Введение
Глава 1. Литературный обзор 17
1.1 История развития процесса алкилирования 17
1.2 Физико-химические аспекты процесса алкилирования 19
1.2.1 Термодинамика процесса 19
1.2.2 Механизм процесса 20
1.2.3 Влияние условий на эффективность проведения процесса 22
1.3 Сырье процесса алкилирования 24
1.3.1 Влияние природы сырья на эффективность процесса 24
1.3.2 Наличие сырья и перспективы его промышленного производства 26
1.3.3 Подготовка сырья 28
1.4 Катализаторы алкилирования 29
1.4.1 Гомогенные кислотные катализаторы 29
1.4.2 Гетерогенные кислотные катализаторы 31
1.4.3 Цеолитные катализаторы 33
1.5 Технологии процесса алкилирования с применением гетерогенных катализаторов 39
1.5.1 Процесс алкилирования компании HaldorTopsoeA/S 39
1.5.2 Процесс алкилирования AlkyClean компаний ABB Lummus Global, Albemarle Catalysts и Neste Oil 41
1.5.3 Процесс алкилирования ExSact компании Exelus 48
1.5.4 Процесс алкилирования Alkylene компании UOP 53
1.5.5 Процессы АТК ГрозНИИ 60
1.5.6 Технология алкилирования ИНХС им. А.В. Топчиева РАН 72
Глава 2. Объекты и методы исследования 76
2.1 Характеристика сырья и веществ используемых при синтезе катализаторов 76
2.2 Методики исследования физико-химических и физико-механических свойств катализаторов алкилирования 77
2.2.1 Методы химического анализа 77
2.2.2 Определение адсорбционных характеристик 79
2.2.3 Определение характеристик кристаллической структуры 83
2.2.4 Определение индекса прочности катализатора 86
2.3 Описание схемы экспериментальной установки 88
2.3.1 Назначение установки 88
2.3.2 Описание технологической схемы установки 88
2.3.3 Описание устройства реактора 90
2.4 Описание пилотной установки 92
2.5 Методика анализа продуктов реакции (алкилата и «рециклового» изобутана) 95
2.6 Дифференциально-термический (ДТА) и термогравиметрический анализы (ТГА) образцов катализатора 95
Глава 3. Химический дизайн и синтез цеолитсодержащих катализаторов 96
3.1. Синтез цеолитов и цеолитных катализаторов алкилирования 98
3.1.1. Приготовление цеолитного компонента 98
3.1.2. Приготовление катализаторов 107
3.1.3. Обсуждение результатов 108
3.1.4. Исследование структуры цеолитной основы катализатора алкилирования 114
3.1.5. Влияние состава катализаторов на выход углеводородов С8 120
3.1.6. Выводы 125
Глава 4. Исследование закономерностей протекания процесса алкилирования изобутана бутан-бутеновой фракцией на синтезированных цеолитсодержащих катализаторов 127
4.1. Закономерности процесса алкилирования на синтезированных образцах катализаторов 127
4.1.1. Образцы серии № 1 и № 2 127
4.1.2. Образцы серии № 3 и № 4 130
4.1.3. Образцы серии № 5 и № 6 135
4.1.4. Влияние технологических параметров на каталитическую активность 140
4.2. Исследование влияния фазовых переходов на процесс алкилирования 144
4.2.1. Условия проведения процесса алкилирования 146
4.2.2. Цеолитсодержащие катализаторы алкилирования 147
4.2.3. Исследование влияния сверхкритических условий на показатели процесса получения алкилбензина на цеолитсодержащих катализаторах в проточном режиме 147
4.2.4. Исследование влияния сверхкритических условий на показатели процесса получения алкилбензина на цеолитсодержащих катализаторах в проточно-циркуляционном режиме 152 4.2.5 Обсуждение результатов 157
4.3. Регенерация цеолитсодержащих катализаторов алкилирования традиционными методами и с применением сверхкритических флюидов 158
4.3.1. Регенерация хлорсодержащими растворителями 161
4.3.2 Исследование образцов катализатора методами дифференциально термического (ДТА) и термогравиметрического анализа (ТГА) 163
4.3.3. Регенерация сверхкритическим флюидом – CO2 167
4.3.4. Исследование образцов катализатора методами дифференциально-термического (ДТА) и термогравиметрического анализа (ТГА) 172
Глава 5. Кинетическая модель процесса алкилирования и термодинамические расчеты образования изомеров изооктана в промышленных условиях 182
5.1 Кинетическая модель процесса алкилирования изобутана олефинами 182
5.2 Термодинамические расчеты образования изомеров изооктана в промышленных условиях 198
Глава 6. Рекомендации по возможности промышленного получения цеолитсодержащих катализаторов и использованию в процессе алкилирования изобутана олефинами 214
6.1 Технология производства гранулированных цеолитсодержащих катализаторов алкилирования 214
6.2 Процесс алкилирования на цеолитсодержащем катализаторе в сверхкритических условиях 222
Выводы 228
Литература 232
Приложение 1 257
Приложение 2 276
Приложение 3 304
Приложение 4 343
Приложение 5 362
Приложение 6 379
Приложение 7 391
