X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

На промышленных предприятиях в процессе дегидрирования изобутана применяют катализаторы марок: катализатор дегидрирования микросферический низших парафиновых углеводородов КДМ-М, другой катализатор КУ-2ФПП используется на основе гранулированного полипропилена применяется в процессах гидратации олефинов, дегидратации спиртов, получения МТБЭ, ацетальдегида и в других процессах.

Цель работы - повышение каталитической активности катализаторов КДМ-М и КУ-2ФПП, применяемых на производстве. Для решения поставленной цели выдвигались следующие задачи: определение каталитической активности образца катализатора марки КДМ-М; провести исследования по определению каталитической активности образца катализатора марки КУ-2ФПП; сравнить полученные данные исследований и определить наилучшие показатели каталитической активности катализаторов. Объекты исследования: катализатор КДМ-М, катализатор КУ-2ФПП. Испытания каталитической активности катализатора КДМ-М проводили согласно методики ТУ 2173-002-62356730-2011 «Катализатор дегидрирования низших парафиновых углеводородов КДМ-М». Каталитическую активность микросферического катализатора дегидрирования характеризуют конверсией изобутана или по селективности по изобутилену. Определение каталитической активности проводили на автоматизированной установке в реакторе с кипящим слоем.

Испытания проводили циклами дегидрирование – регенерация в следующей последовательности: дегидрирование 15 мин при температуре 560-580°С и при расходе изобутана 400 ч^-1; продувка инертным газом в течение 5 мин при расходе азота 400 ч^-1; регенерация катализатора воздухом в течение 45 минут (включая подъем и снижение температуры), при этом при температуре 650°С катализатор выдерживают в течение 30 мин. Расход воздуха составляет 400 ч^-1; продувка инертным газом в течение 5 мин. Время одного цикла составляет 70 мин. Отбор проб на хроматографический анализ проводили с 5 по 15 минуту от начала контакта с реакционной смесью. Испытания каталитической активности катализатора КУ-2ФПП проводили согласно ТУ 2174-001-97968441-2012 «Катализатор КУ-2ФПП на основе гранулированного полипропилена». Каталитическую активность катализатора КУ-2ФПП оценивали по степени дегидратации трет - бутилового спирта (ТБС) в статических условиях при температуре кипения азеотропа ТБС-вода. В колбу брали навеску сухого катализатора массой (10,0±0,1) г и цилиндром наливаем 50 см³ азеотропа ТБС-вода, при температуре (91±1) °С. Выделяющийся изобутилен конденсировался в ампуле, охлажденной в сосуде Дьюара, заполненном смесью ацетона с твердой двуокисью углерода. По истечении 2 ч ампулу отсоединяли от газоотводной трубки, измеряли объем изобутилена в ней и температуру охлаждающей смеси (рисунок 1).

Рисунок 1. Прибор для определения активности катализатора КУ-2ФПП

За результат измерения принимали среднее арифметическое значение результатов двух параллельных наблюдений, расхождение между которыми не превышало 3% (таблица 1).

Таблица 1.

Показатели каталитической активности КУ-2ФПП

Показатели	Норма ТУ на катализатор	Фактический результат
	КУ-2ФПП	КУ-2ФПП
1. Температура воды в бане, ºС	Не ниже 90	91	91
2. Температура охлаждения смеси, ºС	-50 до -80	-78	-78
3. Плотность изобутилена, г/см3	-	0,703	0,703
4. Объем пробы, мл	-	27,5	27,2
5. Каталитическая активность, %	Не менее 60%	72%

Сравнение полученных экспериментальных данных, позволил нам выявить и условия повышения каталитической активности катализаторов. Каталитическая активность образцов катализаторов марки КДМ-М, составила 57,2 % и для катализатора марки КУ-2ФПП - 72 %.

Библиографический список

Егоров, А.Н. Процессы полимеризации в технологии нефтехимического синтеза: методические указания для студентов направления подготовки 18.03.01 «Химическая технология». – Тюмень: Издательский центр БИК, ТюмГНГУ, 2016. – 40 с.

Егорова, Г.И. Повышение селективности процессов дегидрирования крекинга с использованием каталитических систем на предприятиях нефтегазовой отрасли/ Егорова Г.И. //Инновации. Интеллект. Культура: сборник материалов XXIII Всероссийской с международным участием научно-практической конференции.– Тюмень: ТюмГНГУ, 2016. – С. 24 – 29.

Код для цитирования: Скопировать