Каталитические превращения метанола с целью получения метилформиата, диметилового эфира, монооксида углерода и водорода
Диссертация
Впервые проведены систематические исследования закономерностей протекания реакции превращения метанола в метилформиат, диметиловый эфир и синтез-газ на промышленных катализаторах, ранее в этих процессах не используемых, а также на новых оксидных медьсодержащих катализаторах, промотированных оксидами церия и редкоземельных элементов (РЗЭ), в том числе и на носителях в виде различных активированных… Читать ещё >
Содержание
- 1. Литературный обзор
- 1. 1. Основные направления использования метанола
- 1. 2. Методы получения синтез-газа
- 1. 2. 1. Промышленные методы получения синтез-газа
- 1. 2. 2. Направления переработки синтез-газа
- 1. 2. 3. Каталитическое разложение метанола до синтезгаза
- 1. 2. 4. Получение водорода паровой конверсией метанола
- 1. 3. Методы получения и пути использования водорода
- 1. 3. 1. Методы извлечения водорода из водородсодержащих смесей
- 1. 3. 1. 1. Получение водорода электролизом воды
- 1. 3. 1. 2. Получение водорода в процессе парциального окислении и паровой конверсии углеводородов и оксида углерода
- 1. 3. 1. 3. Получение водорода для топливных элементов
- 1. 3. 2. Основные направления применения водорода
- 1. 3. 1. Методы извлечения водорода из водородсодержащих смесей
- 1. 4. Получение монооксида углерода
- 1. 4. 1. Окисление углерода
- 1. 4. 2. Получение монооксида углерода из органических соединений
- 1. 4. 3. Выделение монооксида углерода из синтез-газа
- 1. 4. 4. Пути использования монооксида углерода
- 1. 5. Методы получения метилформиата
- 1. 5. 1. Получение метилформиата карбонилированием метанола
- 1. 5. 2. Димеризация формальдегида
- 1. 5. 3. Синтез метилформиата из монооксида углерода и водорода
- 1. 5. 4. Окисление метанола в метилформиат
- 1. 5. 5. Дегидрирование метанола в метилформиат
- 1. 5. 6. Применение метилформиата
- 1. 5. 6. 1. Получение муравьиной кислоты
- 1. 5. 6. 2. Синтез формамидов
- 1. 5. 6. 3. Получение уксусной кислоты
- 1. 5. 6. 4. Получение монооксида углерода декарбонилирова-нием метилформиата
- 1. 6. Каталитические системы для разложения метанола и паровой конверсии
- 1. 7. Получение диметилового эфира дегидратацией метанола
- 2. 1. Методика подготовки образцов промышленных катализаторов
- 2. 2. Методика приготовления промотированных катализаторов
- 2. 3. Приготовление оксидов металлов
- 2. 4. Методика приготовления катализаторов дегидратации метанола на основе алюмофосфатов
- 2. 5. Методика проведения экспериментов
- 2. 6. Анализ жидких и газообразных продуктов реакции
- 2. 6. 1. Методика анализа жидких продуктов
- 2. 6. 2. Анализ газообразных продуктов
- 2. 7. Методика синтеза метилформиата
- 2. 8. Рентгенофазовый анализ
- 2. 9. Методика определения удельной поверхности
- 2. 10. Методика ИК — спектроскопического исследования
- 3. 1. Получение синтез-газа разложением метанола
- 3. 1. 1. Разложение метанола до синтез-газа на промышленных катализаторах
- 3. 1. 2. Разложение метанола до синтез-газа под давлением
- 3. 2. Каталитическое дегидрирование метанола с получением метилформиата
- 3. 2. 1. Синтез метилформиата на оксидах меди, цинка и церия
- 3. 2. 2. ИК- спектроскопическое исследование каталитической системы СиО — ZnO
- 3. 2. 3. Каталитическое дегидрирование метанола с получением метилформиата на промышленных катализаторах
- 3. 3. Получение монооксида углерода каталитическим декарбонилированием метилформиата
- 3. 3. 1. Декарбонилирование метилформиата на образцах углей, промотированных оксидами щелочноземельных металлов
- 3. 3. 2. Декарбонилирование метилформиата на образцах углей, промотированных гидроксидами щелочных металлов
- 3. 4. Получение водородсодержащего газа каталитиче- 102 ской конверсией воднометанольных смесей
- 4. 1. Изучение процесса дегидратации метанола
- 4. 2. Изучение процесса превращения метанола с полу-т чением газообразных топлив
- 4. 3. Рекомендации по технологическому оформлению процесса получения газообразных топлив
- 5. 1. Описание технологической схемы установки комплексной переработки метанола. 5.2. Реконструкция реактора для процессов превращения метанола
- 5. 2. 1. Описание конструкции реактора разложения метанола
- 5. 2. 2. Описание вариантов реконструкции реактора разложения метанола
Список литературы
- Страхова JI. П., Биткова Т. Г. Исследование рынка при обосновании инвестиций в производстве метанола. 4-я Международная конференция «Актуальные проблемы управления-96″. М.: 1996 г., с. 139.
- Р.А. Шелдон, „Химические продукты на основе синтез-газа“. М. Химия, 1987. 248 с.
- Терентьев Г. А., Тюков В. М., Смаль Ф. В. Моторные топлива из альтернативных сырьевых ресурсов. М.: Химия, 1989, с. 186.
- Asinger F. Methanol-chemie und Energierohstoff: Die Mobilisation der Kohle. Berlin, 1987.
- Крылов O.B. Гетерогенный катализ: Учебное пособие для вузов. М.: ИКЦ Академкнига, 2004. — 679 с.
- Scherwin М.В. -Hydrocarb. Process, 1981, vol.60, № 3, р.79−84.
- И.В. Калечиц // Кинетика и катализ, 1977, т. 18, № 5, с.1122−1128
- Леонов В.Е. и др. // Ж.В.Х.О. им. Д. И. Менделеева, 1982, т. 27, № 3, с. 148
- С.М.Локтев и др. Метанол: пути синтеза и использования. М.: ВНТИЦ, 1984
- Ю.Караваев М. И., Леонов В. И., Попов И. Г. Технология синтетического метанола. М. Химия, 1984, с. 240
- Ю. Фальбе, „Синтезы на основе окиси углерода“. Ленинград, Химия, 1971 г. 216 с.
- Гельман В.Н., Карвовская А.А, Голосман Е. З, Нечуговский А. И. „Разложение метанола на медьцементных промышленных катализаторах“, Хим. пром. 1994. № 12. стр.22−25
- Темкин М.И. и др. // Кинетика и катализ. № 4. 1963.
- Mizuno К., Yoshikawa К. // Chem. lett., 198б.№ 11. р.1969−1972
- А.с. № 1 144 977 СССР, В. А. Звонов, В. М. Черных, В. К. Балакин „Способ получения синтез-газа“. С01 В 3/22.
- М.К.Старчевский, Ю. А. Паздерский, И. И. Моисеев, „Метилформиат: методы получения“, Хим. пром., 1991, № 7. с. 387
- Ю.В. Лендер, А. Г. Краснянская, „Кинетика дегидрирования метанола до метилформиата на медных катализаторах“. Хим.пром., 1984, № 5, с. 264.
- Е.З. Голосман, А. И. Нечуговский //Хим. пром., 1994, № 4. стр.237−243
- Jakoby МЛ Chem. Eng. News. 2003, vol.81, № 23, p.3520."Водород. Свойства, получение, хранение, транспортирование, применение». Справ, изд./ Д. Ю. Гамбург, В. П. Семенов, Н. Ф. Дубовкин- Под ред. Д. Ю. Гамбурга.- М. Химия, 1989.-672с.
- Шольц В. X. VII Мировой нефтяной конгресс. М.: Внешторгиздат. 1971. 150 с.
- Грейсман С. А. и др. " Процессы получения Н2 из сухих водородсодер-жащих газов нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов". М.: ЦНИИТЭ-нефтехим. 1970. 180с.
- Хаслам А.К. «Получение Н2 из газов нефтепереработки» // Инженер-нефтяник., 1972. № 3. с. 117.
- Chem. and. Eng. News. 1972. V.50. № 28. p. 27−28.
- Coal process generates high purity Hydrogen. Chem. and Eng. News. 1980. V. 57. № 25. P.33.
- Berg G. J. // Hydrocarbon Processing. 1966. V. 45(5). P. 193.27."Водород и энергия" Me Auliffe С. АЛ пер. с англ. М. «Мир». 1980.
- Коровин Н.В.," Электрохимические генераторы", М., «Энергия», 1974.
- B.C. Лукьянчиков, А. И. Стеженский «Паровая конверсия метанола», Киев, «Наукова думка», 1972.
- O.K. Давтян, Р. В. Тихонюк // Армян, хим. журнал, 1971, № 10., с. 853.
- А.Б. Полянский, В. Н. Рождественский «О конверсии метанола с водяным паром на окисных катализаторах». Нефтехимия, т. XVI, № 1. стр. 120−124.
- Н.В. Лазарев «Вредные вещества в промышленности», Л. Химия, 1976
- Murray R.G., Shoeppel R.I. // 7 th J.E.C.E.C. San-Diego 1972. p. 1381
- Bockris I. // Science. 1973. V.176. № 4041. p.110
- Marchetti CM Chem. Econ. a. Eng. Rev. 1973. V.5. № 1. p. 7−25.
- Б.К. Нефедов, «Синтезы органических соединений на основе окиси углерода», М. Наука, 1978.
- A.C. 1 432 004 СССР, С. Л. Глядий, П. И. Пасичнык, Т. Б. Сенюта, «Способы получения СО», МКИ COI В31/18
- Т. Ikaraschi, «Chemical Economy and Engineering Review» 1980, v. 12, № 8 p.31−34
- T.B. Вливок, «Исследование процесса получения концентрированного СО», канд. дисс. М. 1975, с. 165.
- И.И. Моисеев // Ж.В.Х.О. им. Менделеева. 1982, t. XXVII, № 3 с. 308
- Ю.А.Паздерский, В. П. Скачко. Метилформиат перспективный и универсальный продукт химии Ci. Тез. докл. Всес. науч. конфер. «Химические синтезы на основе одноуглеродных молекул». М. ноябрь 1992.
- Yoneoka M. Process for producing methyl formate. US Patent 4 319 037. 1982. (МКИ C07C 67/40, нац. 560/239).
- А.Г.Краснянская, Ю. В. Лендер, В. Э. Лелека. Хим. пром. 1986, № 5, с. 264,
- А.С.784 205 СССР. Тагаев O.A., Жаворонков Н. М., Моисеев И. И., Паздер-ский Ю. А. Способ получения метилформиата. // Открытия. Изобретения № 40, 1984 г.
- Mueller F.-J., Steiner W., Ross K.-H., Kratner О. Verfahren zur Herstellung von Methylformiat. Pat. 3 037 089 BRD, 1982, BASF AG.
- Yoneoka M., Osugi M., Ikarashi T. Process for producing methyl formate. US Patent 4 232 171. 1980. (МКИ C07C 67/40, нац. 560/239).
- Н.С.Именитов, В. Ю. Ганкин. Гидроформилирование. Химия, Л., 1972.
- M.Berthelot. C.r. Acad. Sei. V.41, р.955,1985.
- Я.Т.Эйдус. Синтез органических соединений на основе окиси углерода. Наука, М., 1984.
- М.К.Старчевский, О. Ю. Паздерский, И. И. Моисеев. Метилформиат: методы получения. Хим. пром., 7, с.387 392, 1991
- Oxygenated Base Chemicals from Synthesis Gas. Erdol und Kohle — Erdgas -Petrochemi vereinigt mit Brennstoff Chemie, Bd. 37, Heft 11, p.506 — 511, November 1984.
- Р.А.Шелдон. Химические продукты на основе синтез-газа. Химия, М. 1987.
- М.Х.Карапетянц. Химическая термодинамика. Госхимиздат, М., 1963.
- А.А.Веденский. Термодинамические расчёты нефтехимических процессов. Гостоптехиздат., JL, 1960.
- J.Rathke, H.M.Feder. J.Am.Chem.Soc. V.100, p.3623, 1978.
- J.S.Bradley. J.Am.Chem.Soc. V.101, p.7419, 1979.
- A.C. 177 872 СССР. Открытия. Изобретения. № 2, 1966.
- Yoneoka M., Osugi M. Process for producinng methyl formate. US Patent 4 149 009. 1979. (МКИ C07C 67/40, нац. 560/239).
- Richard P. Aplin, Peter M. Maitlis, Thomas A. Smith. Process for production of methyl formate. US Patent 4 778 923. 1988. (МКИ C07C 45/38, нац. 560/239).
- Ионэка Микио. Яп. Заявка № 54 141 716.
- Soclesawa Т. Effect of support on dehydrogenation of methanol to methyl formate over Cu-containing catalysts prepared by ion exchange.// React. Kinet. Catal. Lett. 1986. V.32, № 1. P. 63−69.
- С.П.Тоннер, Д. Л. Тримм, М. С. Волнрайт. Дегидрирование метанола до ме-тилформиата на медных катализаторах. Am.Chem.Soc. V.23, р.384 388, 1984.
- A, Aguilo, T.Horlenko. Hydrocarbon process. 59(11), 120,1980.
- В.Кайм. Катализ в С1 химии. Химия, JL 1987.
- Japanese Patent 8 122 745 (1981).
- И.М.Кричевский. Диметилформамид, М. 1958, 356 с.
- Патент ФРГ 3 106 054. Способ непрерывного получения формамида.
- Патент Японии 8674. Способ получения диметилформамида. 69.0.А.Тагаев, М. Д. Гащук, Ю. А. Паздерский, И. И. Моисеев. Изв. АН СССР: Сер. хим., 1982, № 11, с. 2636,
- FJ.Bryant, W. RJohnson, T.C.Singleton. A.C.S., Meeting, Dallas, 1973, General Papers Petrochemicals, p. 193
- Каталитические свойства веществ/ Справочник под ред. Ройтер. Киев: Наукова Думка, 1975. т.2. с.487
- Каталитические свойства веществ/ Справочник под ред. Я.В. Горохват-ского. Киев: Наукова Думка, 1977. т.4.
- Томас Ч. «Промышленные каталитические процессы и эффективные катализаторы». М. Мир, 1973.
- Справочное руководство по катализаторам для производства аммиака и водорода / под ред. В. П. Семенова. М. Химия, 1973
- Очистка технологических газов / под. ред. Т. А. Семеновой и И.Л. Лейте-са. М. Химия, 1977.
- Е.З. Голосман. В. И. Якерсон, «Производство и эксплуатация промышленных цементсодержащих катализаторов». НИИТЭХИМ, Черкассы 01.09.92 № 287-хп-92
- С.П. Тоннер, Д. Л. Тримм, М. С. Волнрайт. Дегидрирование метанола до метилформиата на медных катализаторах. Am. Chem. Soc. V.23, р.384−388, 1984.
- W.Couteau, J.Ramioulle. Process for the production of methyl formate. U.S.Patent 4 216 339, 1977, (МКИ С 07 С 67/36).
- Горшков C.B., Лин Г.И., Розовский А. Я. Механизм дегидрирования метанола в метилформиат и пути управления селективностью процесса. // Кинетика и катализ. 1999. Т.40, № 1. С.104−110.
- Л. Шлегель, Д. Гутник, А. Я. Розовский. Разложение метанола на медьсодержащих катализаторах синтеза метанола. Кинетика и катализ, № 4, с. 10 001 003,1990.
- Л.А. Вытнова, А. Я. Розовский. Кинетика и катализ, т. 27, № 5, 1996
- К.П. Катаев, Г. И. Лин, А. Я. Розовский. Кинетика и катализ, т.28, № 1, с. 225, 1987
- В.Д. Кузнецов, Ф.-С. Шуб, М. И. Темкин. Кинетика и катализ, т.25, № 3, с.606−614.
- Pat. 4 407 238 USA //H.Yoon, 1983.
- Т. Sodesowa, M. Marioki, S. Sato, F.Nozahi. J. Chem. Soc. Jap. № 5, p.551−553, 1990, РЖХим. 1Б4266, 1991
- Degydrogenation of methanol to methylformate over copper-based catalysts. Applied Catalysis. P.259−270,1984.87. Pat. 4 149 009 USA.
- Cu-TSM-комплекс новый эффективный катализатор дегидрирования метанола. Chemistry letters. 1982, P. 1805−1808,.
- Технология катализаторов. Под ред. И. П. Мухленова. J1. Химия, 1989, с.95−120
- Справочник нефтехимика. Под ред. С. К. Огородникова. JI. Химия, 1978, с. 402.
- М.К.Письмен. Производство водорода в нефтеперерабатывающей промышленности. М. Химия, 1976, С.91−92.
- L.Alejo, R. Lago, M.A.Pena, J.L.G.Fierro. Partial oxidation of methanol to produce hydrogen over Cu-Zn-based catalysts. Applied Catalysis 162, 1997, p.281−297.
- B.A.Peppley, J.C.Amphlett, L.M.Kearns, R.F.Mann. Methanol-steam reforming on Cu/Zn0/A1203. Applied Catalysis 179, 1999, p.21−29.
- Simon A., Stumpf H., J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1. 1981, V. 77, № 9, P. 2209−2221.
- Топчиева К. В., Кубасов А. А., Тыонг Ван Дао, «Дегидратация метилового спирта на щелочных формах цеолитов X и Y», Вестник МГУ. Химия. 1972, т. 13, № 6, стр. 628−632.
- Нефедов Б. К., Сергеева Н. С., «Влияние состава катализатора Rh носитель и добавок различных веществ в зону реакции на карбонилирование метанола окисью углеродапри атмосферном давлении», Известия АН СССР, серия Химия. 1976, № 10, стр. 2271 — 2276.
- Соловьев А. А., Каденцев В. И., Чижов О. С., «Метиловые эфиры метил-дезокеигексопиранозидов», Известия АН СССР, серия Химия. 1976, № 11, стр. 2500 2505.
- Герич А. П., Шмелев А. С. «Кинетика образования диметилового эфира на 7-AI2O3», «Метанол и его переработка», сборник трудов НИИТЭХИМ и Гос-НИИ Метанолпроект, Москва, 1985, стр. 49 52.
- Светляков Е. Б., Флид Р. М., «Кинетика реакции дегидратации метанола и гидрохлорирования диметилового эфира на катализаторах парофазного синтеза хлористого метила», Журнал Физической химии. 1966, том XL, № 12, стр. 3055 3059.
- Физическая химия. 1974, Т. 3.
- Якерсон В. И., Лафер Л. И., Рубинштейн А. М. «Термодесорбция спиртов и простых эфиров с поверхности окиси алюминия», Известия АН СССР, серия Химия. 1967, № 1, стр. 200 201.
- Нефедов Б. К., Мишин И. В., «Синтез диэтилового эфира в присутствии цеолитных катализаторов», Известия АН СССР, серия Химия. 1979, № 1, стр. 196−199.
- ЮЗ.Иванов С. И., Махлин В. А. «Каталитическое взаимодействие метанола с хлористым водородом на у-АЬОз. Кинетика и механизм реакции», Кинетика и катализ. 1996, Т. 37, № 6, стр. 873 879.
- Ю4.Хамагульгова Н. С., Хадишев С. Н., Кубасов А. А., «Закономерности конверсии метанола в микрореакторе на цеолитах ультрасил», Вестник МГУ. Химия. 1981, Т. 22, № 2, стр. 156 160.
- АС СССР С07С43/04, 925 928, «Способ получения диметилового эфира», 1982.
- Никонова А. Л., «Конверсия смеси метан метанол на цеолитсодер-жащих катализаторах». Автореф. канд. дисс., Москва, 1992.
- Tonner S. P., Christiansen J. A., Chem. Left. 1982, P. 1805 1808.
- AC СССР C07C43/07, 841 578, «Способ получения простых эфиров», В. Фатторе, Дж. Манара, Б. Нотари, 1981.
- Махлин В. А., Иванов С. И., «Кинетика дезактивации у-окиси алюминия в гидрохлорировании метанола», Кинетика и катализ. 1997, Т. 38, № 6, стр. 938−942.
- Ю.Корябкина Н. А., Шкрабина Р. А., Ушанов В. А., и др. «Влияние лантана и церия на структурно механические свойства окиси алюминия», Кинетика и катализ. 1997, Т. 38, № 1, стр. 128 — 132.
- А.с. СССР, № 164 156 G01L1/00.
- Иванов В. А., Нефедова А. Р., Грязнова Э. В., Голосман Е. 3. «Химический синтез на основе одноуглеродных молекул». Тезисы докл. Всес. Совещания, Москва, 1984.
- ПЗ.Леонов В. Е., Лободин С. С., Самойленко В. А. Метанол новый перспективный продукт промышленности основного органического синтеза. -ЖВХО, 1982, т.27, № 3, с. 148.
- Катализ в С1-химии /под ред. В. Кайма Л.:Химия, 1987, с.97
- Караваев М.И., Леонов В. И., Попов И. Г. Технология синтетического метанола.// М.: Химия, 1984,240 с. llô-.Asinger F. Methanol-Chemie und Energierohstoff: Die Mobilisation der Kohle. Berlin, 1987.
- Игараси T., Сано К., Игараси X. Получение Н2 и СО из метанола. Япон. заявка № 56−88 801, 18.07.1981.-РЖХим., 1982, 15П250П.
- Ионеока М. Процесс для получения метилформиата. Пат. США № 4 319 037, 16.04.1976.-РЖХим., 1983,4Н58П
- Вытнова Л.А., Янюкова А. М., Розовский А. Я. Взаимодействие метанола с медьсодержащими катализаторами типа СНМ-1. В кн.: Нестационарные процессы в катализе. Матер. II Всесоюз. конф. Новосибирск, 1983, ч. И, с. 6.
- Takahashi К., Takezawa N., Kobayashi H. Mechanism of formation of methylformate from formaldehyde over copper catalysts. Chem.Lett., 1983, № 7, p.1061.
- Соломатин Г. И., Соболевский B.C., Григорьев В. В., Лафер Л. И., Якерсон В. И. Дегидрирование метанола на поверхности медьсодержащих катализаторов. -Изв. АН СССР. Сер. хим., 1981, № 10, с. 2204.
- Беллами Л. Инфракрасные спектры сложных молекул. М.: Изд-во иностр. лит., 1963, с. 256.
- Гельман В.Н., Карвовская A.A., Голосман Е. З., Нечуговский А. И. Хим. пром., 1994, № 12, с. 22.
- Клабуновский Е.И., Мордовии В. П., Крылов О. В. Катализаторы конверсии метанола в синтез-газ, Катализ в промышленности, 2004, № 6. с. З
- Завалишин И.Н., Лин Г.И., Кипнис М. А. и др. Докл. на Рос.-амер. сем. по катализу (Москва, 28−30 мая2003 г.).
- Крылов О.В., Миначёв Х. М., Панчишный В. И. // Успехи химии. 1991. Т. 60, № 3. С. 634.
- Крылов O.B. Новое в водородной технологии. Катализ в промышленности, 2004, № 3. с.57
- Звонов В.А., Черных В. И., Заиграев Л. С. Технико-экономические и экологические показатели применения метанола как топлива для двигателей внутреннего сгорания. Экотехнологии и ресурсосбережение, 1995, № 4.c.l 1
- Звонов В.А., Черных В. И., Балакин В. К. Метанол как топливо для транспортных двигателей. Харьков: Основа, 1990.- 150 с.
- Розовский А. Я. «Диметиловый эфир топливо 21 века». Международная школа повышения квалификации. Инженерно — химическая наука для передовых технологий. Труды третьей сессии. Казань. Россия. 1997
- Терентьев Г. А., Тюков В. М., Смаль В. Ф. Моторные топлива из альтернативных сырьевых ресурсов.— М.: Химия, 1989, 272 с
- Якерсон В.И., Голосман Е. З., Катализаторы и цементы.- М.: Химия, 1992, 256 с.
- Звонов В, А., Козлов В. А., Теренченко А. С. Экология: Альтернативные топлива с учетом их полного жизненного цикла. Автомобильная промышленность, 2001. № 4,с. 10
- Бернхард У Е., Ли У Мощность двигателя и характеристика отработавших газов двигателя при эксплуатации автомобилей на метаноле. // Перспективные автомобильные топлива: Пер. с англ.- М.: Транспорт, 1982, с. 184−201.
- Tanaka Y., Kikuchi R., Takeguchi Т., Eguchi К. Steam reforming of DME over composite catalysts of А120з and based spinel. Appllied Catalysis, v.3, Issue 3, p. 211.
- Абу Ниджим Рамзи Хассан Юсеф Улучшение экологических показателей дизеля подачей на впуск продуктов конверсии метанола: Дисс. канд.техн. наук, РУДН.- М., 2002 г.