На главную

 
Научные подразделения Центра
Научная библиотека
Научные советы
Издательская деятельность
История ИК СО РАН
Версия для печати | Главная > Центр > Научные советы > Научный совет по катализу > ... > 1998 год > № 5

№ 5

Обложка

Содержание

В научном совете по катализу

Кадры

Новости

Хроника

За рубежом

Фонд им. К.И. Замараева




В научном совете по катализу

Переход к элементу

Свернуть/Развернуть


Кадры

Переход к элементу

Свернуть/Развернуть


Новости

Переход к элементу

Свернуть/Развернуть


Хроника

Переход к разделу

Современные проблемы нефтепереработки и нефтехимического синтеза

Международная школа повышения квалификации "Инженерно-химическая наука для передовых технологий"

Современный научно-технический прогресс ставит перед научными работниками и инженерами задачу постоянного повышения квалификации. В связи с этим в последнее время во многих экономически развитых странах организованы и пользуются большой популярностью школы повышения квалификации по различным специальностям. Они организуются обычно на базе крупных научных центров с привлечением ведущих ученых различных научных школ и направлений из разных стран мира.

Такие школы позволяют ученым и инженерам получать оперативную информацию о достижениях науки и техники в интересующих их областях и устанавливать прямые контакты с ведущими институтами и отдельными учеными. С другой стороны, это дает возможность ученым знакомиться с потребностями промышленности.

26-30 мая 1997 г. в Казани состоялась третья сессия Школы повышения квалификации специалистов в области инженерной химии, посвященная современным проблемам нефтепереработки. Она была организована ГНЦ РФ НИХФИ им.Л.Я.Карпова и Казанским государственным технологическим университетом с участием Московской государственной академии МИТХТ им.М.В.Ломоносова, ИОНХ им.Н.С.Курнакова и РХО им.Д.И.Менделеева при финансовой поддержке Министерства науки и технологий РФ и Правительства Республики Татарстан.

На сессии были заслушаны лекции: "Новые катализаторы и технологии производства моторных топлив" директора Омского филиала ИК им.Г.К.Борескова СО РАН проф.В.К.Дуплякина; "Требования к автомобильным бензинам и применение присадок для повышения их качества" зав. лаб. ВНИИНП В.Е.Емельянова; "Развитие гидрогенизационных процессов в отечественной и зарубежной нефтепереработке" зав. отделом ВНИИНП В.М.Курганова; "Новые аспекты повышения качества синтетических каучуков. Химия и технология". зав. каф. Казанского государственного технологического университета проф. А.Г.Лиакумовича, "Традиционные и перспективные процессы переработки окиси этилена и пропилена" зав. каф. РХТУ им.Д.И.Менделеева проф. В.Ф.Швеца, "Реакции метатезиса - новые возможности в нефтехимии и полимерной химии" в.н.с. ИНХС им.А.В.Топчиева РАН д.х.н. К.Л.Маковецкого, "Использование синтез-газа в нефтехимическом комплексе. Состояние и перспективы" зав. лаб. ИНХС им.А.В.Топчиева РАН проф. Е.В.Сливинского, "Диметиловый эфир - моторное топливо XXI века" зав. лаб. ИНХС им.А.В.Топчиева РАН проф. А.Я.Розовского, "Мембранные катализаторы для защиты окружающей среды от техногенных загрязнений" зав. каф. Российского университета Дружбы народов акад. РАН В.М.Грязнова, "Катализаторы, процессы и реакторы для очистки промышленных газовых выбросов" зам. директора ИК им.аГ.К.Борескова СО РАН д.т.н. А.С.Носкова, "Масштабирование процессов в колонных аппаратах нефтехимии и нефтепереработки" проф. Института инженерной химии Болгарской академии наук Хр.Бояджиева, "Кинетика и моделирование каталитической переработки многокомпонентных смесей в нефтяной промышленности" зав. каф. РХТУ им.Д.И.Менделеева проф. В.С.Бескова и "Современные статистические методы планирования и обработки эксперимента в химической технологии" нач. лаб. ГОСНИИОХТ проф. В.Г.Горского.

В последние десятилетия мировая нефтеперерабатывающая промышленность развивается под сильным влиянием требований новых стандартов на моторные топлива, предусматривающих повышение их экологической чистоты. По мнению В.К.аДуплякина, новые требования к моторным топливам настолько существенны, что вынуждают пересматривать компонентный состав топлив, получаемых в традиционных способах нефтепереработки. Анализ структуры перспективных моторных топлив определяет стратегию модернизации нефтеперерабатывающих заводов в направлении изменения удельного веса и требований к каталитическим технологиям. В лекции проанализирована структура нефтеперерабатывающей промышленности в России и в мире, а также тенденции ее развития на примере заводов-лидеров. Рассмотрены три базовых процесса для производства компонентов бензина: риформинг, каталитический крекинг, алкилирование. Обобщены последние научные результаты по созданию новых и совершенствованию существующих катализаторов этих процессов. Особое внимание уделено созданию твердых катализаторов, обладающих свойствами суперкислот, которые радикально изменяют технологию получения алкилата - идеального компонента перспективного бензина.

В.Е.Емельянов в своей лекции отметил, что ассортимент и качество вырабатываемых и применяемых автомобильных бензинов определяется только потребностью автомобильного парка страны и техническими возможностями нефтепереработки и нефтехимии, с одной стороны, и экологическими требованиями - с другой. Отказ от применения этиловой жидкости в бензинах существенно влияет на их углеводородный состав: увеличивается содержание ароматических и олефиновых углеводородов, продукты сгораниях которых повышают токсичность отработавших газов автомобилей. Поэтому вводится нормирование содержания бензола в бензинах, ограничивается содержание ароматических и олефиновых углеводородов, ужесточаются требования по содержанию серы и летучести бензина, а также по снижению расхода топлива автомобилями.

В качестве высокооктановых добавок при производстве автобензинов применяют различные кислородсодержащие соединения: кетоны, эфиры и спирты. Низкий уровень детонационной стойкости бензинового фонда России требует применения специальных присадок. Существующие в стране производства ароматических аминов позволяют использовать их в качестве заменителей этиловой жидкости для ускорения перехода на производство неэтилированных бензинов. Возможно применение марганец- и железосодержащих антидетонаторов в концентрациях, не оказывающих отрицательного влияния на работу каталитических нейтрализаторов, а также полифункциональных присадок, улучшающих эксплуатационные и экологические свойства автобензинов.

По мере углубления переработки нефти и ужесточения экологических и эксплуатационных требований к качеству нефтепродуктов, как сообщил В.М.Курганов, возрастает потребность в гидрогенизационных процессах очистки и облагораживания моторных топлив, а также в их дополнительном производстве из нефтяных остатков. (В лекции были приведены основные характеристики нового поколения катализаторов для глубокой гидроочистки светлых нефтепродуктов и гидрокрекинга вакуумного дистиллята и отмечены их отличительные особенности: бидисперсная структура носителя, пропиточная технология нанесения активной фазы из оксидов кобальта, никеля и молибдена в сочетании с добавками титана и других элементов обеспечивают повышенную активность и стабильность катализаторов. Новейшие катализаторы гидрокрекинга на тех же носителях и тех же активных гидрирующих фазах содержат до 20-30% ультрастабильного цеолита РЗЗ-У или Н-У. Проведение процесса гидрокрекинга на таких катализаторах резко снижает газообразование и обеспечивает высокую степень селективности целевого продукта. Перевод установок гидрокрекинга с аморфных на цеолитсодержащие катализаторы снижает давление процесса на 2-3 МПа и температуру на 20-30 0С. Рассмотрены технологические проблемы, возникающие при создании реакторов гидрокрекинга: необходимость улучшения гидродинамической обстановки в реакторах и, прежде всего, упорядоченной укладки частиц катализатора - использование виброустройств для горизонтальной ориентации частиц; тонкая фильтрация исходного сырья в сочетании с эффективными фильтрующими устройствами. Гидродинамическую обстановку в зоне реакции обеспечивают верхние распределительные и промежуточные контактно-распределительные устройства.)

А.Г.Лиакумович дал ретроспективный анализ развития химии и технологии синтетического каучука (СК) на основе дивинила и изопрена, привел характеристики традиционных технологических процессов СК в нашей стране и за рубежом. Рассмотрены достоинства и недостатки старых и новых технологических решений с позиций современных требований экологии и энергозатрат. Некоторые производственные мощности из-за несоответствия предъявляемым требованиям оказались нерентабельными и в настоящее время законсервированы. На основе анализа структуры себестоимости каучуков выделены основные направления модернизации действующих производств, рассмотрены возможные пути перехода на выпуск новых марок каучуков с использованием современных катализаторов.

Мировое потребление оксида этилена в настоящее время достигает 5 млн. тонн, в России - несколько сот тысяч тонн. Он используется, в основном, в производстве этиленгликолей для антифризов и полигликольтерефталата, а также для производства полиэфиров различного назначения, включая неионногенные поверхностно-активные вещества. В лекции В.Ф.Швеца проанализировано современное состояние основных производств переработки оксидов этилена и пропилена, проблемы регулирования селективности процессов, ресурсо- и энергосбережения, техники безопасности, сделан обзор результатов последних исследований в области кинетики, механизма и поиска перспективных катализаторов различных процессов переработки оксидов этилена и пропилена.

Реакция метатезиса открыла новую страницу в органической химии. К.Л.Маковецкий рассмотрел вопросы термодинамики, кинетики и селективности этого процесса. Докладчик остановился на метатезисе алициклических олефинов различной структуры под влиянием гомогенных и гетерогенных катализаторов, дал общие представления о механизме реакции метатезиса как о цепном процессе с активными центрами - металл-карбеновыми комплексами некоторых переходных металлов, а также о наиболее часто используемых катализаторах: нанесенных оксидах W, Mo и Re, гомогенных системах типа Циглера и отдельных металл-карбеновых комплексах; отметил перспективы создания новых промышленных процессов: синтеза стирола этенолизом стильбена, синтеза изопентенов и др.

Е.В.Сливинский обобщил знания о гетерогенно- и гомогенно-каталитических процессах органического синтеза, основанных на использовании синтез-газа, подробно рассмотрел производство синтетических жидких топлив по методу Фишера-Тропша и спиртов С16 как высокооктановых добавок к топливу, провел сопоставление экономических показателей различных способов производства некоторых продуктов органического синтеза на основе природного газа. Докладчик рассмотрел процессы гидроформилирования олефинов и аллилового спирта, сополимеризации монооксида углерода с олефинами, получения метилметакрилата карбонилированием пропилена, аллена и метилацетилена, производства этиленгликоля из синтез-газа и карбонилирования формальдегида, а также процессы карбонилирования метанола, диметилового эфира метилацетата и др.

Лекция А.Я.Розовского была посвящена свойствам диметилового эфира (ДМЭ) как дизельного топлива. В настоящее время производство ДМЭ составляет около 150 тыс. т в год. Диметиловый эфир обладает относительно низкой теплотворной способностью, однако отсутствие сажи и существенно более низкое, чем в других видах топлива, содержание вредных компонентов в выхлопных газах позволяет видеть в нем один из возможных источников топлива для автомобилей. Рассмотрены физико-химические и технологические аспекты получения ДМЭ, а также проблемы освоения эфира транспортом и химической промышленностью.

Академик РАН В.М.Грязнов отметил, что загрязнение окружающей среды отходами многих отраслей промышленности, в том числе нефтепереработки и нефтехимии, можно сократить, подавив побочные реакции с помощью высокоселективных мембранных катализаторов. Проницаемый для одного из реагентов мембранный катализатор дает принципиально новые возможности независимого регулирования поверхностных концентраций для повышения выхода целевых продуктов. Энергосбережение достигается благодаря экзотермическому процессу на одной стороне мембранного катализатора и эндотермического - на другой. Сопряжение двух реакций увеличивает их скорость и экологическую безопасность. Примером может служить внедренный в производство процесс получения мономеров синтетических материалов из продуктов пиролиза, где используются высокоактивные мембранные катализаторы, свободные от драгоценных металлов.

А.С.Носков представил материал об использовании каталитических методов очистки промышленных газовых выбросов от оксидов азота, органических примесей и сернистых соединений. Традиционные методы очистки газов от NOх основаны, главным образом, на их каталитическом восстановлении аммиаком или аммиаксодержащими реагентами. Для этих целей в промышленности применяют гранулированные и сотовые катализаторы на базе V2O5/WO3/TiO2, но в последнее время интенсивно развиваются процессы селективного восстановления NOх углеводородами на цеолитных катализаторах, адсорбционно-каталитические способы, основанные на чередовании стадий адсорбции примесей при низких температурах с последующим окислением за счет подъема температуры и реверс-процессы с использованием рекуперативного теплообмена.

В своей лекции В.С.Бесков затронул проблемы построения математических моделей процессов нефтепереработки. Отмечено, что моделирование таких процессов связано с трудностями, характерными для многокомпонентных смесей: большое количество веществ, множество направлений взаимодействия между ними. Для них, как правило, отсутствуют данные не только о детальной схеме превращений, но и количественные термодинамические и кинетические характеристики возможных превращений, их взаимовлияние на реакционные способности. Предложены способы, как избежать трудности, связанные с большой размерностью реагирующей системы. Один из них - статистический подход, основанный на подборе уравнений, которые связывают различные показатели процесса. Его применение как метода "черного ящика" очень сильно ограничено. Другой способ - агрегирование. Он объединяет соединения или фракции смеси в несколько взаимодействующих между собой групп по ряду признаков компонентов сложной смеси: по температурам кипения фракций, по строению входящих в нее углеводородов и т.д. Размерность исследуемой системы значительно сокращается, но при этом теряется индивидуальность состава выделенных псевдокомпонентов. Известен также подход, основанный на представлении о многокомпонентной смеси как о смеси непрерывного состава с определенным распределением термодинамических, кинетических и других ее свойств, что характерно для сложной смеси. Наиболее удачным, по мнению автора, оказался комбинированный подход, основанный на выделении из сложной смеси групп компонентов, подобных друг другу по молекулярной структуре. При таком подходе значительно сокращается размерность описания свойств многокомпонентной смеси и процесса в ней и одновременно сохраняются физико-химические характеристики индивидуальных компонентов и превращений. Это позволяет предсказывать процесс в реакторе и свойства получаемого продукта при всех изменениях условий эксплуатации. Методика такого подхода показана на примере каталитического риформинга бензинов.

В лекции В.Г.Горского отмечены некоторые характерные особенности научных исследований в химической технологии и сделан вывод о необходимости широкого привлечения статистических методов.

к.т.н. В.А.Махлин, зав. лаб. им.аЛ.Я.Карпова

Оргкомитет Школы предполагает провести четвертую сессию Школы в сентябре 1998 г. в Москве и посвятить ее проблемам производства и переработки пластмасс и синтетического каучука.
Желающих участвовать в работе Школы просим присылать заявки в произвольной форме с указанием своего адреса, телефона, факса, электронной почты до 31 марта 1998 г. по адресу:
103064 Москва, ул. Воронцово поле, 10,
ГНЦ РФ НИФХИ им. Л.Я. Карпова,
ученому секретарю
Школы Махлину Владилену Абрамовичу,
тел. 917-54-82,
факс 975-24-50,
e-mail: makhlin@cc.nifhi.ac.ru


За рубежом

Переход к элементу

Свернуть/Развернуть


Фонд им. К.И. Замараева

Переход к элементу

Свернуть/Развернуть



Copyright © catalysis.ru 2005-2023
Политика конфиденциальности в отношении обработки персональных данных