История разработки катализаторов для производства олефинов

Сибирское отделение Российской Академии наук

Институт философии и права

Кафедра философии

История разработки катализаторов для производства олефинов

Работа выполнена
аспирантом НИИЧаВо СО РАН
Зотовым Русланом Анатольевичем

Научный руководитель:
д.х.н., Молчанов Виктор Викторович

Новосибирск 2008

Содержание

1. Введение……………………………………………………………………..3

      1.1. История развития МТН процессов………………………………..3

      1.2. Получение этилена из этанола……………………………………4

2. Основанная часть…………………………………………………………..5

      2.1. Изучение механизмов МТН реакции……………………………..5

      2.2. Изучение механизма процесса дегидратации этанола……….11

      2.3. Дегидратация бутанола на модифицированных оксидах алюминия……………………………………………………………………….14

     2.4. Методы получения цеолитных катализаторов для МТО процесса………………………………………………………………………..16

     2.5. Методы получения чистых и модифицированных алюмооксидных катализаторов для дегидратации спиртов в олефины………………………………………………………………………..17

3. Выводы

4. Литература

1. Введение

В настоящее время связи с высокой стоимостью на нефть и нефтепродукты, большой интерес представляют альтернативные методы получения бензиновых фракции, предельных и непредельных углеводородов. В настоящее работе рассматривались методы получения олефинов (С2-С4) из спиртов. 

1.1. История развития МТН процессов [1]

Текущая стоимость сырой нефти привела к повышенному интересу в использовании природного газа или угля в качестве исходного сырья для производства бензина и нефтепродуктов. Метанол может быть получен из таких исходный веществ через синтез газ и дальше превращен в бензиновую фракцию углеводородов или в качестве альтернативы в легкие углеводороды, возможно алкены полимерной чистоты. Превращение метанола в углеводороды катализируемое цеолитами обычно называется MTH реакция, но так как выбор условий процесса и катализатора изменяет селективность, аббревиатуры MTO (метанол в олефины) и MTG (метанол в бензин) часто используются в зависимости от желаемых продуктов. О МТН химии, и ее коммерческом потенциале было известно десятилетия. Энергетический кризис в 1970х зажег новый интерес к MTG технологии. В поздних семидесятых, Новозеландское правительство решило построить  первую в мире установку для получения бензина из природного газа через метанол. В 1986 году, завод с плановым годовым производством бензина 600000 тонн на H-ZSM-5 катализаторе был запущен,  но из-за последующего падения цен на сырую нефть, только этап синтез метанола был оставлен в эксплуатации. Topsoe интегрировал процесс Haldor Topsoe AS  синтеза бензина (Tigas), также основанный на H-ZSM-5 в качестве катализатора, процесс был показан в пилотном масштабе в середине 80-х. Однако, TIGAS процесс никогда не увеличивал масштаб из-за ситуации на глобальном энергетическом рынке. Позже, большее внимание было уделено МТО реакции, и производству этилена и пропилена полимерной чистоты из метанола, используя UOP/Norsk Hydro технологию, которая была продемонстрирована на демо установке. В качестве катализатора для  UOP/Norsk Hydro MTO процесса используется силикоалюмофосфат H-SAPO-34. Lurgi разработал процесс в особенности нацеливаясь на селективное превращение метанола в пропилен на H-ZSM-5, и процесс был продемонстрирован в совместной Lurgi/Statoil демо установке. На сегодняшний день снова увеличивается коммерческий интерес к MTG процессу и возникает интерес, затрагивающая как природный газ так и угль в качестве исходного сырья. В ближайшие 5 лет должно появиться новое поколение метанольных установок спроектированные таким образом, чтобы производить большие количества продукции по значительно более низкой цене. Эти установки увеличат выгоду и интерес  МТН процессу.

1.2. Получение этилена из этанола [2].

Этилен является важным веществом для нефтехимической промышленности, он производится главным образом путем парового крекинга нефти или природного газа. Из-за высокой стоимости производства  и больших энергетических затрат, метод получения этилена, путем каталитической дегидратации этанола получил коммерческое применение только в нескольких странах, таких как Бразилия и Индия. На сегодняшний день, связи с сокращением природных ресурсов и энергии, а также из-за резко поднимающихся цен на сырую нефть, каталитическая дегидратация этанола (в особенности биоэтанола) в этилен становится все более и более конкурентоспособным и многообещающим направлением, и поэтому привлекающим большое внимание.

2. Основанная часть

2.1. Изучение механизмов МТН реакции