Диссертация (1090986), страница 2
Текст из файла (страница 2)
[7]Наименование20082009201020112015Этилен, тыс. т23622303247625294126Пропилен, тыс. т12821268160917433128продукции/годВ 2013 г. рынок этилена в России составил около 2,5 млн. тонн, рынок пропилена – 1,6млн. тонн. Весь производимый этилен потребляется на внутреннем рынке России, дляпропилена этот показатель составляет 99,6%. В перспективе до 2030 г. ожидается рост7потребления этилена и пропилена более чем в 4 раза [8,9].
Увеличение загрузки действующихмощностей не приведет к удовлетворению спроса на низшие олефины.Ограниченныеобъемыпроизводстваэтиленанепозволяютнаращиватьпроизводственные мощности по выпуску всех продуктов на основе этилена, поэтомупереработчики вынуждены увеличивать объемы выпуска одного продукта за счет сокращенияпроизводства другого. Так, например, с 2008 по 2010 год стремительно рос сегментполиэтилена.
За два года предприятия по выпуску ПЭ увеличили долю потребления этилена с58% до 68%, окиси этилена — уменьшили с 20 до 15%, а ПВХ (9%) — практически неизменили [6].Анализ текущего состояния промышленности полимеров в России определяет главнуюпроблему – нехватку основного сырья (этилена, пропилена). Решить эту проблему можно как засчет расширения и введения в эксплуатацию новых пиролизных мощностей, так и за счетсоздания высокоэффективных процессов переработкиприродного газа в ценные продукты[10,11].Являясь крупнейшим экспортером природного газа – 668 млрд.
куб.м./год, Россиязаинтересованавскорейшеминновационномразвитиигазохимии,что отвечаетееприоритетным задачам и может стать мощным стимулом развития всей экономики [5].Химическая переработка газа открывает возможность перехода от экспорта сырья к экспортупродуктов с более высокой добавленной стоимостью. Динамика зависимости стоимостипродукции от глубины ее передела представлена на рис.1.
Стоимость готовых изделий изполимеров в 10-11 раз превышает стоимость природного газа.Рис. 1. Добавленная стоимость при переработке углеводородного сырья [12].Вследствие этого актуальным вопросом развития газохимии в России является созданиематериальной базы для обеспечения глубокой переработки углеводородного сырья внефтегазовом комплексе, а также диверсификации производства. Развивать газохимию8планируют многие регионы, которые располагают запасами природного газа. Обсуждаетсясоздание на Дальнем Востоке и Восточной Сибири нескольких газохимических центров:Красноярского, Иркутского, Якутского, Приморского. С учетом регионального фактора этицентры будут отличаться источниками сырья, рынками сбыта, глубиной переработкиприродного газа и ассортиментом получаемой продукции, которая будет включать различныепродукты с высокой добавленной стоимостью.Наиболее перспективными для дальнейшей промышленной реализации направленийявляются: ОКМ - окислительная конденсацияметана; КПХМ - каталитический пиролизхлористого метила; DTO - пиролиз диметилового эфира в низшие олефины черезпромежуточное образование синтез-газа [13,11].В настоящее время процесс ОКМ, DTO все еще далек от практической реализации из-заряда нерешенных проблем.Каталитический пиролиз хлористого метила с образованием низших олефинов (этилен,пропилен) лежит в основе способа их получения методом химической переработкиприродного газа, который включает следующие две стадии: 1 стадия - окислительноехлорирование метана; 2 стадия - пиролиз хлористого метила в олефины.Предлагаемый способ переработки природного газа в низшие олефины, осуществляемыйчерез промежуточное образование хлористого метила позволяет создать экономически итехнологически более выгодный процесс.Схема производства низших олефинов сбалансирована по хлору за счет возвращенияхлористого водорода, образующегося на стадии пиролиза хлористого метила, на стадиюокислительного хлорирования метана.Процесс может быть интегрирован в технологические циклына предприятиях попроизводству полимеров, в том числе поливинилхлорида.Цель работы - создание научно-технологических основ способа получения этилена ипропилена каталитическим пиролизом хлористого метила.Задачи исследования:-проведение лабораторных исследований по выбору катализатора реакции пиролиза ХМв условиях стационарного слоя гранулированного катализатора;- лабораторное исследование реакции каталитического пиролиза ХМ в режимепсевдоожижения;- выбор условий проведения каталитического пиролиза ХМ в режиме псевдоожижения,обеспечивающих преимущественного образования низших олефинов;-лабораторноеисследованиепроцессамикросферического катализатора;9регенерациизауглероженного- проведение пилотных испытаний процесса каталитического пиролиза ХМ, процессарегенерации зауглероженного катализатора в режиме псевдоожижения;-определениезависимостиселективностиобразованиянизшихолефиновотконцентрации углеродсодержащих отложений на катализаторе реакции пиролиза ХМ в режимепсевдоожижения.Научная новизна - проведены систематические исследования реакции пиролиза ХМ наразличных гранулированных катализаторах на основе SAPO-34 в неподвижном слое, порезультатам которых выбрана эффективная каталитическая система дляселективногополучения низших олефинов методом каталитического пиролиза ХМ.Впервые показана возможность проведения реакции пиролиза ХМ в присутствиимикросферического катализатора на основе силикоалюмофосфата в режиме псевдоожижения,результаты исследований позволяют рекомендовать для промышленной реализации процессапиролиза ХМ режим псевдоожижения.Впервыеисследованпроцессрегенерациизауглероженногомикросферическогокатализатора на основе силикоалюмофосфата в режиме псевдоожижения, найденные условиярегенерации позволяют совмещать проведение пиролиза ХМ и регенерацию зауглероженногокатализатора в одном реакторном блоке, состоящем из реактора и регенератора.Впервые проведено системное исследование каталитической реакции пиролиза ХМ врежиме псевдоожижения, изучены основные закономерности влияния технических параметров(температуры, объемной скорости подачи сырья, концентрации углеродсодержащих отложенийна катализаторе) на процесс пиролиза ХМ.
Полученные результаты позволяют рекомендоватьинтервалы значений основных технических параметров для промышленной реализациипроцесса пиролиза ХМ. Совмещение каталитического пиролиза ХМ и регенерациизауглероженного катализатора в одном реакторном блоке обеспечивает на выходе из негопостоянный состав продуктов реакционной смеси, что позволяет осуществлять процесскаталитического пиролиза ХМ непрерывным способом.Практическая значимость - разработаны и обоснованы принципиальные научнотехнологические решения для создания процесса каталитического пиролиза хлористого метилакакспособаполучениянизшихолефинов,обеспечивающиеприемлемыезначениятехнологических показателей (конверсия хлористого метила не менее 65%, суммарнаяселективность образования низших олефинов на уровне 80 мол.%.) для промышленнойреализации.Предложена принципиальная технологическая схема получения низших олефиновкаталитическим пиролизом хлористого метила.10Результатылабораторныхисследованийипилотныхиспытанийпроцессакаталитического пиролиза хлористого метила в псевдоожиженном слое катализатора легли воснову разработки «Исходных данных на проектирование производства этилена из хлористогометила» в рамках Государственного контракта от 25 мая 2012 г.
№ 16.523.11.3018 по теме«Разработка технологии переработки хлористого метила, полученного из природного газа, вэтилен для производства ценных товарных продуктов, преимущественно полимеров» поФедеральной целевой программе «Исследования и разработки по приоритетным направлениямразвития научно-технологического комплекса России на2007 – 2013 годы».Автор защищает - результаты лабораторных исследований и пилотных испытанийреакции каталитического пиролиза ХМ в режиме псевдоожижения.Результатылабораторныхипилотныхиспытанийпроцессарегенерациизауглероженного катализатора в режиме псевдоожижения.Технические решения при разработке технологии процесса пиролиза хлористого метиланамикросферическомкатализаторекакспособаполучениянизшихолефинов,обеспечивающего конверсию хлористого метила не менее 70% и суммарную селективность поэтилену и пропилену на уровне 80- 82 мол.%.Апробация работы - результаты исследований и основные положения диссертациидокладывались и обсуждались на 3-хмеждународных научно-технических конференциях:«Наукоемкие химические технологии» (г.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
