WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

ЕЛИСЕЕВА ИРИНА СЕРГЕЕВНА СТАНОВЛЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ПРОИЗВОДСТВА СИНТЕТИЧЕСКИХ ЦЕОЛИТОВ Специальности: 02.00.13 - "Нефтехимия";

07.00.10 - "История наук

и и техники"

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Уфа - 2003

Работа выполнена в Уфимском государственном нефтяном техническом университете и ГУП "Ишимбайский специализированный химический завод катализаторов".

Научный консультант: к.х.н., профессор Сыркин А. М.

Научный консультант: д.х.н., профессор Мовсум-заде Э. М.

Официальные оппоненты: д.х.н., профессор Валитов М. Х.

к.т.н. Васильев В. П.

Ведущее предприятие: ГУП "Институт нефтехимпереработки"

Защита диссертации состоится 3 июля 2003 г. в 1200 на заседании диссертационного совета Д212.289.01 в Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу: г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Автореферат разослан "_" 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, профессор Сыркин А. М.

Актуальность темы Топливно-энергетический комплекс определяет экономику страны.

Продолжается развитие нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств.

Растущие мощности этих производств требуют новых видов продуктов с улучшенными качественными показателями. Для этого необходимы высокоэффективные катализаторы, в том числе и на основе цеолитов.

В этой связи исследование исторических аспектов строительства, этапов модернизации и реконструкции, путей достижения высоких показателей производства синтетических цеолитов на заводах России является актуальной задачей. Особый интерес представляет изучение опыта работы Ишимбайского специализированного химического завода катализаторов (ИСХЗК), поскольку ежегодно им производится до 60% объема выпуска синтетических цеолитов в нашей стране.

Цели работы:

-обобщение исторического опыта создания и эксплуатации отечественных промышленных установок по производству синтетических цеолитов и катализаторов на их основе;

-анализ особенностей строительства производства цеолитов и этапы творческого решения проблем вывода цеха на проектную мощность;

-анализ путей достижения высоких технико-экономических показателей производства цеолитов на ИСХЗК;

-освещение роли руководителей, передовиков производства, изобретателей и рационализаторов в деле становления и развития производства синтетических цеолитов.

Научная новизна Впервые собраны и обобщены материалы по истории строительства и эксплуатации производства цеолитов на примере ИСХЗК, изучены и систематизированы данные по областям потребления и применения синтетических цеолитов.

Проанализирована совместная деятельность проектных учреждений и коллектива завода, направленная на ввод в эксплуатацию и изменение качества получаемых цеолитов в результате модернизации оборудования и реконструкции производства.

Практическая значимость Материалы диссертационной работы использованы при эксплуатации цехов производства цеолитов на ИСХЗК и будут учтены при составлении перспективных планов модернизации производства цеолитов на ИСХЗК.

Анализ технико-технологических особенностей производства цеолитов используется на ИСХЗК при подготовке кадров для цехов производства этих продуктов.

Апробация работы Результаты работы докладывались на следующих конференциях: на II Международной научно-практической конференции "Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела" (г. Уфа, 2001 г.), на V Всероссийской конференции "Сверхпластичность неорганических материалов" (г. Уфа, 1992 г.).

Публикации По теме диссертации опубликованы 5 статей, 3 тезиса докладов.

Объем и структура работы Диссертация изложена на 153-х страницах машинописного текста, включая 30 таблиц, 25 рисунков, и состоит из четырех глав, выводов и списка литературы из 134-х наименований.

Первая глава включает обзор литературы по зарождению, использованию и применению природных цеолитов. Вторая глава посвящена историческим аспектам исследований получения синтетических цеолитов. Третья глава содержит материалы по истории строительства и функционирования цеолитных установок в Ишимбае и Салавате. В четвертой главе приведен исторический обзор по применению синтетических цеолитов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ГЛАВА 1. Природные цеолиты. История открытия, происхождение и применение Открытие в 1756 году шведским минерологом Ф. Кронштедтом цеолитного минерала стильбита явилось началом эры восхождения природных цеолитов. В природе известно более 30 минеральных видов и разновидностей цеолитов.

Последним обнаруженным природным цеолитом был гарронит, открытый в 1962 г.

Наличие кристаллической структуры, химическая и термическая стабильность, наличие в цеолитах пор обусловили их применение. Поэтому в промышленности определены основные области применения природных цеолитов в качестве адсорбентов, молекулярных сит, катализаторов, основанные на адсорбционных, ионообменных и молекулярно-ситовых свойствах. В качестве молекулярного сита впервые в 1945 г. Баррером было показано использование дегидратированного природного шабазита. В процессах разделения и очистки природные цеолиты впервые начали применять в конце 1954 г. В качестве катализаторов в конце 50-х гг. началось широкое промышленное применение природных цеолитов.

ГЛАВА 2. История проведения исследований в области получения синтетических цеолитов и катализаторов на их основе В настоящее время мировой топливно-энергетический комплекс, который включает в себя добывающие предприятия и предприятия нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, перерабатывающие основные виды углеводородного сырья, немыслим без создания и развития производства катализаторов.

Ключом к разработке нового поколения катализаторов для нефтепереработки и нефтехимии явилась организация промышленного производства синтетических цеолитов - молекулярных сит.

Первые попытки получить цеолиты синтетическим путем были сделаны более 100 лет назад. Впервые синтез силикатов в гидротермальных условиях был осуществлен Шафотле в 1845 г.

В 1862 г. Сент-Клер Девиль получил синтетический калиевый филлипсит при нагревании силиката и алюмината калия при 200С. В близких условиях при температуре до 170С был получен синтетический шабазит. В 1948 г. профессором Баррером Р. начаты работы по синтезу цеолитов.

В 50-х годах в лаборатории Баррера Р. был осуществлен синтез морденита, шабазита, филлипсита, фожазита, стронциевых и бариевых цеолитов.

Опытами Баррера были намечены пути синтеза в условиях пониженных температур (100С) при нормальном давлении.

Брек Д. с сотрудниками нашли условия получения основных цеолитов общего назначения типа NaX и NaA.

С целью координации работ по синтезу, изучению свойств, промышленному производству и применению цеолитов в 1959 г. была создана Комиссия по цеолитам под председательством академика Дубинина М. М. (позже реорганизована в Научный совет по адсорбентам).

В нашей стране исследования в по синтезу цеолитов были начаты в 1957 г. в Грозненском нефтяном научно-исследовательском институте (ГрозНИИ), там же в 1961 г. был осуществлен первый промышленный синтез цеолита.

Историческая роль в области синтеза цеолитов в нашей стране принадлежит ученым ГрозНИИ (Мирскому Я. В., Пирожкову В. В., Митрофанову М. Г., Мегедь Н. Ф. и др.). За период с 1959-1973 гг. учеными ГрозНИИ поэтапно проводились работы по следующим направлениям:

1) разработка теоретических вопросов синтеза цеолитов;

2) исследование свойств и структуры цеолитов;

3) разработка условий синтеза и технологии цеолитов типа А и Х со связующим — глиной;

4) разработка методов синтеза и технологии цеолитов типа А, Х и Y в виде гранул, не содержащих связующих веществ;

5) получение порошкообразных цеолитов типа Х и Y, предназначенных для использования в качестве компонентов катализаторов крекинга;

6) технико-экономические исследования вопросов производства цеолитов.

ГЛАВА 3. Становление и развитие промышленных процессов производства синтетических цеолитов 3.1. Становление и развитие процессов получения цеолитов в Грозном В течение многих лет ГрозНИИ являлся комплексным институтом нефтяной промышленности. В 1966 г. отделы, занимающиеся нефтепромысловыми вопросами - геологией, бурением и добычей нефти, были выделены в самостоятельный институт (СевкавНИПИнефть), а ГрозНИИ был перепрофилирован в специализированный институт нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Еще в 1959 г. в ГрозНИИ были разработаны пропись и технологическая схема производства цеолитов типа А и Х, сформованные со связующим - глиной. Следует отметить, что технологическая схема производства таких цеолитов в основных чертах сохранила свое значение до настоящего времени.

Процесс получения цеолита типа А, Х включает следующие стадии:

• приготовление раствора алюмината натрия путем растворения гидроксида алюминия в кипящем растворе едкого натрия;

• приготовление раствора жидкого стекла путем разварки силикат-глыбы острым паром;

• смешение растворов в пропорциях, необходимых для получения гидрогеля заданного состава;

• кристаллизация гидрогеля;

• промывка кристаллов образовавшегося цеолита для удаления избытка щелочи;

• обработка кристаллов цеолита раствором хлористого кальция (в случае получения цеолита в кальциевой форме) и промывка их для удаления соли;

• смешивание влажной массы кристаллов цеолитов с порошком глины;

• гранулирование;

• сушка гранул;

• прокаливание гранул.

Технологическая схема первой установки получения цеолитов типа А и Х, построенной на Грозненском крекинг-заводе, приведена на рис. 1.

CaClВода Рис. 1. Принципиальная Алюминат технологическая схема получения натрия 10 гранулированных цеолитов:

Силикат Глина 1 — смеситель; 2 — натрия Вода кристаллизатор; 3, 11 — фильтры; 4 — Пар бегуны; 5 — увлажнитель; 6 — 2 гранулятор; 7 — сушилка; 8 — сито; 9 — печь; 10 — реактор.

Вода 6 Цеолит 3.1.2. Первые установки получения синтетического цеолита типа Y Особенно большое практическое значение имело организованное в 1969 г. в 10-м цехе опытного завода ГрозНИИ производство цеолита NaY, предназначенного для промышленного выпуска катализатора крекинга - "Цеокар". Известны три способа синтеза цеолита типа Y, различающиеся видом исходного кремнесодержащего сырья. В кремнеземном способе при получении реакционных масс используется мелкодисперсный кремнезем, в золевом - концентрированный золь SiO2, в силикатном - раствор силиката натрия. Использование раствора силиката натрия оказалось возможным благодаря введению в алюмокремнегель отдельно приготовленных затравок.

Все три метода синтеза цеолита типа Y осуществлены в промышленных условиях. Значительным достижением в технологии производства цеолита типа Y явилось внедрение силикатного метода его синтеза. В 1975 г. силикатный метод был внедрен на опытном заводе ГрозНИИ, а в 1976-1977 гг. на катализаторной установке Уфимского ордена Ленина НПЗ. В настоящее время этот способ широко используется в нашей стране при производстве цеолита NaY — компонента катализаторов крекинга.

3.1.3. Совершенствование технологий получения цеолитов на опытном заводе ГрозНИИ На опытном заводе ГрозНИИ основными установками являлись пилотные и опытно-промышленные установки (43-2, 43-3) для производства цеолитов и катализаторов. В течение 1971-1975 гг. заводом выпускались высокоочищенные цеолиты типа А. Заводом было выпущено свыше 800 тонн опытно-промышленных партий цеолитов различного типа без связующих веществ. Заводом было синтезировано свыше 200 тонн цеолитов типа MgA. Особое практическое значение имело организованное в 10-м цехе опытного производства завода производство цеолита NaA, предназначенного для промышленного выпуска цеолитсодержащего катализатора крекинга - "Цеокар-2". В течение 1971-1974 гг. заводом было выработано около 3000 тонн суспензии NaY, что обеспечило выпуск на Новогрозненском нефтеперерабатывающем заводе свыше 16 тыс. тонн катализатора "Цеокар-2". За разработку и внедрение катализатора "Цеокар-2" научным сотрудникам ГрозНИИ были вручены медали ВДНХ СССР: Я. В. Мирскому, В.

Г. Ремизову, Е. М. Брещенко, А. З. Дорогочинскому и Я. И. Зельцару. Работа проводилась в сотрудничестве со специалистами Грозгипронефтехима и Нефтеперегонного завода в Грозном. В разработках конкретное участие принимали:

Т. С. Несмеянова, В. Е. Варшавер, С. И. Рабинович, Л. Р. Стригина, С. Н. Хаджиев, С. В. Гонгаров и другие сотрудники ГрозНИИ, И. С. Жуков, В. М. Арушанова, А. С.

Агафонов, А. Г. Кречетов и другие инженеры-производственники, Э. Б. Кислый, Ю. Т. Попова, В. Г. Лежнев и другие специалисты-проектировщики. Деятельность ГрозНИИ в области производства катализаторов крекинга нефтяного сырья — это нескончаемая череда трудовых достижений, имеющих большое практическое и экономическое значение. Наглядным примером тому является разработка технологии производства эффективного микросферического алюмосиликатного катализатора "МАСК", предназначенного для процесса крекинга в "кипящем слое".

В 1968 г. был получен и в 1969 г. испытан первый катализатор АШНЦ-1. В 1969 г.

получен и испытан "Цеокар-1", первый из редкоземельных модификаций катализатора. В 1974-1975 гг. в ГрозНИИ освоен синтез высококремнеземных цеолитов канальной структуры типа пентасил, изучены их физико-химические свойства. Также разработаны способы получения ВК-цеолитов типа пентасил с использованием более доступного и дешевого сырья - моноэтаноламина, алканов, нспиртов, а также без органических шаблонов. Технология освоена в опытнопромышленном масштабе. В 1978-79 гг. отечественная промышленность начала выпускать по технологии ГрозНИИ катализатор микросферический цеолитсодержащий с РЗЭ — КМЦР.

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»