Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Каталитическое дегидрирование парафинов





Процесс получения олефинов по этому способу состоит из двух основных стадий: дегидрирования линейных парафинов и селективного извлечения олефинов из катализата адсорбционным методом.

В процессе используются биметаллические катализаторы на основе металлов VIII группы Периодической системы. В качестве одного из компонентов используют платину с промоторами в количестве примерно 1% (масс.). Носителем служит высокопористый оксид алюминия. Наиболее распространенные промоторы – литий, калий и элементы подгруппы германия. Условия процесса: 450 – 5100С, 0,3 – 0,4 МПа, объемная скорость подачи сырья 20 – 40 ч-1, мольное соотношение водород:углеводород, равное (6 ÷ 8): 1.

Существенным при реализации этого процесса являются высокие требования, предъявляемые к н-парафинам по содержанию в них сернистых [до 0,0005% (масс.)] и ароматических соединений [до 0,05% (масс.)]. Поэтому н-парафины после выделения на цеолитах подвергают дополнительной гидроочистке от сернистых и обработке олеумом для отделения ароматических углеводородов.

На рис. 7.2 приведена технологическая схема процесса дегидрирования, именуемого «Пакол-олекс», реализованная на ряде предприятий. Линейные парафины узкого фракционного состава (С1112 или С1314) в смеси с циркулирующим водородом поступают в реактор 2, где на стационарном катализаторе при низком давлении происходит их дегидрирование. Чтобы избежать образования побочных продуктов, процесс осуществляют в мягких условиях и с небольшой степенью превращения сырья за один проход. Оптимальную температуру подбирают исходя из состава сырья. Продукты реакции собирают в сепараторе 4, где катализат отделяют от водорода, возвращаемого в цикл.

Из-за ограниченного срока работы катализатора дегидрирование осуществляют циклически: в одном реакторе идет дегидрирование, а в другом – регенерация катализатора. Таким образом, в блоке дегидрирования работают, как минимум, два реактора. Катализат из сепаратора 4 поступает в колонну 5 для отгонки легких компонентов. Тяжелые фракции выводят с низа колонны и направляют в блок адсорбционного выделения олефинов, так как применить ректификацию практически невозможно из-за образования азеотропных смесей.

 

Рис. 7.2. Процесс «Пакол-олекс» получения линейных олефинов.

1 – подогреватель; 2 – реактор дегидрирования; 3 – теплообменник; 4 – сепаратор; 5 – колонна отделения легкокипящих продуктов; 6 – сборник легкокипящих продуктов; 7 – распределительное устройство; 8 – адсорбер; 9 – колонна отделения парафинов; 10 – сборники; 11 – подогреватель адсорбента; 12 – колонна отделения н-олефинов;

Потоки: I – исходное сырье; II – отходящий водород; III – легкие отходящие газы; IV – легкокипящие жидкие углеводороды; V – целевая фракция на выделение олефинов (адсорбцией); VI – нагретый десорбент; VII – экстракт (олефины); VIII – рафинат (парафины с десорбентом); IX – линейные олефины (товарный продукт).

 

Первоначально сырье проходит через распределительное устройство 7 и далее поступает в адсорбер 8, разделенный на ряд параллельных секций; в одних происходит адсорбция олефинов, а в других с помощью вытеснителя осуществляется десорбция. В качестве адсорбента используют крупноячеистый цеолит.

Выходящий из адсорбера рафинат поступает в колонну 9, где непревращенные парафины отделяются от десорбента, представляющего собой углеводород, выкипающий ниже т. кип. сырья. Циркулирующий десорбент нагревают в печи 11 и через распределительное устройство 7 подают в секцию адсорбера, где осуществляется десорбция олефинов. Смесь десорбента и олефинов поступает в колонну 12. Там десорбент отгоняют от линейных н-олефинов, выводимых как товарный продукт.

Конструкция многосекционного адсорбера позволяет при переключении отдельных секций как бы имитировать непрерывное движение адсорбента по колонне сверху вниз.

Процесс дегидрирования позволяет из н-парафинов получать фракцию 96% (масс.) линейных олефинов, с выходом более 90% (масс.) от сырья. В качестве побочного продукта получается водород [98% (мол.)].

 

7.3. Получение α – олефинов олигомеризацией этилена

Известны два основных направления олигомеризации этилена: различные модификации олигомеризации в присутствии триалкилалюминия и синтез высших олефинов из этилена в присутствии комплексов переходных металлов.

Процессы олигомеризации в присутствии триалкилалюминия проводят, как правило, при высоких температурах (> 1500С), однако возможны и более низкие температуры, но при большем расходе катализатора. Особенность высокотемпературного процесса – необязательное извлечение катализатора из конечных продуктов. Состав конечных продуктов определяется условиями олигомеризации.

Основные стадии процесса следующие:

1. Приготовление триэтилалюминия, реакции(7.1):

  Al + 1,5 H2 + 2 Al(C2H5)3 → 3 AlH(C2H5)2 3 AlH(C2H5)2 + 3 C2H4 → 3 Al(C2H5)3     (7.1)

2. Взаимодействие триэтилалюминия и этилена – реакция роста цепи, реакция (7.2);

 

    (7.2)

 

3. Получение α – олефинов реакцией замещения, реакция (7.3):

(7.3)  

 

Особенность высокотемпературного процесса – та, что реакции роста и замещения протекают одновременно.

Имеется несколько разновидностей процесса олигомеризации. Наиболее старым является процесс «Альфен» фирмы Continental Oil. Первая ступень состоит из двух стадий – получение диэтилалюминийгидрида и получение триэтилалюминия. Процесс ведут при 100 1200С. Увеличение температуры и давления способствует протеканию обеих реакций. Вторую стадию осуществляют при высоком давлении; при этом обычно протекает взаимодействие этилена и триэтилалюминия с образованием алюминийтриалкилов более высокой молекулярной массы. Скорость этой стадии регулируют, изменяя температуру и давление.

Конечную стадию можно осуществлять каталитическим и термическим путем. Блок-схема процесса представлена на рис.7.3.

В присутствии 0,01% (масс.) никеля полное замещение достигается при комнатной температуре, парциальном давлении этилена 10 МПа и времени контакта 15 мин. При термическом способе приемлемая степень разложения ди- и триэтилалюминия достигалась при 280-3200С, парциальном давлении этилена до 0,3 МПа и малом времени контакта (0,5 2,0 с.).

 

 

  Рис. 7.3. Процесс «Альфен» с рециркуляцией триэтилалюминия в растворителе.   1 – стадия полимеризации; 2 – блок разделения; 3 – стадия разложения; 4 – фракционирующая установка; Потоки: I – этилен; II – триэтилалюминий; III – триалкилалюминий; IV – олефины С1214; V – олефины С412; VI – олефины С14 и >; VII – олефины С1214 и триэтилалюминий.  

Распределение α – олефинов в продуктах реакции, состоящих в основном из олефинов, представлено в таблице 7.1.

Таблица 7.1.

Распределение олефинов в продуктах реакции процесса «Альфен»

Число атомов С в α – олефине Содержание α – олефина, %(масс.) Число атомов С в α – олефине Содержание α – олефина, %(масс.)
  5,0   14,0
  9,5   9,5
  16,0   5,5
  19,0   4,5
  18,5

 

Олигомеризация этилена обеспечивает получение широкой гаммы олефинов высокой чистоты, что является непременным условием при производстве некоторых продуктов (высококачественных присадок и др.). Ниже приводятся основные направления использования отдельных фракций, получаемых при олигомеризации этилена:

• С4 – производство модифицированного полиэтилена низкого давления, полибутилена и бутадиена - 1,3;

• С6 – производство спиртов оксосинтезом, пластификаторов;

• С810 – производство алкилфенолов, ПАВ, присадок;

• С1214 – синтез α-олефинсульфонатов, получение спиртов (оксосинтезом) и алкилбензолсульфонатов;

• С1618 – производство α-олефинсульфонатов (для моющих веществ), алкиларилсульфонатов, присадок, спиртов;

• С2028 – получение алкилсукцинимидов, алкилбензолсулсульфонатов.

Сопоставление методов получения высших олефинов. По возрастанию сложности технологического осуществления все рассмотренные процессы можно расположить в таком порядке: термический крекинг, дегидрирование, синтез из этилена. Максимальный выход целевых продуктов получен при дегидрировании и синтезе из этилена, а минимальный – при термическом крекинге.

 

Контрольные вопросы к разделу 7

«Производство высших альфа-олефинов»

1. Какие олефины относят к «высшим»?

2. Известные Вам способы получения высших α -олефинов?

3. В чем недостатки способа получения высших олефинов термическим крекингом парафинов?

4. В чем достоинства и недостатки способа получения высших олефинов каталитическим дегидрированием парафинов?

5. Напишите химические реакции олигомеризации этилена в присутствии триэтилалюминия;

6. Какие разновидности процесса олигомеризации этилена Вам известны?

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Мановян А.К. Технология переработки природных энергоносителей. – М.: Химия, КолосС, 2004.- 456 с.

2. В.А. Казарян. Теплофизические свойства индивидуальных углеводородов и газовых конденсатов. – М: Техника, 2002 г. – 448 с.

3. Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа: Учебное пособие для вузов. Уфа: Гилем, 2002.- 672 с.

4. Карасева С.Я., Красных Е.Л. Сырьевые процессы промышленности органического и нефтехимического синтеза. Учеб. пособие /Самар. гос. тех. ун-т; Самара, 2008. - 127 с.

5. Потехин В.М., Потехин В.В. Основы теории химических процессов технологии органических веществ и нефтепереработки. С-Пб.: Химиздат, 2007, 944 с.

6. Орлов Ю.Д., Лебедев Ю.А., Сайфуллин И.Щ. Термохимия органических свободных радикалов. М.: Наука, 2001, 304 с.

7. Кашковский В.И., Григорьев А.А. Метатезис олефинов – прошлое, настоящее, будущее. // Катализ и нефтехимия. -2006. -№14. – С. 1-10.

8. Быков В.И., Хмарин Е.М., Беляев Б.А. и др. Кинетика метатезиса альфа-олефинов на двух и трех компонентных каталитических системах на основе MCl5/SiO2. Определение числа активных центров и механизмов их формирования, дезактивирования и реактивации. // Кинетика и катализ. -2008. Т.49. -№1. С. 15-21.

9. Платэ Н.А. Основы химии и технологии мономеров: Учебн. пособие /Н.А. Платэ, Е.В. Сливинский.- М.: Наука: МАИК «Наука/Интерпериодика.». 2002.- 696 с.

10. Мейерс Р. А. Основные процессы нефтепереработки. С-Пб.: Профессия. 2011. -950 с.

11. Термодинамический анализ процессов органического синтеза: Учеб. пособ./ С.В.Леванова, Т.Н.Нестерова, И.А.Нестеров, А.А.Пимерзин, В.С.Саркисова; Самар. гос. тех. ун-т. Самара, 2003. - 104 с.

12. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза: Учебник для вузов. 4-е изд., перераб. и дополн.- М.: Химия, 1988. -592 с.

13. С.М.Ткачев, С.И.Хорошко, А.Ф.Корж, С.В.Покровская, А.А.Ермак. Каталитический крекинг миллисеконд (MSCC) / УО "Полоцкий государственный университет: Новополоцк. 2002. – 172 с.

14. Тимофеев В.С. Принципы технологии основного и нефтехимического синтеза: Учеб. пособие для вузов /В.С. Тимофеев, Л.А. Серафимов. – 2-е изд., перераб.- М.: Высш. шк., 2003.- 536 с.

15. Шелдон Р.А. Химические продукты на основе синтез-газа. Каталитические реакции CO и H. // М.: Химия, 1987. — 248 с.

16. Мухина Т.Н., Барабанов Н.Л., Бабаш С.Е. Пиролиз углеводородного сырья /М.: Химия, 1987. - 240 с.

ВОПРОСЫ

к контрольной работе по дисциплине

“ ТЕХНОЛОГИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО СИНТЕЗА.

СЫРЬЕВЫЕ ПРОЦЕССЫ ОТРАСЛИ”

Студент выполняет одну контрольную работу, которая содержит три вопроса.

Подбор вопросов задания производится по начальным буквам фамилии, имени и отчества студента.

Заканчивается работа подписью студента и числом сдачи работы на рецензию.

Бук ва А, Т Б, У Г, Ф Д, Х Ж, Щ З, Е И, Э В, Ч К, Ю   Л М, Х Н, Ш О, Ц Я П   Р   С
NN вариан тов   1, 18,   2, 19,   3, 20,   4, 21,   5, 22,   6, 23,   7, 24,   8, 25,   9, 26,   10, 27,   11, 28,   12, 29,   13, 30,   14, 31,   15, 32,   16, 33,

 

1.Какие продукты получают при переработке природных углеводородных

газов? Какие вещества относятся к вредным примесям углеводородных газов?

2. Напишите химические реакции очистки углеводородных газов от «кислых» газов методом хемосорбции с диэтаноламином (ДЭА-процессс).

3. Какие разновидности диэтаноламин-процесса (ДЭА-процессса) Вам известны? Чем они различаются?

4. Как определяется фракционный состав нефтей? Какие группы органических соединений входят в состав нефтей? Что такое карбены и карбоиды?

5. Назовите основные показатели физических свойств нефтей и нефтепродуктов. Какова сущность химической классификации нефти?

6. Какова сущность технологической классификации нефти? Перечислите основные направления переработки нефти.

7. Основы классификации товарных нефтепродуктов по направлению. Какие нефтепродукты используются как нефтехимическое сырье?

8. С какой целью осуществляют промысловую подготовку нефти? Напишите реакции сероводородной и хлористоводородной коррозии нефтеаппаратуры.

9. Что такое «кристаллогидрат»? Чем различаются структуры «кристаллогидратов»? Как осуществляют осушку углеводородных газов.

10. Как осуществляют очистку горючих газов от сероводорода и диоксида углерода? Приведите принципиальную технологическую схему аминной очистки газов.

11. Укажите целевое назначение и разновидности процессов депарафинизации кристаллизацией.

12. Дайте характеристику процесса цеолитной депарафинизации “Парекс

13. Укажите целевое назначение процесса карбамидной депарафинизации и объясните физико-химическую его сущность.

14. Типы и назначение термических процессов переработки нефтяного сырья. Висбрекинг и его особенности.

15. Основные положения механизма термических реакций нефтяного сырья. Основные типы реакций радикалов.

16. Значение и назначение процесса каталитического крекинга. Сырье каталитического крекинга и требования к нему. Зачем сырье каталитического крекинга облагораживают и как?

17. Катализаторы крекинга. Механизм и химизм каталитического крекинга.

18. Основы управления процессом каталитического крекинга. Технологические параметры и их влияние на материальный баланс и качество продуктов крекинга.

19. Как влияет фракционный состав сырья на выход олефинов при пиролизе? Почему самым благоприятным сырьем считаются н-парафины?

20. Как влияет групповой состав сырья на выход олефинов при пиролизе? Какие приемы обеспечивают уменьшение коксообразования при проведении процесса пиролиза?

21. На примере пиролиза н-гептана напишите первичные и вторичные реакции. Напишите механизм реакций. Что определяет глубину процесса пиролиза?

22. На примере пиролиза н-пентана напишите первичные и вторичные реакции. Напишите механизм реакций. В каких условиях следует проводить пиролиз н-пентана с целью получения олефинов?

23. Напишите химизм и механизм пиролиза н-гексана. В каких условиях следует проводить пиролиз н-гексана с целью получения диенов?

24. Что значит “передача тепла конвекцией»? Как это явление используется при пиролизе?

25. Что значит “передача тепла радиацией Как это явление используется при пиролизе?

26. Расположите углеводороды в ряд по термической стабильности. Какие реагенты рекомендуется вводить при пиролизе для уменьшения коксообразования?

27. Зачем проводят “закалку пирогаза? Каким должно быть время пребывания пирогаза в закалочном аппарате и почему? Как устроен закалочный аппарат?

28. Напишите химизм и механизм пиролиза н-пентана с целью получения низших олефинов. Как осуществляют подвод тепла в зону реакции при пиролизе?

29. Пиролиз газового бензина с целью получения олефинов. Почему пиролиз проводят при разбавлении сырья водяным паром? Как регулируют глубину пиролиза?

31. Опишите промышленные методы разделения пирогаза и дайте их технико-экономическую характеристику. Как осуществляется экономия и утилизация холода при разделении пирогаза?

32. Опишите промышленные методы получения ацетилена и дайте их технико-экономическую характеристику.

33. Получение ацетилена карбидным методом. Перспективность метода. Как обеспечивается охрана труда при его эксплуатации?

34. Термоокислительный пиролиз углеводородных газов с целью получения ацетилена. С чем связана необходимость ввода водного конденсата в реактор?

35. Получение ацетилена методом электрокрекинга метана. Сравните стадии выделения и очистки ацетилена, получаемого различными способами.

36. Пиролиз газового бензина с целью получения олефинов. Как используется тепло дымовых газов и пирогаза?

37. Назначение процесса каталитического риформинга. Требования к сырью поступающему на каталитический риформинг. Напишите основные реакции каталитического риформинга.

38. Методы получения синтез-газа и их технико-экономическое сравнение. Требования к синтез-газу как сырью промышленности основного органического синтеза.

39. Назначение процесса каталитического крекинга. Объясните влияние основных параметров процесса: состава сырья, времени контакта. Объемной скорости, кратности циркуляции водородсодержащего газа на реультаты каталитического крекинга.

40. Процессы на основе синтез-газа. Назначение процессов. Получаемые продукты и области их применения.

41. Получение синтез-газа газификацией твердого топлива. Основные и побочные реакции. Разновидности процесса и их связь с составом газа.

42. Назначение процесса изомеризации парафинов. На примере норм. Пентана напишите механизм изомеризации в присутствии катализатора средней кислотности.

43. Назначение процесса олигомеризации олефинов. Напишите механизм димеризации изобутилена в присутствии катализатора кислотного тира.

44. Метанол. Области использования метанола. Получение метанола. Основные и побочные реакции. Как влияет соотношение реагентов, температура и давление на равновесный выход метанола?

45. Напишите химизм и механизм реакции алкилирования изобутана бутеном -2 в приутствии серной кислоты. Как влияет соотношение изопарафин/олефин на выход целевых продуктов?

46. Напишите химизм и механизм процесса получения метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ) в присутствии катионита КУ-2ФПП. Как соотношение реагентов влияет на выход МТБЭ?

47. Процессы оксосинтеза. Назначение процессов. Получаемые продукты и области их использования.

48. Приведите механизм стадии гидроформилирования. В чем заключаются термодинамические особенности процесса?

49. Реакция гидроформилирования. Как влияют условия на скорость и основные показатели процесса. Какие катализаторы используют для проведения этих процессов.

50. Получение углеводородов из синтез-газа. Основные реакции. Какие катализаторы используют для проведения этого процесса.

51. Гидрокарбоксилирование олефинов. Основные продукты, получаемые этим процессом и области их использования. Приведите химизм гидрокарбоксилирования олефинов. Какие катализаторы используют для проведения этих процессов?

52. Изложите химизм и особенности процесса синтеза высших спиртов на основе оксида углерода и водорода. В чем состоят особенности этих процессов?

53. Синтез метанола. Как отразится на показателях процесса (конверсии и селективности) снижение объемной скорости подачи исходной газовой смеси?

54. Процесс гидрокарбонилирования пропилена. Напишите реакции гидрокарбонилирования всех изомерных бутиленов.

 

 


ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение  
1. Углеводородные газы  
1.1. Классификация и подготовка углеводородных газов  
1.1.1. Очистка газа от вредных примесей  
1.1.2. Глубокая осушка газа  
1.1.3. Разделение углеводородных газов  
1.2. Процессы переработки углеводородных газов  
1.2.1. Пиролиз углеводородного сырья  
1.2.2. Метатезис алкенов  
1.2.3. Изомеризация алканов  
1.2.4. Алкилирование алканов алкенами  
1.2.5. Олигомеризация алкенов  
1.2.6. Алкилирование алкенов спиртами (производство оксигенатов)  
2. Нефть и нефтепродукты  
2.1. Происхождение, состав и классификация нефтей  
2.2. Первичная переработка нефти  
2.3.1. Вторичные процессы переработки нефти  
2.3.1. Каталитический крекинг  
2.3.2. Висбрекинг  
2.3.3. Гидрокрекинг  
2.3.4. Каталитический риформинг  
2.4. Экстракционные процессы. Получение алканов  
2.4.1. Депарафинизация кристаллизацией  
2.5. Адсорбционные процессы  
2.5.1.Процесс цеолитной депарафинизации «Парекс»  
2.5.2. Карбамидная депарафинизация  
2.6. Установки замедленного коксования  
3. Получение и переработка синтез-газа, концентрированного оксида углерода и водорода  
3.1. Получение синтез-газа  
3.2. Получение концентрированного оксида углерода и водорода.  
3.3. Процессы на основе синтез-газа  
3.3.1. Синтез метанола  
3.3.2. Производство кислородсодержащих органических соединений методом оксосинтеза  
3.3.3. Синтез пропионового альдегида  
3.3.4. Синтез масляных альдегидов  
3.3.5. Гидроформилирование ненасыщенных нитрилов. Синтез β-цианпропионового альдегида  
3.3.6. Карбонилирование спиртов  
3.3.7. Получение низших олефинов  
4. Получение ацетилена из углеводородов  
5. Переработка каменного угля  
5.1. Подготовка углей к переработке  
5.2. Назначение процессов переработки угля  
5.3. Термические процессы переработки угля  
5.3.1. Полукоксование  
5.3.2. Коксование углей  
5.4. Термокаталитические методы переработки угля  
6. Производство ароматических углеводородов из продуктов переработки нефти  
6.1. Экстракция селективными растворителями  
6.2. Получение ароматических углеводородов изомеризацией  
7. Производство высших олефинов  
7.1. Термический крекинг парафинов  
7.2. Каталитическое дегидрирование парафинов  
7.3.Получение α – олефинов олигомеризацией этилена  
Список литературы  

 

 







Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2024 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.