![]() Обратная связь ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
Каталитическое С-алкилирование изобутана олефинами
Назначение процесса - производство высокооктанового изокомпонента бензинов С- алкилированием изобутана бутиленами и пропиленом. Целевой продукт процесса - алкилат, состоящий практически нацело из изопарафинов, имеет высокое октановое число (90 -95 по моторному методу). Октановое число основного компонента алкилата - изооктана (2,2,4-триметилпентана) - принято, как известно, за 100. Теоретические основы. С-алкилирование* изоалканов олефинами в общем виде описывается уравнением С„Н211+2 + Ст Н2га Реакции синтеза высокомолекулярных углеводородов С-алки-лированием являются обратными по отношению к крекингу алканов и потому имеют сходные механизмы реагирования и относятся к одному классу катализа - кислотному. Реакции С-алкилирования протекают с выделением 85 - 90 кДж/моль (20 - 22 ккал/ моль) тепла в зависимости от вида олефина и образующегося изо-парафина, поэтому термодинамически предпочтительны низкие температуры, причем уже при 100 °С и ниже ее можно считать практически необратимой. Именно в таких условиях осуществляют промышленные процессы каталитического алкилирования. Из парафинов к каталитическому алкилированию способны только изопарафины, имеющие третичный атом углерода. Олефины могут быть различными (даже этилен), но чаще всего применяют бутилены, алкилирующие изобутан с образованием изо-С8Н18, по температуре кипения наиболее пригодных в качестве компонента бензинов. С-алкилирование протекает, как и каталитический крекинг, по карбений ионному цепному механизму. Рассмотрим механизм С-алкилирования на примере реакции изобутана с бутеном-2. Наряду с основными реакциями С -алкилирования изобутана бутиленами, при которых на 1 моль изобутана расходуется 1 моль олефина, в процессе протекают и побочные реакции, приводящие к образованию продуктов более легких или более тяжелых, чем целевой продукт, или к потере активности и увеличению расхода катализаторов. К таковым относятся реакции деструктивного алкилирования, самоалкилирование изобутана, С-алкилирование с участием С3 и С5 алканов и алкенов, полимеризация алкенов, сульфирование олефинов с образованием сложных эфиров, кислого шлама и др. Реакции самоалкилирования, осуществляемые с Н-переносом, протекают при большом избытке изобутана и малой концентрации бутиленов:Эта реакция нежелательна, поскольку вызывает повышенный расход изопарафина и образование малоценного jy.-бутана. Катализаторы С-алкилирования. Из всех возможных кислотных катализаторов в промышленных процессах алкилирования применение получили только серная и фтористоводородная кислоты Наиболее важными для жидкофазного катализа показателями кислот являются растворимости в них изобутана и олефинов. Растворимость изобутана в H2S04 невелика и приблизительно в 30 раз ниже, чем в HF. Олефины в этих кислотах растворяются достаточно хорошо и быстро. В этой связи концентрация изобутана на поверхности раздела фаз (эмульсии типа углеводород в кислоте) намного меньше концентрации олефинов, что обусловливает большую вероятность протекания реакций полимеризации олефинов. Для ускорения химических реакций С-алкилирования в среде H2S04 и HF необходимо интенсифицировать процессы перемешивания и диспергирования реакционной массы с целью увеличения поверхности раздела кислотной и углеводородной фаз. По совокупности каталитических свойств HF более предпочтителен, чем H2S04. Процессы фтористоводородного С-алкилирования характеризуются следующими основными преимуществами по сравнению с сернокислотным: - значительно меньший выход побочных продуктов, следовательно, более высокая селективность; - более высокие выход и качество алкилата; 160 кг H2S04 на 1 т алкилата); -возможность проведения процесса при более высоких температурах (25-40 °С вместо 7-10 при сернокислотном) с обычным водяным охлаждением; - возможность применения простых реакторных устройств без движущихся и трущихся частей, обусловленная повышенной взаимной растворимостью изобутана и HF; -небольшая металлоемкость реактора (в 10-15 раз меньше, чем у сернокислотного контактора, и в 25-35 раз меньше, чем у каскадного реактора); - легкая регенеруемость катализатора, что является одной из Однако большая летучесть и высокая токсичность фтороводоро-да ограничивают его более широкое применение в процессах С-алкилирования. В отечественной нефтепереработке применяются только процессы сернокислотного С-алкилирования. На НПЗ США около половины от суммарной мощности установок приходится на долю фтористоводородного С-алкилирования. Сырье. С-алкилированию в нефтепереработке чаще всего подвергают изобутан и значительно реже изопентан (последний является ценным компонентом автобензина (его ОЧИМ = 93). Существенное влияние на показатели процесса оказывает состав алкенов. Этилен практически не алкилирует изобутан, но сульфатируется и по- лимеризуется. Пропилен легко вступает в реакцию с изобутаном, но октановое число меньше, чем при алкилировании бутиленами (табл. 8.9). Высшие алкены (С5 и выше) более склонны к реакциям деструктивного алкилирования с образованием низкомолекулярных и низкооктановых продуктов. Как видно из табл. 8.9, оптимальным сырьем для С-алкилирова-ния изобутана являются бутилены. В нефтепереработке в качестве алкенового сырья обычно используют бутан-бутиленовую фракцию в смеси с пропан-пропиленовой с содержанием пропилена менее 50 % от суммы алкенов. Алканы нормального строения С3 - С5 в реакциюалкилирования не вступают и являются инертными примесями. Основы управления процессом сернокислотного С-алкилирова-ния. Важными оперативными параметрами, влияющими на материальный баланс и качество продуктов С-алкилирования, являются: давление, температура, объемная скорость сырья, концентрация кислоты, соотношения изобутанюлефин, кислотахырье и интенсивность перемешивания сырья с катализатором. Давление. При сернокислотном жидкофазном С-алкилировании изменение давления не оказывает существенного влияния на процесс. Давление должно ненамного превышать упругость паров углеводородов сырья при температуре катализа. Обычно в реакторах с внутренней системой охлаждения при С-алкилировании изобутана бутиленами давление поддерживают 0,35 - 0,42 МПа. Если сырье содержит пропан-пропиленовую фракцию, то давление в реакторе несколько повышают. Температура. При повышении температуры снижается вязкость кислоты и углеводородов и создаются условия более благоприятные для их перемешивания и диспергирования. Это обусловливает большую скорость сорбции углеводородов кислотой и, следовательно, большую скорость всех протекающих реакций. При этом снижаются затраты энергии на перемешивание сырья и катализатора, что улучшает экономические показатели процесса. Однако повышение температуры выше 15 °С интенсифицирует побочные реакции деструктивного алкилирования, полимеризации и сульфирования углеводородов в большей степени, чем целевую реакцию. Снижение температуры в определенных пределах оказывает благоприятное влияние на селективность реакций, выход и качество алкилата. Лимитирующим фактором при снижении температуры реакции является чрезмерное повышение вязкости кислоты, что затрудняет создание эмульсий высокой поверхностью раздела фаз. На практике оптимальный интервал температур при С-алкили-ровании изобутана бутиленами составляет 5-13 °С, а пропиленом -10-22 °С. Фтористоводородное С-алкилирование наиболее экономично проводить при отводе тепла реакции охлаждением водой, что соответствует температурному интервалу 25—40 °С. Соотношение изобутан: олефин является одним из важнейших параметров С-алкилирования. Избыток изобутана интенсифицирует целевую и подавляет побочные реакции С-алкилирования. Ниже показано влияние отношения изобутана к бутиленам на выходные показатели сернокислотного С-алкилирования.Чрезмерное повышение этого соотношения увеличивает капитальные и эксплуатационные затраты, поэтому поддерживать его выше 10:1 нерентабельно. Концентрация кислоты. Для С-алкилирования бутан-бутилено-
ее концентрации в процессе работы происходит за счет накопления высокомолекулярных полимерных соединений и воды, попадающей в систему вместе с сырьем. Если концентрация кислоты становится ниже 88 %, усиливаются побочные реакции, приводящие к ухудшению качества алкилата (рис. 8.12). Кривая зависимости ОЧММ дебутанизированного алкилбензи-иа, полученного из фракции С4, от концентрации H2S04 имеет четко выраженный максимум при концентрации 95 - 96 %. При С-алкилировании пропиленом лучше использовать более концентрированную - 100-101 %-ную кислоту. Разбавление H2S04 водой более интенсивно снижает активность катализатора, чем высоко-молекулярными соединениями. В этой связи рекомендуется тщательно осушать сырье и циркулирующие в системе углеводороды. Соотношение серная кислота сырье характеризует концентрации катализатора и сырья в реакционной смеси. Скорость процесса С-алкилирования в соответствии с законом действующих поверхностей должна описываться как функция от произведения концентраций кислоты и углеводородов на границе раздела фаз (то есть поверхностных концентраций). Соотношение катализаторхырье должно быть в оптимальных пределах, при которых достигается максимальный выход алкилата высокого качества. Оптимальное значение этого отношения (объемного) составляет около 1,5. Объемная скорость подачи сырья выражается отношением объема сырья, подаваемого в единицу времени, к объему катализатора в реакторе. Влияние этого параметра на результаты С-алкилирования во многом зависит от конструкции реактора и, поскольку процесс диффузионный, от эффективности его перемешивающего устройства. Если перемешивание недостаточно эффективное, то может оказаться, что не вся масса кислоты контактирует с углеводородным сырьем. Экспериментально установлено, что при оптимальных значениях всех остальных оперативных параметров продолжительность пребывания сырья в реакторе составляет 200-1200 с, что соответствует объемной скорости подачи олефинов 0,3 - 0,5 ч-1. Промышленные установки сернокислотного С-алкилирования. На отечественных установках сернокислотного С - алкилирования применяются реакторы двух типов, отличающиеся способом отвода выделяющегося тепла - охлаждением хладоагентом (аммиаком или пропаном) через теплообменную поверхность и охлаждением за счет испарения избыточного изобутана. В первом случае в алкилаторе-контакторе вертикального или горизонтального типа, снабженном мощной мешалкой, имеются охлаждающие трубы, в которых хладо-агент испаряется, пары которого направляют затем в холодильную установку, где они снова превращаются в жидкость. На современных установках С -алкилирования большой мощности применяют более эффективные реакторы второго типа - горизонтальные каскадные, в которых охлаждение реакционной смеси осуществляется за счет частичного испарения изобутана, что облегчает регулирование температуры. Реактор представляет собой (рис.8.13) полый горизонтальный цилиндр, разделенный перегородками обычно на 5 секций (каскадов) с мешалками, обеспечивающими интенсивный контакт кислоты с сырьем. Бутилен подводится отдельно в каждую секцию, вследствие чего концентрация олефина в секциях очень мала, это позволяет подавить побочные реакции. Серная кислота и изобутан поступают в первую секцию, и эмульсия перетекает через вертикальные перегородки из одной секции в другую. Предпоследняя секция служит сепаратором, в котором кислота отделяется от углеводородов. Через последнюю перегородку перетекает продукт С-алкилирова-ния, поступающий на фракционирование. Тепло реакции снимается частичным испарением циркулирующего изобутана и полным испарением пропана, содержащегося в сырье. Испарившийся газ отсасывают компрессором и после охлаждения и конденсации возвращают в реакционную зону.
Исходная углеводородная смесь после очистки от сернистых соединений и обезвоживания охлаждается испаряющимся изо-бутаном в холодильнике и поступает пятью параллельными потоками в смесительные секции реактора-алкилатора Р; в первую секцию вводятся циркулирующая и свежая серная кислота и жидкий изобутан. Из отстойной секции алкилатора выводятся продукты алкилирования, которые после нейтрализации щелочью и промывки водой направляются в колонну К-2 для отделения циркулируемого изобутана. При некотором избытке в исходном сырье предусмотрен его вывод с установки. Испарившиеся в реакторе изобутан и пропан через сепаратор Р-рессивер компрессором через холодильник подаются в колонну-депропаниза-тор К-1. Нижний продукт этой колонны - изобутан - через кипятильник и теплообменник присоединяется к циркулирующему потоку изобутана из К-2. Нижний продукт колонны К-2 поступает в колонну дебутанизатор К-3, а остаток К-3 - в колонну К- 4 для перегонки суммарного алкилата. С верха этой колонны отбирается целевой продукт - легкий алкилат, а с низа - тяжелый алкилат, используемый обычно как компонент дизельного топлива. Технологический режим С-алкилировапия Секция С-алкилирования Температура, 'С 5—15 Давление, МПа 0,6—1,0 Мольное отношение изобутан:бутилены (6-12):1 Объемное соотношение кислотахырье (1,1—1,5):1 Объемная скорость подачи олефинов, ч~' 0,3—0,5 Концентрация H2S04 no моногидрату 88—99 Секция ректификации К-1 К-2 К-3 КЧ Давление, МПа 1,6-1,7 0,7 0,4 0,12-0,13 верха 40-45 45-50 45-50 100-110 низа 85-100 95-100 130-140 200-220 Число тарелок 40 80 40 20 Каталитическое О-алкилировакие метанола изобутиленом Назначение процесса - производство высокооктанового кислородсодержащего компонента автобензина О-алкилированием мета- нола изобутеном*: сн2= с + сн,он ^> сн,- с-осн3. Целевой продукт процесса - метилтретбутиловый эфир (МТБЭ) - Плотность, р4м 0,7405 Температура, 'С кипения 55,2 замерзания —108,6 Теплота испарения, кДж/кг 342,3 Октановое число исследовательский метод 115—135 моторный метод 98—101 МТБЭ, по сравнению с алкилатом, обладает более высоким октановым числом и низкой температурой кипения, что в совокупности позволяет повысить октановое число преимущественно головных фракций базового бензина, тем самым и равномерность распределения детонационной стойкости по его фракциям. В товарные автобензины МТБЭ добавляют в количестве 5-15 %. Эфирсодержащие бензины характеризуются дополнительно таким достоинством, как большая полнота сгорания и меньшая токсичность выхлопных газов. Для промышленного производства этого эффективного октано-повышающего компонента бензинов имеются достаточно широкие ресурсы метанола, получаемого из ненефтяного сырья (угля или древесины), а также изобутена на тех НПЗ, где имеются установки каталитического крекинга или пиролиза (после удаления из пирогаза диенов). * О-алкилированием принято называть реакции введения алкильной группы по углерод-кислородной связи органического вещества. В то же время реакцию синтеза МТБЭ можно отнести и к разновидности реакций этерификации - образованию простых или сложных эфиров из спиртов и органических кислот (изобутен обладает слабой кислотностью, равной - 3,0 по Гаммету). Первая промышленная установка производительностью 100 тыс. т/год по МТБЭ была пущена в 1973 г. в Италии. Затем аналогичные установки были введены в эксплуатацию в ФРГ в 1976 г. и США в 1980 г. С тех пор мировое производство МТБЭ непрерывно возрастало, особенно интенсивно в США, нефтепереработка которых характеризуется исключительно высокой насыщенностью процессами каталитического крекинга. Производство МТБЭ в 1990 г. составило в мире 7,5 млн т, в том числе в США - около 1,5 млн т. Теоретические основы. Реакция синтеза МТБЭ из изобутилена и метанола протекает, как и С- алкилирование, по цепному карбе-ний ионному механизму с выделением 66 кДж/моль тепла, а ее равновесие смещается вправо при повышении давления и снижении температуры. 1. Первой стадией О-алкилирования метанола изобутеном явля СН,-С=СН2 + Н+А" «=> СН,-^-СН, +А-. сн3 сн, 2. Образовавшийся третичный бутеновый карбениевый ион всту СН,
сн,-с-сн3 + сн3он +±. сн,-с-6н-сн, ^±.
сн, 3. Образовавшийся протон далее реагирует с изобутеном, как и в стадии 1. 4. Причиной обрыва цепи может стать возврат протона к катализатору Н+ + А" -<->• НА. Помимо основной целевой реакции О-алкилирования, при синтезе МТБЭ протекают следующие побочные реакции: - димеризация изобутена с образованием изооктилена; - гидратация изобутилена водой, содержащейся» исходно^.$ы-рье с образованием изобутилового спирта; .■»>-■ - дегидроконденсация метанола с образованием деметилового эфира: 2 СН3ОН ^—» СН3ОСН3 + Н20; - если в углеводородном сырье содержится изоамилен, то при его О-алкилировании с метанолом образуется третичный амиловый эфир (ТАЭ); - если в метаноле содержится этанол, то образуется этилтретбу-тиловый эфир (ЭТБЭ) и т.д. Катализаторы О-алкилирования. Из предложенных гомогенных (серная, фосфорная, борная кислоты) и гетерогенных (оксиды алюминия, цеолиты, сульфоугли и др.) кислотных катализаторов в промышленных процессах синтеза МТБЭ наибольшее распространение получили сульфированные ионообменные смолы. В качестве полимерной матрицы сульфокатионов используются полимеры различного типа: поликонденсационные (фенолформальдегидные), полимеризационные (сополимер стирола с дивинилбензолом), фторированный полиэтилен, активированное стекловолокно и некоторые другие. Самыми распространенными являются сульфокатиониты со стиролдивинилбензольной матрицей двух типов: с невысокой удельной поверхностью около 1 м2/г (дауэкс-50, КУ-2) и макропористые с развитой удельной поверхностью (20 - 400 м2/г), такие, как амберлист-15, КУ-23 и др. Основные трудности, возникающие при использовании сульфокатионитов в промышленном синтезе МТБЭ, связаны с большим гидродинамическим сопротивлением катализаторного слоя. С целью получения необходимой совокупности катализирующих, массообменных и гидродинамических свойств разработан отечественный (в НИИМСК) высокоэффективный формованный ионитный катализатор КИФ-2, имеющий большие размеры гранул и высокую механическую прочность: Насыпная плотность, г/см.3 0,55 Внешний вид цилиндрические гранулы от темно-серого до черного цвета Массовая доля влаги, % 50—60 Полная статическая обменная емкость (по 0,1 н NaOH), не менее. 3,5 мг экв. № Массовая доля свободной Катализатор КИФ-2 характеризуется достаточно высокой активностью, продолжительным сроком службы, удобными размерами и формой гранул, позволяющей использовать его одновременно как ректификационную насадку. Сочетание реактора с ректификацией в одном реакционно-ректификационном аппарате позволяет: - обеспечить практически полную конверсию за счет исключения термодинамических ограничений путем непрерывного вывода целевого продукта из зоны реакции*; - проводить процесс при более низком давлении и более эффективно использовать тепло реакции для проведения процессов ректификации непосредственно в реакторе, снижая энергоемкость процесса; - упростить аппаратурное оформление и значительно сократить металлоемкость процесса и др. Сырье. В качестве углеводородного сырья в процессах синтеза МТБЭ наибольшее применение получила бутан-бутиленовая фракция (ББФ) двух процессов - каталитического крекинга и пиролиза. Примерный состав этих фракций следующий (в % масс):
Ресурсы изобутилена для производств МТБЭ можно увеличить за счет д-бутана, содержащегося в попутных нефтяных газах или газоконденсатах, используя процессы дегидрирования и последующей изомеризации бутиленов. Источником изобутиленов могут стать газы термодеструктивных или нефтехимических процесов, в частности, производств изобутилового спирта. * При удалении из реакционной системы изобутен + метанол ^ УМТБЭпродукта реакции МТБЭ скорость обратной реакции деалкилирования в результате снижения концентрации МТБЭ существенно замедляется, а скорость О-алкилиро-вания, наоборот, возрастает. Это означает, что в реакционно-ректификационном аппарате по существу протекает необратимая реакция изобутен + метанол------ >" МТБЭ. Вторым сырьевым реагентом процесса синтеза МТБЭ является метанол марки А (по ГОСТ 2222 - 78), имеющий следующие свойства: /. Внешний вид бесцветная прозрачная жидкость 2. Плотность, г/см3 0,792 3. Температура кипения 64-65,5 4. Массовая доля, % масс. метанола 99,92 воды о,05 свободных кислот (в пересчете на муравьиную кислоту) 0,015 альдегидов и кетонов (в пересчете на ацетон) 0,003 этилового спирта 0,0001 Основы управления процессом О-алкилирования метанола изо-бутиленом. Важными оперативными параметрами, влияющими на выход и качество МТБЭ, являются температура, давление, объемная скорость подачи сырья и соотношение метанол.изобутен. Закономерность влияния этих параметров на синтез МТБЭ примерно идентичны влиянию их на процесс С-алкилирования изобутана бу-тенами. Ниже приводим оптимальные пределы режимных параметров синтеза МТБЭ: Температура в зоне реакции 60—70 'С Давление 0,7-0,75 МПа каталитического крекинга 1,5 ч~' Соотношение метанол:иэобутан 10:1 метанола к изобутену 9,4:1 При этих условиях в ректификационно-реакторном аппарате конверсия изобутилена составляет 99,5 % масс. Технологическая схема отечественной установки О-алкилирования метанола изобутеном представлена на рис. 8.15. Процесс синтеза МТБЭ осуществляется в ректификацион-но-реакционном аппарате, состоящем из средней реакторной зоны, разделенной на 3 слоя катализатора, и верхней и нижней ректификационных зон с двумя тарелками в каждой. На уста-
W Рис. 8.15. Принципиальная технологическая схема установки получения метил-третбутилового эфира: I - сырье (бутан-бутиленовая фракция); II - свежий метанол; III - циркулирующий метанол; IV - метилтретбутиловый эфир; V - отработанная бутан-бутиленовая фракция; VI - сброс воды; VII - раствор щелочи новке имеются два таких аппарата: на одном из них после потери активности катализатора (через 4000 ч работы) осуществляется предварительная очистка исходной сырьевой смеси от серо- и азотсодержащих примесей, а также для поглощения катионов железа, присутствующих в рециркулирующем метаноле вследствие коррозии оборудования. Таким образом, поочередно первый аппарат работает в режиме форконтактной очистки сырья на отработанном катализаторе, а другой - в режиме синтеза МТБЭ на свежем катализаторе. Катализатор после выгрузки из форконтактного аппарата (на схеме не показан) не подвергается регенерации (направляется на захоронение). Исходная бутан-бутиленовая фракция с установки каталитического крекинга, подвергнутая демеркаптанизации, и циркулирующий метанол через емкость Е поступают в верхнюю часть реактора форконтактной очистки. Очищенная смесь после нагрева в теплообменнике до 60 °С поступает в зону синтеза под каждый слой катализатора Р-1(2). В верхнюю часть реакционной зоны во избежание перегрева катализатора подается также подогретый в теплообменнике до 50 - 60 °С свежий метанол. -Жидкие продукты реакции, состоящие из МТБЭ а примесью Паровая фаза Р-1 (2), состоящая из отработанной ББФ, метанола и из следов МТБЭ, поступает на конденсацию МТБЭ в колонну К-1, являющуюся по существу конденсатором смешения. Конденсированный МТБЭ возвращается на верхнюю тарелку г-1(2) и выполняет функции холодного орошения. С верха К-1 отводятся несконденсировавшиеся пары отработанной ББФ и метанола, которые после охлаждения и конденсации в холодильниках поступают в емкость-сепаратор С-1. Разделение конденсата в С-1 на отработанную ББФ и метанол осуществляется экстракцией последнего водой в экстракторе К-3 (при температуре 40 °С и давлении 0,9 МПа). Отработанная ББФ, выводимая с верха К-3, после охлаждения в холодильниках давлением системы направляется в товарный парк и далее для последующей переработки (например, на С-алкилирова-ние). Отгонка циркуляционного метанола от воды производится в ректификационной колонне К-4 при давлении 0,02 - 0,06 МПа и температуре в кубе 120 °С и верха колонны =70°С. Метанол, выводимый с верха К-4, охлаждается и конденсируется в воздушных и водяных конденсаторах-холодильниках и собирается в рефлюксной емкости С-3. Часть метанола подается в качестве холодного орошения К-4, а остальная часть поступает в емкость Е. Вода, выводимая из куба К-4, после охлаждения в теплообменнике и холодильнике подается в экстрактор К-3 для отмывки мета-1чнола от отработанной ББФ. Материальный баланс установки синтеза МТБЭследующий, % wMacc: Взято: мг. л "i ■; Получено: ;i ББФ , ,195,0 !( Л*7"БЭ /4,0 в т.ч. изобутилен 10,0 отработанная ББФ 85,0 свежий метанол ,,,5,0 в т.ч. изобутилен 0,05 потери 1,U -------------- \------- __------------------------------ __—___—;— Итого 100 Итот 100 Вопросы 1. Дайте определение катализу и классификацию катализаторов. 2. Каковы основные требования к гетерогенным катализаторам? 3. Укажите причины физической и химической дезактивации катализаторов. 4. Какова роль носителей гетерогенных катализаторов? 5. Дайте классификацию теорий катализа. 6. Укажите основные различия между физической и химической адсорбцией. 7. Перечислите наиболее важные для предвидения каталитического действия термодинамические и кинетические принципы и правила. 8. Дайте краткую характеристику основных положений теорий кислот и оснований. 9. Назовите катализаторы ионного (гетеролитического) катализа.
10. Каковы основные свойства и реакции карбений ионов? 11. Объясните физико-химическую сущность электронного (гемолитического) катализа и назовите катализаторы этого типа. 12. Какие процессы нефтепереработки осуществляются по бифункциональному катализу? Укажите состав катализаторов бифункционального действия. 13. Задача для творческого размышления : предложите катализатор для процесса каталитического пиролиза бензина. 14. Дайте определение науке макрокинетика химических процессов и вывод уравнения для расчета приведенной константы скорости реакций. 15. Назовите области гетерогенного реагирования и/объясните влияние технологических параметров на режим гетерогенного реагирования. 16. Дайте определение закону действующих поверхностей и его математическое выражение. 17. Приведите вывод уравнения изотермы Лэнгмюра. 18. Сопоставьте и укажите основные отличия кинетических моделей гетерогенных реакций, основанных соответственно на законе действующих масс и законе действующих поверхностей. 19. Объясните сущность метода стационарных концентраций и рассмотрите пример составления с использованием этого метода кинетической модели для бимолекулярной каталитической реакции. 20. Каково целевое назначение каталитического крекинга? Назовите этапы эволюции этого процесса. 21. Каково влияние фракционного и химического состава сырья на процесс каталитического крекинга? 22. Какие процессы облагораживания сырья каталитического крекинга применяются в современной мировой нефтепереработке? Дайте им краткую характеристику. 23. Дайте характеристику цеолитам и промышленным катализаторам крекинга. Какова кристаллическая структура цеолитов? 24. Охарактеризуйте этапы совершенствования катализаторов крекинга. 25. Объясните химизм основных каталитических реакций крекинга: распада, изомеризации, циклизации, Н-переноса, конденсации и т.д. 26. Объясните химизм и роль коксообразования и укажите типыобразующегося при крекинге кокса. 27. Укажите по качеству продуктов преимущества каталитического крекинга перед термическим.
28. Объясните влияние оперативных параметров на качество иматериальный баланс каталитического крекинга. 29. Каковы разновидности (по аппаратурному оформлению) современных процессов каталитического крекинга? Укажите их достоинства и недостатки. 30. Приведите принципиальную технологическую схему установки каталитического крекинга с лифт-реактором, ее технологический режим и материальный баланс. 31. Укажите целевое назначение и значение процесса каталитического С-алкилирования изобутана олефинами. 32. Объясните механизм каталитического С-алкилирования изобутана олефинами. 33. Сопоставьте по эффективности каталитического действия серную и фтористоводородную кислоты. 34. Объясните влияние качества сырья и оперативных параметров на процесс С-алкилирования. 35. Каковы разновидности промышленных установок С-алкилирования, их достоинства и недостатки?
36. Приведите принципиальную технологическую схему установки сернокислотного С-алкилирования, ее технологический режим и материальный баланс. 37. Укажите назначение процесса О-алкилирования метанола изобутиленом и основные товарные свойства целевого продукта. 38. Объясните механизм синтеза метилтретбутилового эфира (МТБЭ) и дайте характеристику катализатору процесса. 39. Объясните влияние основных оперативных параметров на каталитический процесс О-алкилирования. 40. Приведите принципиальную технологическую схему установки получения МТБЭ, ее технологический режим и материальный баланс. Глава 9 Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|