Кто бы мог подумать, что в нефтехимической промышленности существует технология каталитического дистилляции и какова её роль!

Thread Content

Технология реакционной дистилляции является одной из технологий совмещенного синтеза и разделения в химической инженерии и относится к числу наиболее передовых методов в этой области. При использовании этой технологии процессы разделения и реакции протекают одновременно в одном и том же колонне в процессе химического производства. Технология каталитической дистилляции — это технология реакционной дистилляции с использованием катализатора. В начале 1980-х годов была разработана технология каталитической дистилляции. Рациональное и научное применение этой технологии в процессе производства в нефтехимической промышленности позволяет быстро удалять продукты реакции. Кроме того, при дистилляции можно использовать тепло, выделяющееся в процессе реакции, что способствует снижению энергозатрат на производство. Это, в свою очередь, позволяет сократить затраты на оборудование и повысить экономическую эффективность производства в нефтехимических предприятиях. ◆◆◆ I. Роль технологии каталитической дистилляции в реакциях эфирификации. В производстве нефтеперерабатывающей промышленности необходимо производить метил-терти-бутиловый эфир (MTBE), этил-терти-бутиловый эфир (ETBE) и дигликольные эфиры. В 1980-х годах ученые, используя в качестве основных сырьевых материалов смесь углеводородов четвертого ряда и метанол, а также технологии катионного обмена и каталитической дистилляции, сумели синтезировать MTBE. После широкого внедрения этой технологии производственные мощности нефтехимических предприятий значительно возросли. Благодаря процессу каталитической дистилляционной пиролизации производство изобутилена в нашей стране стало возможным на отечественном уровне, что позволило нефтяным компаниям сократить значительные производственные затраты. В основе этого лежат патентованные технологии производства MTBE, разработанные в США. В процессе использования MEBE происходит серьезное загрязнение экологической среды, особенно сильно страдают водные ресурсы. Для эффективного устранения этого явления путем усовершенствования процесса производства MTBE был успешно синтезирован ETBE. Было достигнуто значительное улучшение с точки зрения гармоничности, давления пара и октанового числа; кроме того, степень вреда для окружающей среды низкая, что соответствует **экологической политике**. В процессе быстрого развития автомобильной промышленности все больше используется этилгликольэфир в качестве растворителя для электрофорного лака. Однако он представляет серьезную угрозу для человеческого здоровья; в тяжелых случаях может привести к развитию рака. Для сокращения использования эфиров этиленгликоля в реакциях в периодических реакторах применение технологии каталитической дистилляции позволяет эффективно уменьшить количество побочных продуктов и повысить выход целевого вещества. Таким образом получаются эфиры пропиленгликоля, имеющие меньшую опасность, которые могут заменить эфиры этиленгликоля. В процессе эфирификации использование технологии каталитической дистилляции позволяет не только повысить производственные мощности предприятий, но и снизить уровень загрязнения окружающей среды, а также избежать вреда для здоровья человека. В нефтехимической промышленности следует поощрять применение этой технологии. ◆◆◆ II. Роль технологии каталитической дистилляции в реакциях алкилирования 1. Получение изопропилбензола. Среди самых основных сырьевых материалов в органической химии изопропилбензол является одним из наиболее важных. Основная функция изопропилбензола — производство пропилена и фенола. В середине 1980-х годов одна из американских компаний разработала технологию каталитической дистилляции для получения изопропилбензола из пропилена и бензола; в то же время были проведены пилотные испытания ； А в конце XX века тайваньские компании, занимающиеся производством волокон и химикатов, с помощью технологии каталитической дистилляции построили установки мощностью 270 кт/год. В верхней и средней частях реактора для алкилирования добавляются пропилен и бензол; нижняя часть реактора представляет собой секцию для дистилляции, а верхняя — секцию реакции. В качестве наполнителя в секции реакции используется катализатор, специальным образом расположенный и упакованный. На поверхность катализатора одновременно добавляются пропилен в газообразном состоянии и бензол в жидком состоянии; соотношение молярных количеств бензола и пропилена составляет 1:10. Это позволяет эффективно предотвратить образование полиизопропилбензола и значительно повысить степень превращения в основной реакции. Образование 2-этилбензола. Этилбензол также является очень важным сырьем в химической промышленности. В нашей стране объем сухого газа, получаемого в качестве побочного продукта процесса каталитического фракционирования, превышает 2 млн тонн в год, однако этилен не может быть полностью использован. Этилбензол получают путем алкилирования газа, образующегося в процессе каталитического кракинга в нефтеперерабатывающих заводах, и бензола. Промышленное производство этилбензола было налажено в начале 90-х годов прошлого века. Позже был разработан способ синтеза этилбензола из чистого этилена с использованием новых катализаторов на основе молекулярных сит. 3. Синтез линейных алкильбензенов. В процессе производства анионных поверхностно-активных веществ – алкилбензосульфатов – основным сырьем является линейный алкилбензол. На текущем этапе в промышленном производстве в качестве основного катализатора по-прежнему используется фтористоводородная кислота; при таком способе производства могут возникать серьезные проблемы с безопасностью, а также проблемы загрязнения окружающей среды. Если же для производства линейных алкилбензенов выбрать технологию дистилляции с использованием катализатора в суспензионном состоянии, то в итоге получаемый продукт будет иметь меньше примесей, и его можно будет использовать в качестве сырья для производства высококачественных моющих средств. Синтез 4-метилпропанала. В процессе производства качественных универсальных инженерных пластмасс — смол полиометилформальдегида — синтез метоксиальдегида является чрезвычайно важным этапом. С использованием технологии дистилляции с твердым кислотным катализатором можно синтезировать метоксиалканы с высокой концентрацией из формальдегида и метанола; коэффициент преобразования формальдегида очень высок. ◆◆◆ III. Роль технологии каталитической дистилляции в процессе изомеризации. В дизельном топливе, смазочных маслах, авиационном керосине и бензине изомерные алканы являются очень важными компонентами. В настоящее время технология алкильной изомеризации уже считается развитой технологией. Если правильно использовать технологию каталитической дистилляции, то можно значительно повысить выход изомерных алканов. Технология полной изомеризации является одной из наиболее часто используемых технологий; процесс полной изомеризации включает в себя адсорбционную сепарацию с помощью молекулярных сит и саму изомеризацию. ◆◆◆ IV. Роль технологии каталитической дистилляции в процессе эстерификации. При производстве карбоксиэфиров моноалкилэфира пропилена на нефтехимических предприятиях, при использовании традиционных методов производства возникают определенные трудности с контролем за ходом процесса. В процессе реакции пропиленовый эфир и уксусная кислота практически не реагируют полностью, а эти вещества остаются в водной фазе на вершине колонны. После завершения производства на производственной линии необходимо установить соответствующее оборудование для восстановления последующих реагентов. В процессе этого тратится много сырья, к тому же увеличиваются производственные затраты и усложняется контроль. Благодаря использованию технологии каталитической дистилляции в процессе производства удается контролировать температуру и давление во время реакции. Масляная фаза с верхней части колонны возвращается обратно, что снижает сложность управления процессом. Кроме того, это позволяет обеспечить полную реакцию пропиленгликольэфиров и уксусной кислоты, содержащихся в сырье. В верхней части колонны больше не остается никаких остатков сырья, что сокращает необходимость в процедурах восстановления сырья. Это способствует повышению эффективности производства и снижению производственных затрат. При производстве метилметакрилата с использованием технологии каталитической дистилляции в основном задействуется свойство катализатора в виде крупнопористых сильно кислых катионных сменных смол. Кроме того, реактор удлиняется для поддержания температуры в диапазоне от 80 до 100 градусов Цельсия. В результате эстерификационной реакции в реакторе образуются абсолютные смеси, которые затем выходят в виде пара. Это приводит к нарушению равновесия в реакторе, что способствует продолжению реакции. Благодаря действию катализатора уровень выхода метилметакрилата значительно повышается, к тому же возможен контроль температуры для обеспечения селективного производства. Кроме того, в процессе производства не требуется использование других растворителей, что упрощает контроль на последующих этапах реакции и способствует экономии энергии. Ксиао Ци подводит итог: в нефтехимической промышленности благодаря использованию технологии каталитического дистилляции повышается эффективность производства в процессах синтеза эфиров, алкилирования, изомеризации и эстерификации. Это позволяет сократить использование различных добавок в производственном процессе и тем самым экономить природные ресурсы ； В то же время в процессе производства были упрощены технологические процедуры, что позволяет эффективно контролировать ход производства ； Благодаря сокращению количества операций по восстановлению продуктов производственных реакций снижаются затраты, что способствует повышению экономической эффективности предприятия.