание реакцион ной газовой смеси через слой катали затора при температуре 400 — 800oC,
подвод тепла в зону эндотермической
реакции осуществляют фильтрацией
дисперсного твердого теплоносителя,
нагретого до 400 — 800oC, через непо движный слой катализатора, при этом
фильтрацию твердого дисперсного
теплоносителя осуществляют в одном
направлении сверху вниз, что является
предпочтительным вариантом прове дения способа [14].
Цель изобретения — получение катали Патент Научно- затора с повышенной активностью. №2026110 Способ при- производственное Указанная цель достигается способом МПК готовления предприятие приготовления алюмохромового катаB01J37/16 алюмохромо- » Ярсинтез» лизатора для дегидрирования углевоB01J23/26 вого катали- дородов путем многократной пропит затора для де гидрирования ки комбинированного носителя, пред ставляющего собой смесь переоса жденного гидроксида алюминия и ок сида алюминия, раствором хромовой
кислоты, в котором предварительно
растворяют 2-3 мас.% оксида алюми ния от общей массы катализатора, с
последующей формовкой, сушкой по сле каждой пропитки и термообработ кой [15].
Продолжение таблицы 3 1 2 3 4
Целью данного патента является полу Патент Катализатор Институт чение катализатора с высокой актив №670324 для односта- неорганической и ностью, который готовят путем сов МПК дийного де- физической химии
местного соосаждения растворимых B01J 21/04 гидрирования АН АзербайджанB01J 23/02, н-бутана и ской ССР солей компонентов, отличающимся B01J 31/18 способ его тем, что вначале подвергают совмест получения ному осаждению водные растворы
сернокислого алюминия и сернокисло го хрома алюминатом натрия с полу чением алюмохромового гидрогеля и
пропиткой его калиевой щелочью и
смешением с кальцийникельфосфат ным гидрогелем, полученным осажде нием из водных растворов хлористых
солей никеля и кальция фосфатом
алюминия, с последующим пропиты ванием водным раствором азотнокис лого кобальта [16].
Патент Усовершен- Данный патент заключается в разра№ 2428250 ствованный ЗЮД-КЕМИ ИНК. ботке системы каталитического слоя МПК процесс (US) дегидрирования, на основе алюмохроB01J23/26 дегидрирова мового катализатора дегидрирования, B01J23/00 ния B01J21/04 который дополнительно включает в C07C5/333 себя, по меньшей мере, один компо нент, который является каталитически
инертным по отношению к реакциям
дегидрирования или побочным реак циям, таким как крекинг или коксооб разование, но при этом генерирует
тепло в результате помещения данного
компонента в условия восстанови тельных и/или окислительных реакций
[17].
Выводы по патентному поиску:
В поисках наилучшего технического решения для разрабатываемой темы бакалаврской работы, помимо патентного поиска, был произведен по иск по открытым печатным источникам. Результаты поиска представлены в таблице 4. Таблица 4 – Список открытых печатных источников Название Сущность журнала, Название Автор(ы) предлагаемых номер, год статьи технических решений
1 2 3 4
В данной работе, «Катализ в Изучение Бабенко исходя из наблюдаепромышленности» термостабильности В.С., мых причин дезакти 2009, №1 алюмохромовых Пахомов вации катализатора,
катализаторов для Н.А., использовали
процесса Буянов Р.А. экспресс-методику
одностадийного предсказания срока
дегидрирования его службы путем
н-бутана прокаливания при
Т=700-1000°C и изме рения активности в
процессе дегидриро вания н-бутана. Уста новлено, что введение
в катализатор при
пропитке, наряду с Cr
и Na, 1,0 мас. % Ce
повышает термоста бильность алюмохро мового катализатора и
увеличивает его
активность и селек тивность. Показано,
