Исследование закономерностей получения и применения цеолитсодержащих катализаторов алкилирования изобутана олефинами
Диссертация
Количество автомобилей в мире уже превысило 600 млн. единиц и продолжает увеличиваться. Автомобильный транспорт является основным источником загрязнения воздуха городов токсичными веществами- (до 90% и более) и очень значитёльнымшсточникомюбщего загрязненияшоздуха. 1]. По данным. Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) три четверти болезней человечества, связано с: экологическимипричинами… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
- 1. 1. История развития процесса алкилирования
- 1. 2. Физико-химические аспекты процесса алкилирования
- 1. 2. 1. Термодинамика процесса
- 1. 2. 2. Механизм процесса
- 1. 2. 3. Влияние технологических параметров на эффективность проведения процесса алкилирования
- 1. 3. Влияние природы сырья на эффективность процесса алкилирования
- 1. 4. Катализаторы алкилирования
- 1. 4. 1. Гомогенные кислотные катализаторы
- 1. 4. 2. Гетерогенные кислотные катализаторы
- 1. 4. 3. Цеолитные катализаторы
- 1. 5. Технологии процесса алкилирования с применением гетерогенных катализаторов
- 1. 5. 1. Процесс алкилирования Fixed-Bed-Alkylation компании
- 1. 5. 2. Процесс алкилирования AlkyClean компании ABB Lummus Global, Albemarle Catalysts и Neste Oil
- 1. 5. 3. Процесс алкилирования ExSact компании Exelus
- 1. 5. 4. Процесс алкилирования Alkylene компании UOP
- 1. 5. 5. Процессы ATK ГрозНИИ
- 1. 5. 5. 1. Процесс с применением в реакторном блоке суспендированного в сырье слоя катализатора (АТК-ПСС)
- 1. 5. 5. 2. Процесс алкилирования изобутана олефинами с применением в реакторном блоке движущегося слоя шарикового катализатора (АТК-ПШС)
- 1. 5. 5. 3. Процесс алкилирования изобутана бутиленами в стационарном слое цеолитного катализатора
- 1. 5. 5. 4. Катализатор процессов АТК
- 2. 1 Характеристика сырье и веществ используемых при синтезе: катализаторов ' ¦ ! ¦ '
- 212. Методикишсследования физико-химических иїфизико-. механических свойствікатализаторов?алкилирования 54 і
- 2. 2. 1? Методы химического анализам 54!
- 2. 2. 2. Определение адсорбционных характеристик
- 2. 2. 1? Методы химического анализам 54!
- 2. 2. 4. 'Определениеиндексапрочностижатализатораї
- 2. 4. Методика анализа продуктов рсакции (алк11лата и «рециклового» изобутана)^
- 2. 5. Критерии оценки эффективности синтезированных образцов цеолита и цеолитсодержащих катализаторов
- 3. 1. Дизайн и синтез цеолитсодержащих катализаторов
- 3. 2. Исследование структуры цеоли гной основы катализатора алкилирования
- 4. 1. Влияние температуры
- 4. 2. Влияние соотношения. изобутан/бутен
- 4. 3. Исследование эффекта промотирования на каталитическую активность цеолитного компонента катализатора
- 4. 4. Подбор связующего для цеолитсодержащего катализатора алкилирования и сопоставление их каталитической активности
- 5. 1. Регенерация хлорсодержащими растворителями
Список литературы
- Магарил Е.Р. Влияние качества моторных топлив на эксплуатационные и экологические характеристики автомобилей. — М.: КДУ, 2008. — 164 с.
- Трапезников Н: Н., Шайн A.A. Онкология. М.: Медицина, 1992. — 398' с.
- Презели М. Высокооктановые кислородсодержащие компоненты автобензина // Нефть, газ и. нефтехимия за рубежом. — 1987. № 9. — С. 9497.
- Кавадо А., Риос Л.', Мора Н. Перспективы применения этанола в двигателях внутреннего сгорания. М.: НИИТЭХИМ, 1988. — Вып.2. — 23 с.
- Онойченко С.Н. применение оксигенатов при производстве перспективных автомобильных топлив. — М.: Техника, 2003. — 64 с.
- Hutton A.C., Graham U. M, Hower J.C., Rathbone R.F. Protection^ of an environment imoil-and-gas a complex // Oil and Gas J. 1996. — V. 94. — № 2. -P. 34−39.
- Ахметов G.A. Лекции по технологии* глубокой переработки нефти в моторные топлива. Учебное пособие. СПб.: Недра, 2007. — 312 с.
- Капустин В.М. Основные направления модернизации и строительства нефтеперерабатывающих и нефтехимических комплексов в России // Материалы школы-конференции по нефтехимии. — Звенигород, 2009. С. 61−62.
- Мукхержн М., Нельсон, Дж. Снижение стоимости алкилатов благодаря твердокислотным катализаторам // Нефтегазовые технологии* 2008. — № 2 -С. 91−96.
- ТИе clear air act amendements of 1990, TitleІІ, Sec. 219. ,
- Raseev S. Thermal and catalytic processes in petroleum- refining. Marcel Dekker, NewYork, 2003, 920p.
- МагаршгР.З. Теоретические основы химических процессов переработки нефти. М.: Химия, 2008, 279с.
- Albright L.F., Spalding. М.А., Nowinski J.A., Ybarra R.M., Ecker R.E. Alkylation of isobutane with C4 olefins. 1. First-step reactions using sulfuric acid catalyst Industrial and Engineering Chemistry, 1988, v.27, № 3, p.381−386.
- Albright-L.F., Spalding MIA., Kosper C.G., Ecker R.E. Alkylation of isobutane with C4 olefins:. 2. Production and' characterization, of conjunct polymers. Industrial and Engineering Chemistry, 1988, v.27, № 3, р.386−39Г.
- Albright L.F., Spalding M.A., Faunce J, Ecker R.E. Alkylation of isobutane with C4 olefins. 3: Two-step process using sulfuric acid as catalyst Industrial and Engineering Chemistry, 1988, v.27, № 3, p.391−397.
- Albright L.F., Kranz K.E. Alkylation of isobutane with pentenes using sulfuric acid as a catalyst: chemistry and reaction mechanisms. Industrial and Engineering Chemistry, 1992, v.31, № 2, p.475−481.
- Albright L.F., Wood K.V. Alkylation of isobutane with C3-C4 olefins: indentification and chemitry of heavy-end products. Industrial and Engineering Chemistry, 1997, № 36, p.2110−2112.
- Germain J.E. Catalytic conversion of hydrocarbons. New York: Academic, 1969.
- Shah B.R. UOP alkylation process. Handbook of petroleum refining process. Meyer R.A. ed., New York: McGraw-Hill, 1986.
- Joly J.-F., Benazzi E. OAPEC-IFP joint workshop. 1994. French petroleum institute, Rueil-Malmaison, France.
- Kranz К., Peterson J.R., GeavesD.C. Hydrocarbon technology international, HarrisonP. edi, London: Sterling PublishingCo. Ltd, 1994, p.65.
- Chaput G., Laurent J., Boitiaux J. P, Gosyns J., Sarrazin P. Pretreat alkylation feed. Hydrocarbon-processing, 1992, № 71, p.51−54.
- Ипатьев B.E. Каталитические реакции при высоких температурах и давлениях. М., АЫСССР, 1936, 718с.
- Ipatieff V., Vand Grosse A. Action of Aluminium chloride on paraffins autodestructive*alkylation. Industrial and Engineering" Chemistry, 1936, p.461−454.
- Овсянников В.П., Панаева C.A., Суманов B.T., Еермашева И. И., Хаджиев С. Н., Правдин В. Г., Юрченко О. П., Саликова Р. И. Катализатор алкилирования изобутана бутенами. A.C. СССР № 149 553, 1989.
- Hutson Т., Cecil O.G. Formation and regeneration of catalyst in an alkylation and isomerization process, пат. США № 3 476 825, 1969.
- Bernard! J.R., Brunei D.E., Commeyras A.A., Coste C. Ml, Itier JJi, Knoche HiW. Catalytic composition for the conversion of hydrocarbons, пат. США № 3 960 764, 1976.
- Kramer G.M. Isomerization alkylation systems, пат. США № 4 229 611, 1980:
- Barger P.T. Alkylation af alkanes with mixtures of alkenes and alkyl halides. пат. США № 6 103 947, 2000.
- Дроздов Г. В. Получение моторных алкилатов на* основе парафинов и ациклических олефиновых углеводородов. М., ЦНИИТЭНефтехим, 1979, 84с.
- Randall J.H., Proctor O.P. Control of reaction temperature in plurality of alkylation reactors, пат. США № 3 726 941, 1973.
- Bridgeford R.E., Cawi V.A. Production of motor fuels, пат. США № 3 758 401, 1973.
- Diskenson R.L., RevealfW.S. Shell produces ethylene alkylate. Oil and Gas J., 1971, v.69,№ 20, p.120−129.
- Под ред. Л. Ф. Олбрайта и А. П. Голдсби. Алкилирование. Исследования и промышленное оформление процесса. М.: Химия, 1982, 366с.
- Brockington J.W., Bennett R.H. Alkylation process for production of motor fuels utilizing sulfuric acid catalyst with trifluoromethane sulfonic acid. пат. США № 3 970 721, 1976.
- Innes R.A. Isoparaffin-olefin HF alkyaltion promoted with trifluoromethansulfonic acid. пат. США № 4 118 433, 1978.
- Innes R.A. Hydrogen flouride alkylation5 of iso-paraffms in the presence of triflouromethanesulfonic acid, пат Канад. № 1 020 590- 1978.
- Parker P.T., Mayer I. Alkylation, with separate olefin streams including isobutylene. пат. США № 3 778 489,1973.
- Kramer G.M. Alkylation promoter, пат. США № 3 231 633, 1966.
- Kramer G.M., Carter J.L. Alkylation process using alyphatic amine catalyst modifier, пат. США № 3 324 196, 1967.
- Olah G.A. Alkylation process utilising a lewis acid halide with fluorosulfuric or trifluoromethanesulfonic acid. пат. США № 3 708 553, 1973.
- McCaulay D.A. Alkylation of heptanes with isobutane using antimony pentafluoride-fluorosulfonic acid. пат. США № 3 819 743, 1974.
- Bloch H.S. Hydrocarbon conversion catalyst and process, пат. США № 3 678 120, 1972.
- Misono M., Okuhara T. Solid superacid catalysts. Chemtech., 1993, p.23.
- Meister J.M., Black S.M., Muldoon B.S., Wei D.H., Roeseler C.M. Optimize alkylate production, for clean fuels. Hydrocarbon processing, 2000, v.79, № 11, p.65−63
- Ахмадова PiM., Гайрбеков T.M., Вольпин M.E., Суманов B.T., Новиков Ю. Н., Квачева Л. Д. Способ получения алкилбензина и изобутана. пат. РФ № 2 022 954, 1994.
- Huss A., Kennedy C.R. пат. США № 4 935 577, 1990.
- Kokal J.A., Oroskar A.R. Metal cation-modified alkylation catalysts, пат. США № 5 849 977, 1998.
- Crathorne E.A., Howell I.V., Pitkethly R.C. Production of acid hydrocarbon conversion catalysts, пат. США № 3 975 299, 1976.
- Kemp J.D. Isoparaffin-olefin alkylation" with a supported HE antymony pentafluoride catalyst, пат. США № 3 852 371, 1974.
- Kemp J.D., Mulaskey R.F. Catalyst rejuvenation, пат. США № 3 809 728, 1974.
- Berenbaum M: B., Izod T.P.J., Taylor D.R., Hewes J.D. Preparation of strong and super acid catalysts using elemental fluorine, пат. США № 5 220 087, 1993.
- Pater J., Gardona F., Canaff C., Gnop N.S., Szabo G., Guisnet M. Alkylation of isobutane with 2-betene over HFAU zeolite/ Composition of coke and deactivation effect. Industrial and Engineering Chemistry, 1999, № 38, p.3822−3829.
- Liang C.H., Anthony R.G. Preprints, Div. Petroleum Chemistry, 1993, v.38, № 4, p.892−894.
- Guo C., Yao S., Cao J., Qian Z. Alkylation of isobutane with butenes over solid superacids, S04″ /Zr02 and S04 /Ті02. Applied Catalysis A: General, 1994, v.107, № 2, p.229−238.
- Хаджиев С.Н., Суманов В. Т., Гайрбеков Т. М., Ахмадова P.Mi, Гайрбекова С. М., Яндиева JI.A., Крюков О. В. Способ получения алкилбензина. A.C. СССР № 1 622 358, 1991.
- Гайрбеков Т.М., Хаджиев С. Н., Суманов В. Т., Ахмадова P.M., Гайрбекова
- С.М., Яндиева JI.C., Крюков О. В. Способ получения алкилбензина. A.C. СССР № 1 696 415- 1991.
- Бачурихин A. JL, Гаджиев Б. А. Способ получения алкилбензина (варианты), пат. РФ № 2 161 147, 2000.
- Garwood1 W-.E., Leaman W.K., Myers C.G., Plank CJ. Isoparaffin-olefin alkylation using crystalline zeolite catalyst, пат. США№ 3 251 902, 1966.
- Bolton A.P., Pickert P.E. Isoparaffin alkylation process and catalyst for use therein, пат. США № 3 549 557, 1970.
- Wayne F.W.K., Barmby D.S.," Potts J.D. Gd-zeolite and/ hydrocarbon conversion process with Gd^-zeolite catalyst, пат. США № 3 624 173, 1971.
- Caesar P.D., Haag W.O. Isoparaffin-olefin alkylation with crystalline zeolite catalysts at low isoparaffin to olefin ratios, пат. США № 3 647 916, 1972.
- Kirsch F.W., Potts J.D., Barmby D.S. Continuous alkylation process, пат. США № 3 655 813, 1972.
- Pickert P.E., Bolton^ A.P. Isoparaffin alkylation process and catalyst for use therein, пат. США № 3 795 714, 1974.
- Eberly P.E., KimberlintC.N. Paraffin alkylation with olefin ising highly active crystalline zeolite catalyst, пат. США № 3 840 613, 1974.
- Yang C.-L. Hydrocarbon alkylation process using catalyst regeneration, пат. США № 3 851 004, 1974.
- Kirsch F.W., Barmby D.S., Potts J.D. Process for paraffin-olefin alkylation. пат. США № 3 865 894, 1975.
- Kirsch F.W., Barmby D.S., Potts J.D. Crystalline alumino-silicate zeolites containing polyvalent metal cations, пат. США № 3 839 228, 1974.
- Kirsch F.W., Barmby D.S., Potts J.D. Crystalline alumino-silicate zeolites containing polyvalent metal cations, пат. США № 4 300 015, 1981.
- Yang, G.-L. Isoparaffin alkyaltion process witb periodic catalyst regeneration, пат. США № 3 893 942, 1975-
- Huang T. J- Isoparaffin-olefm alkylation process, пат. США № 5 705 729, ¦• i998i ., ••-. ¦- -. -103: Van? Broekhoven E. Hi, Cabre F.R.M., Bogaardi P. Process for alkylating hydrocarbons, пат: США № 5 986 168, 1999.
- Garwood W.E., Venuto P.B. Paraffin-olefin alkylation over crystalline aluminosilicates J: CataK, 1968j У. Г1, № 2, p-l/75-l!77.
- Weitkamp Ji, EmstiS-: Thetthirteenthiworldipetroleumscongress. 1992. New York: John Wiley & Sons- P315.,
- МортиковйЕ.С., Зеньковский.С.М,.МостовойЖ.Е- и дрг Алкилирование изобутана бутиленами на цеолитных катализаторах. Химия и технология топлив и масел, 1974, № 7, с. 13−16.
- Мортиков Е.С., Зеньковскиш С.М1, Мостовой Н-В1 и др: Получение алкилбензолов на цеолитных катализаторах. Применение цеолитов! в катализе. Первая Всесокхшая-Конфенция- 1976. Новосибирск, с.86−93. :
- Зеньковский С.М., Мортиков Е. С., Погорелов А. Г. ш др. Алкилирование изобутана н-бутаном на цеолитном катализаторе- Нефтехимия-, 1975^у.Г5- № 14- с-516−5201
- Плахотник В: А., Стручков А. В., Топчиева К. В. и др. лкилирование изобутана н-бутеиами в присутствии деалюминированных фожазитов с катионами- кальция- никеля и лантана. Вестник МГУ. Сер. Химия,. 1985, у.26,.№ 2, с.57−167.
- Разали Б., Кузнецов О. И., Панченков^Г.М. Влияние способа введения катионов Ca и La в цеолит HNaY на' его каталитические свойства" в реакции алкилирования изобутана н бутенами. Изв: ВУЗов, Сер. Нефть и газ., 1981, № 11, с.49−53.
- Цуприк. Я.Е., Галич П. Н., Патриляк К. И. и др. Исследование влияния катионного состава цеолитов" типа У на их каталитические свойства в реакции алкилирования изобутана бутиленами! Нефтепереработка и нефтехимия- 1983, № 25, с.51−54.
- Герзелиев И. М, Хаджиев С. Н., Лютер A.B. и др. Алкилирование изобутана бутиленами на! цеолитных катализаторах. 1976. Первая Всесоюзн. Конф. Новосибирск, «с.94−95.
- Герзелиев И: М., Хаджиев С. Н. Алкилирование изобутана бутиленами на цеолитных катализаторах. 1977. 100-летие реакции, алкилирования Всесоюзн. Конф. Иркутск, с. 115.
- Филипова O.E., Мирский Я. В., Александрова* И.Л. Влияние природы обменного катиона цеолитного катализатора на состав ¡-жидкого продукта* взаимодействия изобутана* с пропиленом' и бутиленами'. Сб. науч. тр. ГрозНИИ- 1978, №ХХХІІІ, с. 135−139.
- Леонтьев A.C., Хаджиев С. Н., Зюба Б.И* и др.4 Алкилирование изопарафинов олефинами на цеолитных катализаторах. Химия и технология топлив и масел, 1978, № 10, с.29−32.
- Герзелиев И.М., Тугушева Т. Р., Кириченко Г. С. О закономерностяхобразования алкилбензина на цеолитных катализаторах. Сб. науч. трі
- ГрозНИИ, 1980, №XXXV, c. l 17−123.
- Байбурский- ВШ5, Александрова? Ил А., Хаджиева! ЛЖ/ ш- др.• Закономерности^ синтеза? и свойства цеолитных катализаторовалкилирования» изопарафиновых. и ароматических углеводородов ' олефинами. G6. науч. тр. ГрозНИИ^ 1984, № 38, с.97−100. -
- Biale G. Alkyaltion process, пат. США № 3 644 565- 1972.
- Zabransky ВДп: Anderson R.F. Simulated moving bed alkylation process, пат. США № 4 008 291. 1977. ¦
- Childi JiE.^Huss A., Krambeck F it, Ragonese F. P, Thomson R.T., Yurchak S. Process for alkylation olefins and isoparaffins in fixed bed reactor, пат. CILIA № 5 073 655, 1991.
- Chu C.T., Hasain A., Huss A., Kresge G.T., Roth W. J- Isoparaffm-olefin alkylationprocess with zeolite MCM-36. Пат. США № 5 258 569, 1993.
- Husain A., Huss A., Klocke D: J., Timken H.K.C. Isoparaffin-olefin alkylation in the- presence of synthetic porous MCM-49. пат. США• № 5 254 792, 1993. ¦
- Juguin В., Raatz F., Marcilly C. Procede d’alkylation de paraffines d’une zeolite beta. пат. Фр. № 2 631 956, 1988.
- Yeh C.Y., Gao X., Angevine P.J. Alkylation process, заяв. пат. США № 2004/10 176,2004.
- Huang T. Ji Heterogeneous isoparaffin/olefin alkylation. пат. США № 4 384 161, 1983.
- Kirsch F.W., Barmby D.S., Potts J.D. Continuous process for producing gasoline blending components, пат. США № 3 706 814, 1972.
- Kaeding W.W., Butter S.A. Alkylation olefins, пат. США № 3 906 054, 1975.
- Fenske E.R., AndersonR.F. Isoparaffin-olefin alkylation utilizing cristalline aluminosilicate catalyst in an adsorbtion zone. пат. США № 3 917 738, 1975.
- Stine L.O., Ward DiJ. Simulated, moving bed’reaction process, пат. США № 4 028 430- 1977.'
- Zabransky' R.F., Anderson R.F. Simulated moving bed alkylation process, пат. США № 4 049 739, 1977.
- Stine L.O., Ward D.J. Simulated moving bed reaction" process. пат. США № 4 072 729, 1978.
- Chester A.W., Chu Y.-E. Alkylation of isoparaffins with olefins, пат: США № 4 377 721, 1983.
- Huang Т.J., Shinnar R. Isoparaffin-olefin- alkylation process, пат. США № 5 292 981, 1994.
- Muklierjee M., Nehlsen J. Reduce alkylate costs with solid-acid-catalysts. Hydrocarbon Processing, 2007.
- Mukherjee M., Nehlsen J., Sundaresan S. Scale-up strategy applied to solid-acid alkylation process. Oil and Gas J., 2006, v. 104, № 26.
- Mukherjee M., Nehlsen J., Dixon J., Suciu G.D. Step-out paraffin alkylation process using engineered solid catalyst. Hydrocarbon World, 2008, v.3, № 1.
- Колесников И.М. Катализ и производство катализаторов. М.: Техника, 2004. 400с.
- Zhang' W., Sun M., Prins R. Electrostatic Potential at Atomic Sites as a
- Reactivity Descriptor for Hydrogen Bonding // The Journal of Physical Chemistry A. 2002. — Vol. 106. — P. 11 805−11 809.
- Лавренов, A.B., Богданец E.H., Дуплякин B.K. Твердокислотное алкилирование изобутана бутенами: путь от выяснения причин* быстрой дезактивации катализаторов к технологическому оформлению процессов // Катализ в промышленности. 2009. № 1. С. 28−38.
- Миначев Х.М., Мортиков Е. С., Зеньковский С. М., Мостовой Н. В., Кононов Н. Ф. // Алкилирование. Исследование и промышленное оформление процесса. М.: Химия, 1982. С. 81−86.
- Богдан В.И. Гетерогенно-каталитические реакции в сверхкритических условиях // Рос. хим. ж. 2004. № 6. С. 84−91.
- Богдан В.И., Казанский В. Б. Использование сверхкритических условий проведения гетерогенно-каталитических реакций в решении проблем дезактивации катализаторов // Катализ в промышленности. 2003. № 3. С.43−51.