Авторизация
Авторизируйтесь
X
  • Логин*
  • Пароль *
или зарегистрируйтесь
Регистрация
X
  • Логин
    (3-15 символов)*
  • Пароль
    (6-15 символов)
    *
  • Подтвердите пароль *
Сообщение администратору
X
 <<

Разработка процесса получения ароматический концентратов из алканов СЗ—С7 на цеолитсодержащих катализаторах

Корсаков Сергей Николаевич

Разработка процесса получения ароматический концентратов из алканов СЗ—С7 на цеолитсодержащих катализаторах

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Уфа - 2004

Диссертация | 2004 | Россия | docx/pdf | 6.69 Мб

Для доступа к источнику авторизируйтесь или зарегистрируйтесь.

Внимание! Все источники запакованы в zip архивы! Для распаковки на android-устройствах Вы можете воспользоваться одним из сторонних приложений, например Total Commander



Специальность 05.17.07
«Химия и технология топлив и специальных продуктов»
Химическая технология. Химические
производства — Технология органических
веществ — Технология топлива — Переработка
нефти и нефтяных газов. Производство
нефтепродуктов — Каталитические и
контактные процессы переработки жидких и
газообразных нефтяных углеводородов —
Каталитическая циклизация алканов
(ароматизация, дегидроциклодегидрогенизация,
дегидроциклизация). Химическая технология.
Химические производства — Основной
органический синтез. Тяжелый органический
синтез — Синтез изоциклических
(карбоциклических) соединений — Синтез
Одной из актуальных проблем для большинства удаленных регионов добычи нефти и газа является обеспечение их нефтепродуктами, потребляемыми в значительных объемах, такими как бензин, керосин, дизельное топливо, мазут. Затраты на доставку нефтепродуктов в эти регионы, учитывая суровые климатические условия, ограниченные сроки завоза, очень велики и зачастую превышают стоимость нефтепродуктов в несколько раз. Дополнительные затраты необходимы на хранение в местах потребления.
* В настоящее время затраты на организацию централизованного завоза
нефтепродуктов тяжелым бременем ложатся как на федеральный бюджет, так и на региональные бюджеты субъектов Федерации.
Вместе с тем на этих территориях расположены в большом количестве скважины или месторождения, не эксплуатируемые из-за отсутствия средств на их обустройство. Как показали исследования, нефти и газовые конденсаты этих месторождений являются малосернистыми, маловязкими (содержание серы не более 0,5 % мае., вязкость менее 10 сП) и имеют плотность, как правило, не выше 870 кг/м3 [1].
Так, например, месторождения нефти и конденсата на территории Ямало- Ненецкого национального округа при низком содержании серы отличаются высоким выходом светлых фракции, выкипающих до 350 °С - от 50 до 70 % мае. на нефть.
Малосернистой, низкопарафинистой с хорошим потенциалом светлых
фракций нефтью располагают месторождения Ханты-Мансийского
ф'
автономного округа, Республики Саха-Якутия, Красноярского края, юга Тюменской и Томской областей [1].
Наличие углеводородного сырья такого качества позволяет говорить о возможности переработки его на месте с целью получения необходимого для местных нужд количества и ассортимента продуктов нефтепереработки, соответствующих действующим стандартам. При этом не исключается исполь- 
зование в труднодоступных районах незначительной части нефти, конденсата и газа с крупных месторождений.
В такой ситуации концепция самообеспечения необходимым ассортиментом нефтепродуктов в требуемых объемах является экономически наиболее целесообразной [2].
Строительство малогабаритных блочных установок (МГБУ) производительностью до 100 тыс. т/год по сырью могло бы в значительной степени сократить завоз топлива в эти регионы, а в ряде случаев и полностью
исключить его.
к. _
Однако отношение к строительству малогабаритных установок или минизаводов далеко неоднозначно, что связано с низкой их рентабельностью. Это можно объяснить тем, что технология, используемая на малогабаритных установках, основана обычно на простых и надежных методах дистилляции и перегонки [3]. В этом случае не может идти речь об удовлетворении потребностей ни по ассортименту, ни по качеству, которое определяется физико-химическими свойствами сырья. Когда МГБУ специализируется на
« выпуске какого-либо одного вида продукции, например, бензина или
дизельного топлива, остаточные фракции с установки обычно утилизируют путем обратной закачки в нефтепровод. Иногда работа таких установок носит периодический характер, когда остановки связаны с необходимостью реализации наработанной продукции. На МГБУ, как правило, не предусмотрены вторичные процессы переработки нефти, что значительно снижает глубину переработки и качество готовой продукции.
В настоящее время отечественными технологами и производителями оборудования созданы малые перерабатывающие заводы на базе МГБУ, отвечающие мировым стандартам. Они адаптированы к местным условиям и заметно дешевле импортных аналогов.
Если экономику таких установок строить с учетом максимальной приближенности их к местам добычи и потребления продукции, с учетом заданного ассортимента продукции применительно к конкретному региону и 
виду сырья, то, как показывают аналитические расчеты, доходность таких установок будет достаточно высока, а окупаемость установок в зависимости от производительности и ассортимента продукции составит не более 3-6 месяцев [2]. В других, менее оптимистичных прогнозах срок окупаемости МГБУ производительностью 100 тыс. т/год колеблется от 1,5 до 3 лет [4]. Цена получаемых нефтепродуктов на малогабаритных установках может быть сопоставима с заводской стоимостью соответствующих продуктов крупного производства [4]. Поэтому Правительство Российской Федерации, поддерживая такой подход к решению топливной проблемы регионов Крайнего Севера, своим Постановлением от 5 июня 1997 г. № 675 поручило Госкомсеверу России совместно с заинтересованными Министерствами и ведомствами разработать программу внедрения малотоннажных производств в регионах Крайнего Севера и приравненных к ним местностям и принять меры по ее реализации.
Возможные пути реализации этой программы широко обсуждались на различных конференциях и семинарах [5-10]. Тем не менее проблема обеспечения нефтепродуктами удаленных регионов добычи нефти до сих пор не решена, и работы, связанные с созданием многофункциональных малогабаритных заводов по переработке нефти и газа, не потеряли своей актуальности.
Настоящая работа проводится по государственному контракту № 41=003.11.2908 от 25.06.2002 г. на выполнение НИОКР, проводимых по заказу Минпромнауки России в рамках раздела «Топливо и энергетика» блока «Поисково-прикладные исследования и разработки» ФЦНТП - Федеральной целевой научно-технической программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники» на 2002-2006 гг.
При этом она отражает вклад автора в решение проблемы обеспечения нефтепродуктами удаленных регионов добычи нефти, его участие в разработке процесса получения ароматических углеводородов из газообразного сырья и проверке разработанного процесса в опытно-промышленном масштабе на экспериментальной базе ОАО «НИПИгазпереработка». 
Цель работы:
а) выбор наиболее эффективного катализатора ароматизации легких углеводородов С3-С7 из числа тех, которые уже опробованы в процессах облагораживания бензиновых фракций в промышленном масштабе или при длительных испытаниях;
б) разработка технологии и аппаратурного оформления процесса ароматизации легких углеводородов;
с) проведение опытно-промышленных испытаний процесса ароматизации легких углеводородов С3-С7 на малогабаритной блочной установке (МГБУ).
Научная новизна. Впервые проведены исследования по определению возможности использования опытно-промышленных катализаторов облагораживания прямогонных бензинов (процессы Цеоформинг, Цеокат) при ароматизации парафинов С3-С7 в случае модифицирования данных катализаторов цинком. Впервые выявлены закономерности ароматизации газообразных и жидких парафинов и показано, что механизм их превращения в выбранных условиях одинаков и протекает по двум конкурирующим маршрутам: прямой и деструктивной ароматизации. Исследовано влияние добавок бензола в парафиновое сырье на выход и состав продуктов ароматизации. Установлено, что в определенных условиях при совместном превращении бутана и бензола скорости реакций ароматизации бутана и алкилирования бензола продуктами крекинга бутана сопоставимы.
Практическая ценность. Полученные результаты могут быть использованы при разработке, проектировании, выборе оборудования, строительстве и эксплуатации промышленных МГБУ производительностью до 100 тыс. т/год по сырью, работающих в труднодоступных регионах Крайнего Севера и приравненных к ним местностям.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Выбор эффективного катализатора ароматизации газообразных и жидких углеводородов С3-С7 по результатам изучения активности и селективности в зависимости от условий проведения процесса.
2. Определение оптимальных технологических параметров процесса ароматизации углеводородов С3-С4 на катализаторе ИК-30/5 % Zn. 
3. Изучение влияния на процесс ароматизации добавок бензола в парафиновое сырье.
4. Установка каталитической переработки легкого углеводородного сырья и результаты проведения процесса ароматизации в опытно-промышленных условиях.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 163 страницах машинописного текста, содержит 33 таблицы, 22 рисунка, 5 приложений и состоит из введения, семи глав, выводов и списка литературы, насчитывающего 166 ссылок.
В первой главе обсуждены литературные данные о технологическом оформлении каталитических процессов облагораживания прямогонных бензиновых фракций нефти и газоконденсата, а также легких углеводородов Сз-С6. Рассмотрены типы цеолитсодержащих катализаторов и способы увеличения их активности и селективности действия, сформулированы задачи и направления исследований. Во второй главе приведены методики каталитических исследований, хроматографического и других методов анализа сырья и продуктов реакции, описание пилотной установки. В третьей главе изложены результаты исследований по определению основных закономерностей ароматизации пропана, бутанов и их смесей при различной температуре и объемной скорости подачи сырья. Приведены результаты сравнительных испытаний катализаторов. В четвертой главе рассмотрен возможный механизм ароматизации индивидуальных углеводородов С3-С7 , циклогексана, а также бинарной смеси бутан-гептан. В пятой главе исследовано влияние добавок бензола в парафиновое сырье. Показано значительное изменение состава продуктов реакции при взаимодействии бензола с продуктами крекинга н- парафинов. В шестой главе приведены результаты освоения процесса ароматизации легких углеводородов в опытно-промышленных условиях. В седьмой главе приведены результаты расчета основных технико- экономичеких показателей работы опытно-промышленной установки.
Автор выражает глубокую благодарность заведующему лабораторией ДООО ОАО «НИПИгазлереработка» - НПО «Технефтегаз», кандидату химических наук, старшему научному сотруднику А.А. Мегедь за помощь и поддержку при выполнении диссертационной работы.

Содержание

Введение 4
Глава 1. Литературный обзор 9
1.1. Процессы облагораживания прямогонных бензиновых
фракций 11
1.2. Процессы переработки легкого углеводородного сырья 16
1.3. Катализаторы, используемые в процессах облагораживания
бензиновых фракций и ароматизации низкомолекулярных алканов 29
1.4. Выбор направления исследований 35
Глава 2. Объекты и методы исследований 38
2.1. Характеристика сырья 38
2.2. Характеристика катализаторов 38
2.3. Описание пилотной установки 40
2.4. Методика проведения каталитических испытаний 42
2.5. Методика анализа сырья и продуктов 43
2.6. Обработка полученных результатов. Проверка воспроизводимости и достоверности опытов 44
Глава 3. Определение основных параметров процесса ароматизации
парафинов С3-С4 47
3.1. Проведение сравнительных испытаний катализаторов в
ароматизации н-бутановой фракции 47
3.2. Закономерности превращения парафиновых фракций при
различной температуре реакции 52
3.3. Закономерности превращения парафиновых фракций при
разной объемной скорости подачи сырья 65
3.4. Влияние состава пропан-бутановой фракции на процесс
ароматизации 72
<
з
* 3.5. Изучение влияния содержания цинка на распределение
продуктов ароматизации парафинов С3-С4 76
Выводы к главе 3 81
Глава 4. Ароматизация углеводородов с различной молекулярной массой . 83
4.1. Закономерности ароматизации индивидуальных н-парафинов
С3-С7 и циклогексана 84
4.2. Превращение бинарной смеси бутан-гептан 92
Выводы к главе 4 96
Глава 5. Исследование добавок бензола в парафиновое сырье 97
*' 5.1. Превращение смеси н-гептан-бензол 97
5.2. Превращение смеси н-бутан-бензол 100
Выводы к главе 5 105
Глава 6. Результаты освоения процесса ароматизации легких углево
дородов в опытно-промышленных условиях 106
Выводы к главе 6 119
Глава 7. Расчет основных технико-экономических показателей работы
« установки 120
Выводы к главе 7 128
Заключение 129
Список использованной литературы 132
Приложения 149
Приложение 1. Краткая характеристика основного технологического
оборудования 150
Приложение 2. Сертификат качества катализатора ИК-17-М 152
Приложение 3. Хроматограмма углеводородного состава концентрата 154
Приложение 4. Акт проведения совместных опытных испытаний
технологий процессов БИМТ и Аркон 158
Приложение 5. Акт о внедрении результатов диссертационной работы 162

Диссертация | 2004 | Россия | docx/pdf | 6.69 Мб

Для доступа к источнику авторизируйтесь или зарегистрируйтесь.

Внимание! Все источники запакованы в zip архивы! Для распаковки на android-устройствах Вы можете воспользоваться одним из сторонних приложений, например Total Commander



Разработка процесса получения ароматический концентратов из алканов СЗ—С7 на цеолитсодержащих катализаторах

релевантные научные источники:
  • Особенности синтеза полимерных форм фосфора в растворах
    Лавров Иван Александрович | Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук. Москва - 2005 | Диссертация | 2005 | Россия | docx/pdf | 11.23 Мб
    02.00.01 - Неорганическая химия. ВВЕДЕНИЕ Соединения, содержащие фосфор, являются важными компонентами технологических процессов. К настоящему моменту освоены и успешно функционируют производства по
  • Развитие методов расчета процесса ромелт и его моделирование с целью совершенствования технологии
    Бабкин Дмитрии Геннадьевич | Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва - 2004 | Диссертация | 2004 | Россия | docx/pdf | 14.05 Мб
    Специальность 05.16,02 - Металлургия черных, цветных и редких металлов. Актуальность работы. Московским государственным институтом стали и сплавов с участием рада организаций отрасли разработан и
  • Особенности процесса сгорания в бензиновых двигателях при добавке водорода в топливно-воздушную смесь
    Смоленский Виктор Владимирович | Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Тольятти - 2007 | Диссертация | 2007 | Россия | docx/pdf | 11.07 Мб
    Специальность 05.04.02 - Тепловые двигатели. Актуальность работы. Развитие автомобилестроения происходит при постоянном росте цен на энергоресурсы и ужесточении норм токсичности отработавших газов
  • Разработка теоретических и технологических основ производства чугуна процессом жидкофазного восстановления РОМЕЛТ
    Усачев Александр Борисович | Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Москва - 2003 | Диссертация | 2003 | Россия | docx/pdf | 15.28 Мб
    Специальность 05.16.02 - Металлургия черных, цветных и редких металлов. Актуальность работы. На протяжении нескольких десятилетий металлурги < промышленно развитых стран параллельно с
  • Допустимость доказательств в уголовном процессе
    | Ответы к зачету/экзамену | 2016 | Россия | docx | 0.31 Мб
    1. Понятие и содержание доказательственного права. Соотношение доказательственного права и теории доказывания. 2. Сущность и цель доказывания. 3. Понятие, источники и классификация доказательств в
  • Моделирование бизнес-процессов
    | Лекция | | docx | 0.44 Мб
    Лекция 1 Основные понятия теории моделирования систем Методологическая основа моделирования Аксиомы теории моделирования Системный подход к моделированию Характеристики моделей систем Цели и проблемы
  • Групповые иски в гражданском процессе
    Аболонин Глеб Олегович | Диссертация на соискание ученой степени кандидата юридических наук | Диссертация | 1999 | Россия | docx/pdf | 4.86 Мб
    Специальность 12.00.03 гражданское право, семейное право, гражданский процесс, между народное частное право. Екатеринбург 1999 Введение. 4. Глава 1. Защита многочисленной группы истцов в российском
  • Алгоритмизация и оптимизация технологического процесса ректификации нефти
    Кузнецов Виктор Георгиевич | Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук | Диссертация | 2005 | docx/pdf | 5.53 Мб
    05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность). Самара 2005 Введение 4 Глава 1. Процесс первичного разделения нефти как объект наблюде ния
  • Гражданский процесс
    Васильев С.В. | | Лекция | 2010 | Украина | docx | 1.18 Мб
    Курс лекций. - Х.: Эспада, 2010. В работе изложено современное состояние и фундаментальные основы гражданского процессуаольного права Украины. Курс лекций подготовлен на основе исторических
  • Оправдательный приговор в уголовном процессе: теоретические основы и правоприменительная практика
    Александрова Ольга Юрьевна | Диссертация на соискание ученой степени кандидата юридических наук. Красноярск 2005 | Диссертация | 2005 | Россия | docx/pdf | 5.56 Мб
    Специальность 12.00.09 - уголовный процесс, криминалистика и судебная экспертиза; оперативно-розыскная деятельность. Актуальность темы исследования. Конец XX и начало XXI веков стали переломными не

Другие источники по дисциплине Химия и технология топлив и специальных продуктов:

  1. Исследование научно-технических проблем эффекта кумуляции в зарядах малого и сверхмалого диаметра
    Нгуен Минь Туан | Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва - 2007 | Диссертация | 2007 | Россия | docx/pdf | 7.2 Мб