Введение
1. Анализ литературных данных по химии и технологии производства низших олефинов с2=-с3= из нефтяного и газового сырья 13
1.1 Промышленные способы производства низших олефинов 13
1.1.1 Процесс парового крекинга углеводородов 13
1.1.2 Процесс каталитического крекинга «Флюид» (ККФ) 18
1.1.3 Процесс Фишера-Тропша с получением низших олефинов 22
1.1.4 Процесс каталитического пиролиза метанола в низшие олефины 24
1.2 Инновационные направления квалифицированной переработки природного газа в этилен и пропилен 28
1.2.1 Процесс окислительной конденсации метана с получением этилена 29
1.2.2 Процесс каталитического пиролиза диметилового эфира в низшие олефины 31
1.2.3 Процесс переработки хлористого метила, полученного из природного газа, в низшие олефины 35
1.2.3.1 Получение низших олефинов каталитическим пиролизом хлористого метила 36
1.3. Заключение 53
2. Методическая часть 58
2.1. Методика приготовления катализатора на основе силикоалюмофосфата SAPO-34 58
2.2. Описание лабораторной установки и методика проведения экспериментальных исследований пиролиза хлористого метила 62
2.3. Методика проведения процесса регенерации дезактивированных катализаторов на основе силикоалюмофосфата SAPO-34 66
2.4. Методики анализа продуктов пиролиза хлористого метила и процесса регенерации 68
2.4.1 Методика проведения хроматографического анализа реакционных газов 68
2.4.2 Методика проведения волюмометрического анализа газов регенерации
2.4.3 Методика проведения хроматографического анализа газов регенерации 72
2.5. Методика обработки экспериментальных данных процесса каталитического пиролиза хлористого метила 73
2.6. Методика расчета материального баланса эксперимента по изучению процесса каталитического пиролиза хлористого метила 77
2.7. Методика расчета материального баланса эксперимента по изучению процесса регенерации дезактивированного катализатора пиролиза хлористого метила 79
2.8 Методика расчета массы углеродсодержащих отложений, образующихся на катализаторе в процессе пиролиза хлористого метила. Пилотные испытания. 82
2.9. Методика математической обработки результатов кинетических исследований 83
3. Обсуждение результатов 86
3.1 Выбор каталитической системы для осуществления процесса пиролиза хлористого метила с образованием низших олефинов С2=-С3= в условиях стационарного слоя катализатора 86
3.1.1 Выбор активного компонента катализатора процесса пиролиза хлористого метила с образованием низших олефинов С2=-С3=. 86
3.1.2 Исследование влияния температуры и объемной скорости подачи сырья на показатели процесса каталитического пиролиза хлористого метила в присутствии силикоалюмофосфата SAPO- 34 100
3.1.2.1 Определение температурной зависимости конверсии хлористого метила и селективности образования низших олефинов С2=-С3= 100
3.1.2.2 Определение влияния объемной скорости подачи сырья на конверсию хлористого метила и селективность образования низших олефинов С2=-С3= 102
3.1.3. Выбор состава гранулированного катализатора пиролиза хлористого метила 104
3.1.3.1 Выбор связующего компонента для гранулированного катализатора пиролиза хлористого метил 105
3.1.3.2 Определение количества связующего компонента, введенного в состав гранулированного катализатора пиролиза хлористого метила 107
3.1.4 Тестирование микросферического катализатора SAPO-34/Al2O3 в процессе пиролиза хлористого метила 112
3.2 Изучение процесса пиролиза хлористого метила в режиме псевдоожижения 117
3.2.1 Исследование влияния температуры на процесс пиролиза хлористого метила в режиме псевдоожижения 117
3.2.2 Исследование влияния объемной скорости подачи сырья на процесс пиролиза хлористого метила в режиме псевдоожижения
3.2.3 Исследование влияния линейной скорости на процесс пиролиза хлористого метила в режиме псевдоожижения 121
3.2.4 Исследование влияния продолжительности работы катализатора на показатели процесса пиролиза хлористого метила в режиме псевдоожижения 123
3.3. Кинетические исследования реакции процесса пиролиза хлористого метила в режиме псевдоожижения 127
3.3.1 Химизм процесса пиролиза хлористого метила 127
3.3.2 Кинетические исследования реакции процесса пиролиза хлористого метила на SAPO-34/Al2O3 – микросфера 128
3.4 Изучения процесса регенерации катализатора SAPO-34/Al2O3 микросфера в режиме псевдоожижения 136
3.4.1 Изучение влияние температуры на процесс регенерации отработанного катализатора пиролиза хлористого метила 137
3.4.2 Изучение влияние объемной подачи воздуха на процесс регенерации отработанного катализатора пиролиза хлористого метила 138
3.4.3 Изучение динамики образования углеродсодержащих отложений SAPO-34/Al2O3 – микросфера в процессе пиролиза хлористого метила 139
3.4.4 Исследование изменения остаточной массы углеродсодержащих отложений на катализаторе SAPO-34/Al2O3 – микросфера 141
3.4.5 Изучение влияния концентрации углеродсодержащих отложений на катализаторе SAPO-34/Al2O3 – микросфера на показатели процесса пиролиза хлористого метила 144
3.4.6 Изучение стабильности микросферического катализатора SAPO 34/Al2O3 в непрерывном режиме проведения циклов «реакция-регенерация» 150
3.5. Отработка процесса каталитического пиролиза хлористого метила в режиме псевдоожижения на пилотной установке 152
3.5.1 Описание пилотной установки и методики проведения эксперимента и регенерации катализатора 152
3.5.2 Отработка температурного режима способа получения низших олефинов пиролизом хлористого метила на катализаторе SAPO-34/Al2O3 - микросфера 159
3.5.3 Рекомендации по выбору объемной скорости подачи сырья для осуществления способа получения низших олефинов пиролизом хлористого метила на катализаторе SAPO-34/Al2O3 - микросфера 162
3.5.4 Влияние линейной скорости на показатели процесса пиролиза хлористого метила 164
3.5.5 Отработка процесса регенерации дезактивированного катализатора SAPO-34/Al2O3 микросфера 165
3.5.5.1 Изучение динамики образования углеродсодержащих отложений на катализаторе SAPO-34/Al2O3 – микросфера в процессе пиролиза хлористого метила и влияние концентрации углеродсодержащих отложений на его технологические показатели 167
4. Принципиальная технологическая схема получения низших олефинов каталитическим пиролизом хлористого метила 171
4.1 Принципиальная технологическая схема процесса каталитического пиролиза хлористого метила в низшие олефины С2=-С3=. 171
4.2 Нормы технологического режима процесса каталитического пиролиза хлористого метила в низшие олефины С2=-С3=. 176
4.3 Принципиальная блок-схема сспособа переработки хлористого метила, полученного из природного газа, в низшие олефины для производства ценныхтоварных продуктов, преимущественно полимеров 177
4.4. Принципиальная блок-схема способа переработки хлористого метила, полученного из природного газа, в низшие олефины для производства ценных товарных продуктов, преимущественно полимеров. 178
5. Выводы 181
Перечень обозначений и сокращений 184
Список литературы 186
