|
Учебные материалы по курсу химии нефти и органического катализа
Программа кандидатского минимума по специальности "нефтехимия"(02.00.13)
Катализ в нефтехимии
Общие сведения о каталитических методах
переработки нефти и нефтяных углеводородов.
Основные типы гетерогенных катализаторов в
нефтехимических процессах.
Специфические особенности разных областей
катализа: гомогенного, гетерогенного и
микрогетерогенного. Активные центры.
Характеристики катализаторов – активность,
селективность. Энергетические аспекты в
катализе. Электронные факторы в гетерогенном
катализе. Промоторы и яды. Стадии адсорбции и
диффузии в гетерогенном катализе.
Макрокинетические факторы в катализе.
Кислотно-основной катализ. Гомогенный катализ,
металлокомплексный катализ. Координация и
лигандный обмен. Каталитические циклы. Ключевые
реакции в гомогенном катализе. Окислительное
присоединение и восстановительное
элиминирование. Реакции внедрения. Катализ
ионами и комплексами. Ферментативный катализ.
Новые подходы к иммобилизации катализаторов.
Двухфазный катализ (SHOP –процесс получения
альфа-олефинов). Водорастворимые
металлокомплексные катализаторы (процесс
гидроформилирования пропена и бутена-1 фирмы
Rhone-Poulenc/Ruchrchemie). Фторный катализ.
Металлокомплексный катализ в сверхкритическом
диоксиде углерода. Катализ в ионных жидкостях.
Использование синтетических рецепторов в
катализе. Супрамолекулярные катализаторы.
Способность к молекулярному узнаванию и
субстратная селективность
Проблемы дезактивации и регенерации
катализаторов.
Кинетические методы исследования реакций и
катализаторов. Моделирование процессов. Методы
оптимизации процессов.
Получение первичных нефтехимических продуктов
на базе вторичных процессов переработки нефти
Процесс пиролиза – источник нефтехимических
продуктов: этилена, пропилена, бутиленов,
дивинила, изопрена, аллена, ароматических
углеводородов. Сырье для пиролиза.
Каталитический крекинг, сырье для крекинга.
Катализаторы крекинга – аморфные алюмосиликаты,
цеолиты и др., их стабильность. Отравление
катализаторов металлами, содержащимися в
тяжелых нефтяных фракциях и остатках. Пассивация
каталитического действия металлов, пассиваторы.
Механизм каталитического крекинга. Поведение
углеводородов различных классов в условиях
каталитического крекинга.
Основные продукты каталитического крекинга.
Гидрокрекинг. Роль водорода в процессе.
Гидроочистка.
Ресурсы ароматических углеводородов.
Выделение ароматических углеводородов. Бензол и
пути его использования. Способы увеличения
ресурсов бензола. Ксилолы, ресурсы, разделение
изомеров. Пути увеличения ресурсов п-ксилола.
Кумол, синтез и окисление.
Химия кислород- и серосодержащих составляющих
продуктов переработки нефти и угля
Фенолы. Источники фенолов, способы выделения и
разделения. Способы получения одно-, двух- и
многоатомных фенолов. Затрудненные фенолы.
Таутомерия фенолов. Реакции электрофильного
замещения в ряду затрудненных фенолов.
Бисфенолы. Антиокислительные свойства фенолов.
Фенолы – присадки к топливам, маслам и
полимерным материалам.
Сероорганические соединения нефтей в
нефтехимии. Современное состояние проблемы
утилизации органических соединений серы нефтей,
ее химические, экологические и экономические
аспекты. Особенности химического поведения
нефтяных сероорганических соединений.
Практическое использование нефтяных сернистых
концентратов. Применение нефтяных меркаптанов,
сульфидов, тиофенов. Использование нефтяных
дисульфидов вторичного происхождения.
Экономический эффект использования нефтяных
органических соединений серы (на примере
нефтяных сернистых экстрагентов).
Получение органических производных серы на
базе нефтехимического сырья.
Каталитический синтез меркаптанов.
Метилмеркаптан, метионин, додецилмеркаптаны.
Производство диметилсульфида.
Производство сульфоксидов и сульфонов.
Диметилсульфоксид. Сульфолан.
Дивинилсульфоксид.
Производство тиофенов, бензотиофена. Области
применения этих соединений.
Перспективные пути производства органических
соединений серы.
Синтезы на базе ацетилена. Высокотемпературные
реакции органических соединений с
сероводородом, тиолами, сульфидами,
дисульфидами, сульфоксидами. Новые
каталитические синтезы. Органические соединения
серы, содержащие другие гетероатомы.
Альтернативное сырье для нефтехимического
синтеза
Уголь – альтернатива нефти и природному газу
как сырью нефтехимической промышленности.
Методы переработки углей в углеводородное
сырье (термическое растворение, гидроожижение,
деструктивное гидрирование).
Газификация углей. Полукоксование и
коксование. Коксовая смола – источник
ароматического сырья.
Использование оксида и диоксида углерода в
производстве топлив и нефтехимического сырья.
Процесс Фишера-Тропша. Современные
представления о механизме.
Метанол – топливо и сырье для нефтехимического
синтеза. Превращение метанола в углеводороды.
Простые метиловые эфиры – неуглеводородные
добавки к топливу.
Использование оксида и диоксида углерода в
синтезе органических веществ различных классов.
Литература
1.Л.Пакетт. Основы современной химии гетероциклических соединений. М.: Мир, 1971.
2.Т.Джилкрист, Р.Старр.Органические реакции и орбитальная симметрия. М.:Мир, 1986.
3.Karakhanov E.A., Maksimov A.L. Catalysis by soluble Macromolecular Metal
Complexes. In. Editors Wohrle E.D., Pomogailo A.D. Metal Complexes and Metals in
Macromolecules. Synthesis, Structure and properties. 2003, Wiley-VCH GmbH@Co.KGaA. P.457-502.
4.Н.К.Ляпина. Химия и физикохимия сераорганических соединений нефтяных дистиллятов. М.: Наука, 1984.
5.В.Ф.Камьянов, В.С.Аксенов, В.И.Титов. Гетероатомные компоненты нефтей. Новисибирск: Наука, 1984.
6.Н.С.Печуро, Д.В.Панин, О.Ю.Песин.Химия и технология синтетического топлива и газа. М.: Химия, 1986.
7.Р.А.Шелдон. Химические продукты на основе синтез-газа. М.: Химия, 1987.
8.Г.Хенрицци-Оливэ, С.Оливэ. Химия каталитического гидрирования СО. М.: Химия, 1987.
9.Катализ в С1-химии (под ред.Клайма Л.) Ленинград: Химия, 1987.
10.В.С. Арутюнов, О.В. Крылов.Окислительные превращения метана. М.: Наука, 1998.
|
