Технология одновременного получения этилена, пропилена, дихлорэтана и винилхлорида на основе хлолпиролиза метана.
Однако процесс Бенсона так и не получил промышленного развития. Скорее всего из-за низкой стойкости металлических материалов при температуре 900-1100°С в атмосфере, содержащей хлор, хлористый водород, пары воды и др.
Ранее нами исследовалось получение этилена и пропилена из хлористого метила на силикоалюмофосфатном катализаторе SAPO-34 при температурах 400; 425 и 450 °С [4]. Было найдено, что в течение 5 ч опыта селективность процесса по этилену непрерывно растет, а по пропилену, кроме температуры 400 °С, снижается. Активность катализатора, как правило, монотонно снижается ввиду зауглероживания. Регенерация воздухом при температуре 550 °С полностью восстанавливает активность катализатора. Изучение кинетики процесса каталитического пиролиза хлористого метила показало, что реакция имеет первый порядок по хлористому метилу. Энергия активации реакции составляет 51 кДж/моль. На основании полученных лабораторных данных [4], для промышленного процесса каталитического пиролиза хлористого метила с преимущественным получением этилена и пропилена можно рекомендовать следующие ориентировочные параметры:
Реактор с псевдоожиженным слоем катализатора мощностью .........100 тыс. т/год по этилену
Катализатор — силикоалюмофосфат SAPO-34, микросферический с размером частиц, мкм ....... 80—250
Температура процесса, °С ................................425—450
Давление, ата ................................................3 (0,3 МПа)
|
|
|
Объемный расход газовой смеси (хлористого метила), ч–1 .......................................... 600
Парциальное окисление метана.
Для окислительной конверсии были использованы Ni катализаторы, при атм. давлении и температуре 750-900°С. В разных слоях реактора наблюдали:
-в верхних слоях - экзотермическую реакцию глубокого окисления
СН4 + 2О2 → СО2 + Н2О (∆Н<0)
-в нижних слоях - эндотермическую реакцию углекислотной конверсии
СН4 + СО, → 2СО + 2Н2 (∆Н>0).
Себестоимость получения синтез-газа парциальным окислением метана примерно в полтора раза ниже паровой конверсии метана.
К недостаткам метода можно отнести: высокую стоимость кислорода (50%), взрывоопасность, разрушение кат-ра за счет перегревов, возможность образования C за счет газофазных реакций.
Парциальное окисление метана в синтез-газ могло бы дать 100%-ную конверсию, если бы не другие реакции, в частности, конверсия водяного газа и ее обратная реакция (гидрирование СО2 а также реакции окисления метана):
CO+ Н2О→ СО2 + Н2 ; СО2+ Н2→ СО + Н2О ; CH4 + О2 →СО2 + Н2 ;
СН4 + l,5O2 → СО + 2Н2О.
Наиболее полная конверсия метана при мольном отношении СН4:О2=2:1 – при температуре выше 750°С.
Различают парциальное окисление метана в объеме (гомогенное окисление) и на катализаторе.
|
|
|
Гомогенное окисление метана является единственным промышленным процессом получения синтез-газа парциальным окислением. Этот процесс некаталитический. Реакция протекает при температуре 1200°С. После удаления H2S синтез-газ имеет состав СО:Н2=1:2.
Каталитическое окисление метана может быть использовано для понижения температуры процесса. Для этой цели используют Ni катализаторы. Например, на 25%Ni/Al2O3 при 700°С , селективность-95% при полной конверсии метана.
Парциальное окисление при малом времени контакта. Высокие объемные скорости (10000 ч-1 и выше) обеспечивают хорошее смешение и минимальное влияние массопереноса. Малое время контакта может быть достигнуто при пропускании реакционной смеси через керамические блоки с нанесенным на них металлом - катализатором или через металлические сетки.
Малое время контакта (от 10-5 до 10-1 с) позволяет осуществлять процесс с высокой селективностью по синтез-газу (выше 90%) при почти полной конверсии метана. В этом случае метан окисляется по "прямому" механизму, минуя реакции глубокого окисления, паровой и углекислотной конверсии, которые требуют большего времени контакта. Такое проведение процесса является более перспективным, поскольку позволяет сократить размеры аппарата и, возможно, снизить тепловые нагрузки.
Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 913; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!