Введение
Глава 1. Литературный обзор 11
1.1. Сырьевая база производства этилена и пропилена 11
1.2. Технология и тенденции развития процесса пиролиза углеводородов 14
1.3. Термодинамика процесса пиролиза 16
1.4. Механизм и кинетика процесса каталитического пиролиза низших алканов 18
1.5. Катализаторы пиролиза углеводородного сырья 26
1.6. Коксоотложение и дезактивация катализаторов 30
1.6.1. Природа коксовых отложений 32
1.6.2. Влияние конструктивных особенностей реактора на скорость коксоотложения 35
1.6.3. Способы снижения коксообразования и коксоотложения 36
Глава 2. Экспериментальная часть 43
2.1. Характеристика сырья, реагентов и материалов 43
2.2. Методика приготовления катализаторов 45
2.2.1-. Методика приготовления катализаторов для исследования процесса пиролиза импульсным методом 45
2.2.2. Методика приготовления катализаторов для исследования процесса пиролиза в проточном режиме 46
2.3. Выбор типа лабораторных установок для исследования процесса пиролиза углеводородов 46
2.3.1. Методика исследования реакций пиролиза углеводородов в реакторе с импульсным вводом сырья 48
2.3.2. Методика исследования реакций пиролиза углеводородов в проточном режиме 48
2.4. Методы исследования продуктов пиролиза углеводородного сырья 51
2.4.1. Газохроматографический анализ продуктов пиролиза 51
2.4.2. Хромато-масс-спектрометрический анализ жидких продуктов пиролиза 54
2.4.3. ИК-спектральный анализ состава катализатора и твёрдых продуктов пиролиза 54
2.4.4. Электронно-микроскопическое исследование твёрдых продуктов пиролиза 54
2.5. Методика кинетических измерений 55
2.6. Выбор условий проведения эксперимента 56
2.7. Оценка эффективности катализаторов 58
Глава 3. Результаты экспериментов и их обсуждение 60
3.1. Кинетические закономерности термического распада пропан-бутановой углеводородной смеси в зависимости от материала реактора 60
3.1.1. Влияние материала реактора на процесс пиролиза в импульсном режиме 60
3.1.2. Влияние материала реактора на процесс пиролиза в проточной системе 65
3.2. Кинетические закономерности пиролиза индивидуальных алканов (пропан, бутан) 68
3.3. Исследование каталитического пиролиза пропан-бутановой углеводородной смеси 74
3.3.1. Каталитический пиролиз пропан-бутановой углеводородной смеси в импульсном режиме 74
3.3.1.1. Пиролиз пропан-бутановой углеводородной смеси на керамическом материале "ХИПЕК" 75
3.3.1.2. Термораспад пропан-бутановой углеводородной смеси на металлической стружке с плёночным покрытием 76
3.3.1.3. Сравнение результатов каталитического пиролиза пропан-бутановой углеводородной смеси, полученных в импульсном режиме 77
3.3.2. Каталитический пиролиз пропан-бутановой углеводородной смеси в проточном режиме 80
3.3.2.1. Превращения пропан-бутановой углеводородной смеси в присутствии керамического материала "ХИПЕК" 80
3.3.2.2. Влияние каталитического плёночного покрытия на поверхности реактора на кинетику процесса пиролиза пропан-бутановой углеводородной смеси 83
3.3.2.3. Пиролиз пропан-бутановой углеводородной смеси в присутствии катализатора "ХИПЕК" в реакторе с плёночным покрытием 95
3.3.2.4. Сравнение катализаторов, изученных в процессе пиролиза пропан-бутановой углеводородной смеси в проточном режиме 97
3.4. Сравнение результатов пиролиза, полученных в проточном и импульсном режимах 101
3.5. О механизме пиролиза пропан-бутановой углеводородной смеси в присутствии изученных катализаторов 103
Глава 4. Физические исследования катализаторов и продуктов пиролиза 107
4.1. Изучение состава пироконденсата, полученного при пиролизе исходных алканов, хромато-масс-спектрометрическим методом 107
4.2. Исследование катализатора "хипек" и твёрдых продуктов пиролиза методом ик-спектроскопии 108
4.2.1. ИК-спектральный анализ керамического материала "ХИПЕК" 108
4.2.2. Исследование твёрдых продуктов пиролиза методом ИК-спектроскопии 112
4.3. Электронно-микроскопический анализ твёрдых продуктов пиролиза 114
Выводы 117
Литература 119
Приложения 133
