КРАТКАЯ АННОТАЦИЯ РАБОТЫ
«Название работы»
Зотов Руслан Анатольевич
Высокая стоимость сырой нефти привела к повышенному интересу в использовании природного газа или угля в качестве исходного сырья для производства моторных топлив и нефтехимических продуктов. Метанол может быть получен из таких исходных веществ через синтез газ и далее превращен, например, в олефины. Превращение метанола в олефины, катализируемое цеолитами, обычно называется MTO процесс (methanol to olefins). O коммерческом потенциале МТО известно давно, но из-за невысоких цен на нефть в прошлом и отсутствия эффективных катализаторов, процесс не получил широкого распространения. Было создано несколько пилотных установок, с применением ZSM-5 и SAPO-34 цеолитных катализаторов, но до промышленной реализации процесс доведен не был. Основным недостатком цеолитных катализаторов в МТО является высокий выход ароматических углеводородов и высших олефинов, которые образуются в процессе конверсии метанола, и не достаточно высокая селективность в образовании С2-С4 олефинов. В связи с тем, что на мировом рынке возрос спрос на низшие олефины, в Институте катализа ведется поиск катализаторов не цеолитной природы для МТО процесса.
Кроме того, в связи с сокращением природных ресурсов и постоянно поднимающимися ценами на сырую нефть, каталитическая дегидратация этанола (в особенности биоэтанола) в этилен становится более конкурентоспособным и многообещающим направлением и поэтому привлекает большое внимание. На сегодняшний день метод получения этилена, путем каталитической дегидратацией этанола получил коммерческое применение в таких странах, как Бразилия и Индия. Такой же процесс планируется в ближайшем будущем организовать на Украине. В связи с этим ЗАО «Северодонецкое объединение азот» заключило контракт с Институтом катализа по разработке исходных данных для проектирования технологических стадий получения этилена методом каталитической дегидратации. Первым этапом проводимой работы, является разработка и поиск максимально эффективного и недорого катализатора для этого процесса.
Поиск и разработка эффективных катализаторов для процессов получения олефинов (в основном С2-С4) из спиртов.
1. Разработка эффективного катализатора для МТО.
2. Поиск наиболее эффективного и доступного катализатора для процесса дегидратации спиртов в олефины. Подбор оптимальных условий реакции.
3. Исследование влияния различных добавок на активность и селективность оксидов алюминия в реакции дегидратации спиртов С2-С4.
4. Изучение кинетики реакции дегидратации спиртов С2-С4.
5. Изучение влияния концентрации кислотных и основных центров на скорость реакции.
Предполагаемые подходы к решению задач (этапы исследований)
1. Скрининг каталитических систем для процессов МТО и дегидратации спиртов.
2. Изучение кислотно-основных свойств каталитических систем методом ЭПР спиновых зондов.
3. Влияние модифицирования оксидов алюминия металлами, сульфатами и хлоридами на кислотно-основные и каталитические свойства.
4. Выбор наиболее эффективных катализаторов.
К настоящему времени нами закончен монтаж каталитической проточной установки и отработана система анализа всех возможных продуктов реакции при получении олефинов из спиртов в процессах МТО (метанол-в-олефины) и дегидратации спиртов.
Для получения олефинов из спиртов была протестирована серия основных катализаторов (ZnAl2O4(SnO), ZnAl2O4, MgAl2O4 содержание магния варьировалось от 60-100% от стехиометрического), катализаторов на основе фосфатированного сибунита с добавками переходных и редкоземельных металлов (Zn, Zr, Ni, Ce, Cu, Cr), нанесенных из разных предшественников, зауглероженные оксиды алюминия, стеклоуглерод, волокнистые углероды, фосфат циркония, фосфат циркония с добавкой лантана. К сожалению, не один из этих катализаторов не показал хорошей активности и/или селективности в образовании олефинов. Эти катализаторы оказались или неактивны или слишком активны и приводили к распаду метанола на водород, метан и оксиды углерода. Анализ жидкой фазы не показал наличие более тяжелых спиртов.
В дальнейшем планируется осуществить проведение реакций с совместной подачей этилена, метанола и добавками соединений йода. Термодинамический анализ показывает возможность протекания следующих реакций:
2CН3OH C2H4 + 2Н2О
3CН3OH C3H6 + 3Н2О
СН3OH + C2H4
C3H6 + H2O
СН3OH + CH3I C2H4
+ HI + H2O
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.