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 олефинамиНазначение 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 реакци ю алкилирования не вступают и являются инертными примесями. Основы управления процессом сернокислотного С-алкили рова-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 ре жим 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 ^ У МТБЭ продукта 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 МТБЭ следующий, % 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 типы образующегося при крекинге кокса. 27. Укажите по качеству продуктов преимущества каталитического крекинга перед термическим.
28. Объясните влияние оперативных параметров на качество и материальный 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:
|