Каталитическое облагораживание нефтяных газов совместным превращением метанолом
, , ,Зарбалиев Р. Р
Институт нефтехимических процессов им. НАН Азербайджана, Баку
Утилизация попутных нефтяных газов является актуальной проблемой. Одним из перспективных направлений рациональной переработки легкого углеводородного сырья является совместное превращение метанола и углеводородов С3-С4 в алкены, арены и компоненты моторных топлив на модифицированных цеолитах.
Совместная конверсия - сложный процесс и для его осуществления используются цеолитсодержащие композиции на основе цеолита ZSM-5. Однако в литературе не выяснена роль факторов, способных определить селективность процесса, и отсутствуют сведения о систематических исследованиях влияния различных модификаторов, в частности циркония и цинка на реакционную способность низших углеводородов при совместной конверсии с метанолом, не решена проблема влияния молекулярно-ситовых эффектов.
В настоящей работе поставлена задача изучения совместной конверсии метанола и н-бутана на модифицированных цинком и цирконием цеолитных катализаторов типа ZSM-5 и влияния различных параметров на протекание процесса. В процессах превращения индивидуального бутана, метанола и совместной конверсии метанола и н-бутана в интервале температур 300-6500С, объемных скоростей 0,25 - 2 час-1 метанола и н-бутана 250-500час1 , и варьирование соотношений бутана к метанолу от 0,62 до 5. Исследованы цинк, цирконий и цинк-циркониевые катализаторы на основе высококремнистого цеолита НZSM-5. Показано, что при превращении н-бутана на катализаторе 4%Zr,1%Zn/HZSM-5 в оптимальных условиях (t=500°C, V=500 ч-1) выход АрУ составляет 46,4% при конверсии 93,8% и содержании олефиновых углеводородов 14,2%. Установлено, что при превращении метанола на том же катализаторе (4%Zr,1%Zn/HZSM-5) при этих же условиях реакции выход алкенов С2-С4 достигает 53,4% , а содержание ароматических углеводородов уменьшается почти в два раза. Показано, что совместная конверсия метанола и бутана в соотношении 1:5 при температуре 5000С на катализаторе 4%Zr,1%Zn/HZSM-5, полученном последовательным введением активных компонентов циркония и цинка, приводит к увеличению суммарного выхода алкенов С2-С4 до 28,2% по сравнению с индивидуальным бутаном (14,2%), т. е практически вдвое, и в 4 раза (7,63%),по сравнению с идентичным процессом на исходном катализаторе HZSM-5. Выход ароматических углеводородов уменьшается на 10% по сравнению с превращением с индивидуальным н-бутаном на катализаторе 4%/Zr,1%Zn/HZSM-5 и увеличивается в 4 раза в сравнении с катализатором HZSM-5.
