1 Литературный обзор 6
1.1 Выделение изобутилена из С4 фракции серной кислотой 6
1.2 Дегидратация изобутилового спирта 11
1.3 Гидратация олефинов 15
1.4 Химизм процесса гидратации 19
1.5 Термодинамика и кинетика процесса гидратации 20
1.6 Механизм реакции 22
2 Технологическая часть 38
2.1 Описание технологической схемы 38
2.2 Дегидратация азеотропа ТМК в изобутилен, ректификация и
азеотропная осушка изобутилена 44
2.3 Приготовление катализатора 48
3 Экспериментальная часть 54
3.1 Характеристика исходных веществ 54
3.2 Методики проведения эксперимента 55
3.2.1 Определение полной статической обменной ёмкости катализатора 55
3.2.2 Определение каталитической активности катализатора 57
Заключение 67
Список используемой литературы и используемых источников 68
Купить

Изобутилен (2-метилпропилен) был получен Фарадеем путем разложения жиров и дальнейшим выделением. Сейчас для получения изобутилена в качестве сырья используют изобутан-изобутиленовую фракцию. Изобутилен - важный мономер для получения изопрена, бутилкаучука, полиизобутилена [1].
Впервые было запущено производство изопрена из изобутилена и формальдегида в СССР в 1964 г. на заводе «СК», теперь «Тольяттикаучук». В дальнейшем в 1997 г. в г. Тобольск была запущена установка с получением изобутилена мощностью 90 тыс. т в год [2].
Первоначально этот углеводород был получен из продуктов высокотемпературного разложения животных жиров и детально описан Майклом Фарадеем в 1825 году. Впоследствии чистый изобутилен был получен в результате дегидратации молекул воды из третбутилового спирта разбавленной серной кислотой Александром Михайловичем Бутлеровым в 1868 году [4].
В настоящее время изобутилен используется в производстве синтетических каучуков (полиизобутиленового и изопренового), масел и смазок, пластмасс, топлива, различных добавок, поверхностно-активных веществ и других продуктов, находящих применение во множестве отраслей народного хозяйства [5].
Выделение изобутилена из С4 фракций пиролиза и дегидрирование изобутана являются основными промышленными методами для извлечения изобутилена.
Что касается его получения из С4 фракций, в России основным промышленным методом является процесс гидратации изобутилена в трет-бутиловый спирт с последующим его разложением на сульфокатионитных ионообменных смолах.
Существуют специализированные процессы, направленные на максимальное получение изобутилена, а также процессы, в которых эти фракции выступают в качестве побочных продуктов. [2, 23].
В данной работе предстоит дать литературный обзор по процессам извлечения изобутилена из углеводородных фракций, рассмотреть физико-химический процессы, провести патентный поиск, представить описание сырья и готовой продукции, технологию приготовления катализатора КУ-2- 23ФПП, рассмотреть существующие формы формованных катализаторов.
Актуальность и научная значимость заключается в разработке оптимальной формы катализатора и создании технологии, позволяющей извлекать изобутилен из углеводородных фракций. В данной технология описывается катализатор КУ-2-23ФПП в форме колец Рашига, что позволит повысить активность катализатора и тем самым снизить его расход в процессе выделения изобутилена из фракций углеводородов Сд.
Проблема исследования заключается в большом содержании изобутилена в изобутан-изобутиленовой фракции, который не может быть выделен существующей технологией и затрачивается еще больший расход реагентов.
Объектом исследования является воздействие формы катализатора на азеотропную смесь триметилкарбинол -вода в процессе дегидратации.
Цель исследования: разработка эффективной формы катализатора и увеличения активности катализатора для извлечения изобутилена из углеводородных фракций.
Личное участие автора в организации и проведения исследования состоит в проведении работ по поиску и анализу литературных данных по исследуемой тематике. Все полученные данные были выполнены совместно с руководителем научной исследовательской работы.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечивались: воспроизводимостью результатов экспериментальных исследований.
В работе были поставлены следующие задачи:
- сравнить характеристики и активность катализаторов различной формы;
- определить кинетические закономерности реакции дегидратации триметилкарбинола на катализаторе кольцевой формы;
- предложить принципы формирования гранул катализаторов с повышенной активностью.
Результаты работ были представлены в виде научной статьи:
- Митрофанов В.В., Орлов Ю.Н. Совершенствование процесса
выделения изобутилена из углеводородных фракций // Международный научный журнал «Инновационная наука» - г. Уфа: Издательство ООО «Аэтерна», 2023. С. 14-17.
Магистерская работа состоит из введения, 3 разделов, заключения, содержит 26 рисунок, 9 таблицы, список используемой литературы и используемых источников (36). Объем магистерской работы составляет 70 страниц.
Купить