д-р техн. наук, проф. КФУ (420008, Россия, г. Казань, ул. Кремлевская, 18). Тел.: (843) 233-73-46.
канд. техн. наук. КФУ. Тел. тот же.
инженер КФУ.
канд. техн. наук, первый зам. ген. директора ОАО «Нижнекамскнефтехим», гл. инженер (423574, г. Нижнекамск, ОАО «Нижнекамскнефтехим»). Тел.: (8555) 37-58-77
канд. техн. наук, начальник лаборатории ЛДУ НТЦ той же организации. Тел.: (8555) 37-51-76
В настоящее время на заводе СК ОАО «Нижнекамскнефтехим» при дегидрировании изоамиленов в изопрен используется катализатор КДОМ-08 с недостаточно высоким выходом изопрена в течение всего срока промышленной эксплуатации. Для повышения эффективности процесса необходимы более стабильные и высокоактивные катализаторы. В рамках выполнения постановления Правительства РФ № 218 были разработаны железокалиевые катализаторы ЖКД-1 и ЖКД-2 путем усовершенствования рецептуры и оптимизации фазового состава за счет правильного подбора соотношения исходных компонентов. Для оценки возможности перехода на эксплуатацию новых железокалиевых катализаторов отечественного производства проведены опытно-промышленные испытания ЖКД-1 и ЖКД-2 на заводе СК ОАО «НКНХ»при дегидрировании метилбутенов в изопрен в адиабатических реакторах проточного типа с неподвижным слоем катализатора. За базу сравнения выбран катализатор КДОМ-08, эксплуатирующийся в реакторе 1 первой системы в количестве 25 т. Катализаторы ЖКД-1 и ЖКД-2 были загружены в реакторы 7 и 8 четвертой системы, работающие параллельно. Показано, что катализатор КДОМ-08 в промышленных условиях работает более эффективно при нагрузках 1–2 т/ч в течение 1–3 тыс. часов, после чего эксплуатационные показатели снижаются в результате его постепенной дезактивации. По выходу изопрена катализаторы ЖКД-1 и ЖКД-2 существенно превосходят промышленный аналог. Выявлено, что более эффективная эксплуатация даже на более поздних сроках (4–5 тыс. ч) при расходах сырья 1–2 т/ч наблюдается при работе катализатора ЖКД-2, а ЖКД-1 до 5 тыс. ч имеет лучшие показатели активности (30–33 %) и селективности (87–92 %) при более высоких нагрузках 2,3–3,0 т/ч. Из анализа работы катализаторов за последние 1 тыс. ч следует, что при одинаковых температурах ведения процесса (619 °С) и равных нагрузках по сырью (2,5 т/ч) ЖКД-1 и ЖКД-2 эксплуатировались при меньшем разбавлении сырья паром (6,1 т/т) по сравнению с КДОМ-08 (6,8 т/т). После реконструкции реакторов 7 и 8, позволившей уменьшить массу загруженного катализатора с 25 до 17 т, суточная выработка изопрена на 1 т катализатора увеличилась почти в 2 раза. Очевидно, что более высокие активность и селективность, а также меньший объем загрузки делает эксплуатацию ЖКД-1 и ЖКД-2 экономически целесообразной.
Currently, the catalyst KDOM-08 show a not enough high yield of isoprene in the process of isoamylenes to isoprene dehydrogenation during the whole period of commercial operation at «Nizhnekamskneftekhim » plant. In order to increase the effectiveness the introduction of a more stable and highly active catalysts are needed. According of the Russian Federation Government Resolution № 218 еру iron-potassium catalysts ZhKD-1 and ZhKD-2 were developed by improving the formula and optimization of the phase composition by the proper selection of the ratio of initial components. To assess the possibility of transition to the new operation of iron-potassium catalysts for domestic production of pilot testing the ZhKD-1 and ZhKD-2 Rubber Plant «Nizhnekamskneftekhim» in the process of dehydrogenation of methyl butenes in the isoprene in the adiabatic flow reactor with fixed catalyst bed held. The reference sample was the catalyst KDOM-08, operated in the reactor number 1 of the first system in the amount of 25 t. Catalysts ZhKD-1 and ZhKD-2 were loaded into the reactors № 7 and № 8 of the fourth system operating in parallel. It is shown that the catalyst KDOM-08 in an industrial operation is more efficient at loads 1–2 tons/h for 1–3 thousand hours, after which it’s decrease in operating performance due to its gradual deactivation. Catalysts for the ZhKD-1 and ZhKD-2 are significantly higher than the industrial output of an analogue of isoprene. Found that the more efficient operation even in the later stages (4–5 thousand hours) at a feed flow 1–2 t/h is observed in the work on the catalyst ZhKD-2, and the ZhKD-1 before 5 thousand hours has the best indicators of activity (30–33 %) and selectivity (87–92 %) at higher loads of 2,3–3,0 t/h. Analysis of the catalysts operation for the last 1000 h showed that at equal temperatures of the process (619 °C) and equal loading of feed (2,5 t/h), the ZhKD- 1 and ZhKD-2 operated at a lower dilution of the feed with steam (6,1 t/t) compared with KDOM-08 (6,8 t/t). After the reconstruction of reactor number 7 and number 8, the mass of the loaded catalyst decreased from 25 to 17 tons, the daily production of isoprene increased by 1 m of the catalyst in almost 2 times. Obviously, the higher values of the activity and selectivity, as well as a smaller volume loading operation makes the ZhKD-1 and ZhKD-2 catalysts economically feasible.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.