Введение к работе
Актуальность работы. Интенсивный рост потребности в полимерных резино-технических изделиях, в особенности изделиях шинной промышленности, диктует рост производства мономеров, в частности производства синтетического изопренового каучука (СКИ). В общей себестоимости СКИ доля себестоимости мономера составляет около 70 %. Следовательно, существенно сократить затраты на производство каучука можно только уменьшив себестоимость изопрена. Одним из основных промышленных методов производства изопрена является его синтез из изобутилена и формальдегида через промежуточное получение 4,4-диметил-1,3-диоксана (ДМД). Непрерывный рост цен на энергоносители и углеводородное сырье понуждает к оптимизации существующей технологии этого производства и одним из путей является подбор новых видов катализаторов, использование новых методов подвода энергии в зону реакции. Поэтому данный метод получения изопрена на новых и модифицированных видах катализаторов под воздействием СВЧ-излучения является актуальным.
Целью работы является повышение выхода изопрена, снижение расхода углеводородного сырья, энергии и повышение экологичности производства. Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:
-
модифицирование промышленных катализаторов для использования в процессе получения изопрена с применением в качестве энергоносителя СВЧ - излучения;
-
разработка технологии получения изопрена с использованием модифицированных катализаторов и электромагнитного излучения сверхвысокочастотного диапазона.
Научная новизна. Впервые предложено получение изопрена из третбутилового спирта и формальдегида под воздействием СВЧ-излучения, что повышает энергоэффективность процесса.
Исследованы основные параметры и подобран режим гетерогенно-каталитического процесса получения изопрена из третбутилового спирта и формальдегида.
Предложено модифицирование традиционных катализаторов дегидратации для использования их в процессе получения изопрена из третбутилового спирта и формальдегида при теплопереносе с помощью СВЧ-излучения, что приводит к повышению количества кислотных центров, плотности и влажности катализаторов.
Разработан научный подход к формированию стабильных, активных твёрдых каталитических структур для осуществления процесса низкотемпературной дегидратации третбутилового спирта с высоким выходом изопрена при нагреве под воздействием СВЧ-излучения..
Практическая значимость, заключается в том, что испытания по одностадийному получению изопрена из третбутилового спирта и формальдегида с электромагнитным нагревом модифицированного катализатора на опытной установке ОАО «Башхимремонт» показали перспективность данного метода для промышленного использования и внедрены на стадии проектирования технологической схемы и опытно-промышленной установки.
Разработанные методы одностадийного получения изопрена из изобутилена и формальдегида с электромагнитным нагревом модифицированного катализатора используются в учебном процессе в Уфимском государственном нефтяном техническом университете при выполнении учебно-исследовательских работ студентами на кафедре общей химической технологии.
Апробация работы Основные результаты работы докладывались и обсуждались на международной научно-практической конференции
«Нефтегазопереработка и нефтехимия - 2009» (г. Уфа, 2009), XXII Международной научно-практической конференции «Реактив-2009» (Уфа 2009), а также на сессиях XXIX Российской школы посвященной 85-летию со дня рождения академика В.П. Макеева.(Миасс 2009).
Публикации работы. По материалам диссертации опубликовано 3 статьи в журналах, рекомендуемых перечнем ВАК для размещения материалов диссертаций, 7 тезисов докладов в материалах научных конференций.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованной литературы из 88 наименований. Работа изложена на 127 страницах машинописного текста, включающего 20 таблиц и 22 рисунка.
