Становление и развитие производства синтетических цеолитов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.13, кандидат технических наук Елисеева, Ирина Сергеевна

• Елисеева, Ирина Сергеевна
• кандидат технических наук
• 2003

Оглавление диссертации кандидат технических наук Елисеева, Ирина Сергеевна

СОДЕРЖАНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Природные цеолиты. История открытия, происхождение и применение. б

Условия образования природных цеолитов.

Механизм образования цеолитов в природе.

Применение природных цеолитов.

ГЛАВА 2. История проведения исследований в области получения синтетических цеолитов и катализаторов на их основе.

2.1. Теоретические исследования.

2.1.1. Кристаллическая структура цеолитов.

2.1.2. Синтез цеолитов типа А и X при кристаллизации 25 алюмокремниевых гидрогелей.

2.1.2.1. История исследований кристаллизации гидрогелей при получении цеолита типа А.

2.1.2.2. История исследований кристаллизации гидрогелей при получении цеолита типа X. ^

2.2. Прикладные исследования.

ГЛАВА 3. Становление и развитие промышленных процессов производства синтетических цеолитов. ^

3.1. Становление и развитие процессов получения цеолитов в Грозном

3.1.1. Первые установки получения синтетических цеолитов типа А, X.

3.1.2. Первые установки получения синтетического цеолита типа У.

3.1.3. Совершенствование технологий получения цеолитов на опытном заводе ГрозНИИ.

3.2. Становление и развитие адсорбентно-катализаторных производств в Башкирии.

3.2.1. Уфимская катализаторная фабрика.

3.2.2. Катализаторная фабрика комбината №18 (г. Салават).

3.2.3. Ишимбайский специализированный химический завод катализаторов.

ГЛАВА 4. История применения синтетических цеолитов.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Становление и развитие производства синтетических цеолитов»

Мировой топливно-энергетический комплекс, который включает в себя добывающие предприятия и предприятия нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, в настоящее время немыслим без применения эффективных катализаторов. Ключом к разработке нового поколения катализаторов для нефтепереработки и нефтехимии явилась организация промышленного производства синтетических цеолитов -молекулярных сит.

Цеолиты нашли применение в основном в трех направлениях: -за счет уникальной кристаллической решетки, характеризующейся наличием внутренних больших полостей, развитой внутренней поверхностью и строго определенным размером входных окон цеолиты являются молекулярными ситами, способными избирательно адсорбировать (разделять) молекулы как в газовой, так и в жидкой фазе;

-из-за своих уникальных катионообменных свойств цеолиты служат также для смягчения воды, связывая ионы кальция и магния;

-цеолит типа У в различных катионообменных формах является активной частью катализатора крекинга.

В нашей стране исследование в области цеолитов были начаты в 1957 г. в Грозненском нефтяном научно-исследовательском институте (ГрозНИИ), там же в 1961 г. был произведен первый промышленный синтез цеолита.

Республика Башкортостан является крупнейшим центром промышленного производства цеолитов на территории России и стран СНГ. Существующие на ее территории катализаторные фабрики ОАО " С ал ав атнефтеоргсинтез" (г. Салават), АО "Каучук" (г. Стерлитамак, а также Ишимбайский специализированный химический завод катализаторов (ИСХЗК, г. Ишимбай) производят до 90% объема выпуска синтетических цеолитов в нашей стране.

Последнее столетие двадцатого столетия не было благоприятным для развития промышленности в России и в странах СНГ. Однако, пример ИСХЗК показывает, что даже в тяжелом экономическом положении в условиях хронической незагруженности имеющихся мощностей развитие цеолитной техники и технологии продолжалось, что позволило по ряду качественных показателей не только не отстать, а иногда и превзойти известные зарубежные аналоги.

В этой связи изучение исторического опыта работы заводов, производящих цеолиты, и, в особенности, такого передового предприятия, как ИСХЗК по реконструкции, модернизации производств, увеличению ассортимента и улучшению качества выпускаемой продукции является актулъной задачей, решению которой посвящена данная диссертация.

Заключение диссертации по теме «Нефтехимия», Елисеева, Ирина Сергеевна

ВЫВОДЫ

1.Впервые в результате анализа научно-технических публикаций и архивных данных показаны стадии сооружения, пуска и эксплуатации крупнотоннажных производств цеолитов на ОАО "Салаватнефтеоргсинтез" (СНОС) и Ишимбайском специализированном химическом заводе катализаторов (ИСХЗК).

2. На основе архивных материалов впервые рассмотрены и описаны этапы реконструкции и модернизации установок по производству цеолитов. На этих этапах внесены новые технологические решения по узлам фильтрации, сушки кристаллита, влажного смешения, грануляции, рассева гранул и прокаливания, что позволило создать эффективную технологию производства цеолитов.

3. Определен вклад специалистов ГрозНИИ, ОАО "СНОС", ИСХЗК в совершенствование процессов производства синтетических цеолитов и катализаторов а их основе, что позволило превысить проектные мощности и полностью обеспечить в 1988-2001 гг. отечественную промышленность в данных продуктах.

4. Опытно-промышленные эксперименты, осуществленные на опытном заводе ГрозНИИ и ИСХЗК показали, что фильтрование и промывка цеолитов на вакуум-фильтрах (ленточных или барабанных) эффективнее, чем на фильтр-прессах.

5. Прослежены пути наращивания мощностей заводов за счет внедрения новых видов продукции (СаА, КА, СаХ, М§А) и реконструкции старых производств.

6. Показаны пути на примере заводов ОАО "СНОС" и ИСХЗК, с помощью которых ими преодолены трудности, связанные с экономическими реформами 1987-1999 гг.: изменением ассортимента продукции и соответственно совершенствованием технологических процессов их производства.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Елисеева, Ирина Сергеевна, 2003 год

1. Цицишвили Г. В. Природные цеолиты. М., Мир, 1985.

2. Гинзбург И. Н. Геохимия и геология выветривания древней коры. М., АН СССР, 1947.

3. Брек Д. Цеолитовые молекулярные сита. М.; Мир, 1976.

4. Михайлов А С. Природные цеолиты Неметаллические полезные ископаемые. М.; 1984 - с. 220-223.

5. Сендеров Э. Э., Хитаров Н. И. Цеолиты, их синтез и условия образования в природе. М.; Наука, 1970.

6. Баррер Р. М. Гидротермальная химия цеолитов. М.; Мир, 1985.

7. Гурвич Л. Г. Zeitschrift fur Chemje und Industrie der Kolloide, т. 11-12,17, 1912.

8. Гурвич Л. Г. Журнал русского физико-химического общества, т. 46, вып. 4, с. 823,1915.

9. Гурвич Л. Г. Научные основы переработки, с. 518, изд. Совета нефтяной промышленности, 1925.

10. Ю.Лебедев С. В., Филоненко Б. П. Журнал русского физико-химического общества, т. 57, вып. 11, с. 127,1925.11 .Лебедев С. В., Боргман. Журнал общей химии, т. 5, вып. 11, с. 1595,1935.

11. Ферсман А. Е. Геохимия, т. 1-4, 1933-1939.

12. Курнаков Н. С. Избранные труды, М., АН СССР, 1960-1963.

13. Ubbelochcle, Woronin, Petroleum, N 9,1911/

14. Бай бурский Л. А Химия и технология топлив и масел, № 3, 1963.

15. Kobayashe, Jamamoto К. Journal of the Society of Chemical Industry, Japan Supl., т. 30, стр. 1713,1927.

16. Авгуль H. H., Муттик Г. Г. Цеолиты, их синтез, свойства и применение. JL, Наука, 1965, с. 75.

17. Михайлов А. С., Дистанов У. Г. Минеральное сырье. Цеолиты, М., 1999.

18. Barrer R М„ Sutherland J. W. Ргос. Roy. Soc. A, 1956, N 249, p. 239/

19. Пигузова Л. И. Об основных свойствах и применении некоторых высококремнистых природных цеолитов типа молекулярных сит. /В сб. Природные сорбенты. М.; Наука, 1967.

20. Соколов В. А, Торчевников Н. С. Молекулярные сита и их применение. М: Химия, 1964.

21. Миначев X. М., Гаранин В. И., Исаков Л. И. Успехи химии, 1966, т. 35, с. 21.

22. Применение природных цеолитов в животноводстве и растениеводстве/ Отв. ред. Цицишвили Г. В. Тбилиси: Мецниереба, 1984.

23. Kington G. L., Mac-Leod А С. Trans. Farad. Soc., 1959, v. 55, N 10, p. 1799.

24. Nowacki W., Bergernoff G. Acta Crist., - 1957, v. 10, N 12, p. 761/

25. BergemoffG., Baur W. H., Nowacki W., Neues Jahrb. M: ner. Mh, 1958, p, 193.

26. R. A. Jones, Adv. Petrol. Chem., 4,114 (1961)

27. Barrer R. M., Coughlan B. Molecular Sieves, London, 1968, p. 233.

28. Мирский Л. В., Пирожков В. В. В сб. "Адсорбенты, их получение; свойства и применение". Л, Изд-во "Наука", 1971.

29. Дубинин М. М., Физико-химические основы сорбционной техники. Госхимиздат, 1937.

30. Дубинин М. М., ЖФХ, т. 30, вып. 7,1956.

31. Пигузова Л. И. и др. В кн.: Синтетические цеолиты. М., изд. Ан СССР, 1962, с. 152-166.

32. Жданов С. П., Хвощев С. С., Самулевич Н. Н. Синтетические цеолиты. М., Химия, 1981.

33. Barrer R. М. Proc. Roy. Soc. А, 1938, N 167, р. 392.

34. J. V. Smith, Adv. Chem. Ser., 101,171 (1971).

35. Сендеров Э. Э. Кандидатская диссертация. М., ГЕОХИМ АН СССР, 1967.

36. Коржинский Д С. "Геохимия", 1963, № 9, с. 820-828.

37. Вернадский В. И. Избранные сочинения. М., изд. АН СССР, 1954, с. 673.

38. Breck D. W. Advances Chem. Ser., 1971, N 101, p. 1-18.

39. Мирский Я. В. и др. В кн. "Цеолиты, их синтез, свойства и применение". М.-Л„ Наука, 1965, с. 192-201.

40. Fortum D., Edwards J., J. Inorg. Nucl. Chem., 1956, v. 2, N 4, p. 264-265.

41. Французский патент 2014451 (1969).

42. Жданов С. П. и др. в кн.: Адсорбенты, их получение, свойства и применение. Л., Наука, 1971, с. 21-26.

43. Кинин Л. И. Кандидатская диссертация, Харьков, Политехнический институт, 1972.

44. Мирский Я. В., Митрофанов М. Т. Сб. "Цеолиты, их синтез, свойства и применение". Л., Наука, 1965.

45. Мирский Я. В., Головко В. Г., Панков Б. М., Ручко Л. Ф. Авторское свидетельство СССР 173714. "Бюллетень изобретений", 1965, № 16.

46. Мирский Я В., Ищенко JI М., Александрова И. А., Филатов Б. П., Гайдай В. К, Слободский Л. Н., Розенберг А Н. "Химия и технология топлив и масел", 1971, № 10.

47. Мирский Я. В., Митрофанов М. Г. Труды ГрозНИИ, вып. XI. М., Госполитиздат, 1961.

48. Мирский Я. В., Митрофанов М. Г., Дорогочинский А. 3. Новые адсорбенты молекулярные сита. Грозный, 1964.

49. Жданов С. П., Самулевич H. Н., Егорова Б. Н. Химические аспекты процессов кристаллизации синтетических цеолитов // Цеолиты, их синтез, свойства и применение: Тр. II Всесоюз. Совещ. По цеолитам. -М.-Л.: Наука, 1965.

50. Максимов Н. Г., Ануфриев В. Ф. Журнал структурной химии, 13,1020 (1972).

51. Жданов С. П., Егорова Е. И. Химия цеолитов. Л., изд-во "Наука", 1968.

52. Неймарк И. Е. и др. Коллоидный журнал. 1961,23,4,115

53. Rouquerol F., Party ka S., Rouquerol J. Thermochim. Colloq. Intern. CNRS, 1972, N201, p. 547.

54. Chuikina V. K., Kiselev A. V., Mineiwa L. V., Muttik G. G. J. Chem. Soc., Farad. Trans. 1,1976, v. 72, N 6, p. 1345.

55. LechertH. Ber. Bunsenges. Phys. Chem., 1973, B. 77, H. 9, S. 697.

56. Dempsey E. J. Phys. Chem., 1969, v. 73, N 11, p. 3660.

57. Смирнов Б. В., Чукин Г. Д. ЖСХ 1975, т. 16, № 2.

58. Иванова Т. Н., Сарахов А. И., Дубинин M. М. Изв. АН СССР, сер. хим., 1975, №7

59. Cramlich V., Meier W. M. Z. Krist, 1971, B. 133, S. 134.

60. Kiselev A. V., Lygin V. I., Starodubzeva R. V. J. Chem. Soc. Farad Trans. I, 1972, v. 68, N 10, p. 1793.

61. Жданов С. П., Бунтарь H. H., Егорова E. H. ДАН СССР, 1964, т. 164, № 2, с. 419.

62. Пшузова Л.И. "Химия и технология топлив и масел", 1967, №4, с. 9.

63. Николина В. Я., Кныш Л. И. в сб. "Адсорбенты, их получение, свойства и применение". Л., Наука, 1971

64. Мирский Я. В., Мегедь Н. Ф., Дорогочинский А. 3. Труды ГрозНИИ, вып. XXVII, ч. 1, ГрозНИИ, 1974.

65. Мирский Я. В., Дорогочинский А 3., Александров И. М., Головко В. Г., Ручко Л. Ф. Труды ГрозНИИ,, вып. XXIII, М, Химия, 1966.

66. Мирский Я. В., Дорогочинский А 3. ДАН СССР, 170, № 3,644,1966.

67. Николина В. Л., Кныш Л. И. Авторское свидетельство СССР № 248635, "Бюллетень изобретений", № 24,1969.

68. Будовская Я. В., Мирский Я. В., Мегедь Л Т. и др. "Нефтепереработка и нефтехимия", № 2,1962.

69. Дорогочинский А. 3., Брешенко Е. М. Технология нефти. Катализ и адсорбция на цеолитах. Труды ГрозНИИ, вып. XXXIX, Грозный, 1975.

70. Мирский Я. В., Митрофанов М. Г. Нефтепереработка и нефтехимия", № 2, 1962.

71. Авторское свидетельство 127997,1960

72. Мирский Я. В., Митрофанов М. Г. "Химия и технология топлив и масел", № 10, Госгоптехиздат, 1960.

73. Мирский Я. В., Митрофанов М. Г. Новости нефтяной техники. № 10, серия "Нефтепереработка", 1960.

74. Мирский Я. В., Мегедь Н. Ф., Косолапова А. П., Рабинович С. И. и др. Химия и технология топлив и масел, № 10,1978.

75. Получение и свойства катализаторов и адсорбентов на основе цеолитов. Сб. научных трудов ГрозНИИ, ЦНИИТЭНЕФТЕХИМ, М., 1988.

76. Спиридонов С. Э., Хаджиев С. Н., Яралов Н. Г. Кинетика и катализ. 1986. -т. 27, №1.-с. 201-204.

77. Мирский Я. В., Косолапова А. П., Леонтьев А С. и др. Химия твердого топлива, № 6,1983.

78. Авторское свидетльство № 1205372 СССР, МКИВ01129/06.

79. С. V. McDanial, Р. К. Mahel, "Molecular Scieves", Soc. Chem. Ind. London, p. 186(1968).

80. ЛимоваТ. В., Неймарк И. Е. Коллоидный журнал. 1979. - т. 2. - с. 354-357.

81. Винкельман А. П., Сорокина Р. М. Ветеран башкирской нефтепеработки. Башкирское книжное изд-во, Уфа, 1968.

82. Химия и технология топлив и масел. № 6,1988.

83. Биктагиров Р. Повесть о непокое (История-хроника Уфимского ордена Ленина нефтеперерабатывающего завода). Уфа, 1988.

84. Протокол первой сессии Салаватского Совета депутатов трудящихся БАССР первого созыва от 12 августа 1954 года (Архив Салаватского нефтехимического комбината № 18, № 23/54,1955)

85. Тюгаев П. Ф. "Доклад на торжественном собрании, посвященном 25-легию Салаватского ордена Ленина нефтехимического комбината".(Архив Салаватского нефтехимического комбинатах® 18, № 11/09, 1979).

86. Десятилетие со дня основания гор. Салавата "Доклад секретаря Салаватского ГК КПСС В. Н. Якимова на городском торжественномсобрании 9 августа 1958 года (Архив Салаватского нефтехимического комбината № 18, № 1/58,1958).

87. Технический отчет № 19/55 по цеху № 12 Салаватского нефтехимического комбината № 18,1955.

88. Галин Г. М, Игошина A.A.RC. Стародубов, С. Закиров "Города нашей республики. Салават." Уфа 1965.

89. Рефераты работ ОЩ СНХК за 1961-1964 годы. " Москва, 1965 г.

90. Наука и технический прогресс в нефтехимии (тезисы докладов). Уфа, 1998.

91. Потеряхин В. А, Фахреев Н. К., Зыкина Р. Ф. Комбинат. Уфа, 1998.93. "Технико-экономическое обоснование по строительству специализированного завода по производству катализаторов", Архив Ишимбайского нефтеперерабатывающего завода, 1979 г.

92. Научные основы подбора и производства катализаторов. Академия наук, Сибирское отделение, Новосибирск, 1964.

93. Технологический регламент по производству цеолитов NaX со связующими общего назначения на предприятии п/я В-8756. Технический архив производственно-технического отдела Ишимбайского нефтеперерабатывающего завода, г. Ишимбай, 1985

94. Информационно-технический отчет производств цеолита NaX, г. Ишимбай, 1987 г.

95. Архив производственно-технического отдела Ишимбайского специализированного химического завода катализаторов, 1987.

96. Архив ОКСа катализагорного завода, 1987.

97. Химическая промышленность за рубежом, вып. 12,1987.

98. Производственно-технический отчет Ишимбайского специализированного химического завода катализаторов, 1992 г.

99. Контракт № 50-0915/81429. Установка производства катализаторов ККФ в Ишимбае, СССР. Окончательный проект. Март 1990 г. Джей-Джи-Си Корпорейшн Иточу энд Ко., Лтд. Каталисг энд Кемикл Ко., Лтд.

100. Контракт № 50-0915/81430. Process and General Documentation. Общая и технологическая документация. Производственная установка Окончательный проект. HALDOR TOPS ОБ A/S Oenmark.

101. Substitutes for tripoliphosphate in detergens, United Nations, New York, 1922.

102. Аналитический обзор "Зарубежный опыт использования заменителей триполифосфата натрия в CMC. НИИ бытхимия, 1993.

103. М. Diehl, Н. Ferch "Wessalith" fur Waschmittel, "Degussa AG", Vara 1987

104. Y. Ozumi, N. Kasawa, Development of seolite for nonphosphated detergents in Japan, "Pure and Paal. Chem," 1986, 58, N 10.

105. S. L. Rock, D. L. Muck, Zeolites as Detergent Builders, Soap (Cosmetics) CHEMICAL SPECIALITIES, apv. 1986.

106. Kemezis P. Zeolite producers claim record gains in 1992. Chemical Weec, 1993,152, т. 3, p. 36,38

107. Roberts M. Europe review Phosphates. Chemical Week, 1993,152, т. 3, p. 40, 41,44.

108. Cocks, Muckd. Zeolites as Detergent Builders, Soap (Cosm.) Chemical specialities, apr. 1985, p. 33,34,39,40,42,60,64.

109. Izumi Y., Tadanisa N.,, Development of seolite for nonphosphated detergents in Japan. New Dev. Zeolite sci and technol. Proc., "7th Int Zeolite Conf' Tokyo, 1986, p. 991-1000/

110. Информационно-аналитический отчет "Синтетические цеолиты -заменители фосфатов в CMC, тенденции развития, объем производства, потребность", М., 1993.

111. A. S. Dorogotchinski, Chem. Techn., 26,6 (1974)

112. Chem. Britain, 11,268 (1975)

113. Пигузова Л. И., Химия и технология топлив и масел, 1956, № 6, с. 43

114. Пигузова Л. И., Химия и технология топлив и масел, 1958, № 1, с. 47

115. К. L. Elliot and S. С. Easwood. Oil Gas J., 60 (20): 142 (1962).

116. S. C. Easwood, R. D. Drew and F. D. Hartzell, Oil Gas J., 60 (44): 152 (1962).

117. A. G. Oblad. Oil Gas J., 70 (13): 84 (1972).

118. Патент США № 3,140253,1964 г.

119. Старостин И. И. Сборник работ ГрозНИИ, вып. 2, Грозн. Обл. изд., 1947

120. Томас И. Промышленные каталитические процессы и эффективные катализаторы. М.,Мир, 1973

121. Rheaume L. е. a Oil and Gas J., 1976, vol. 74, N 21, p. 66-70, N 20, p. 103107,110.

122. Shearon W. H„ Fullem W. R. Ind. Eng. Chem., 1959, vol. 51, N 6, p. 720-726.

123. Патент Англии № 1 070 930,1964.

124. Информационно- аналитический отчет "Современные тенденции развития катализаторов нефтепереработки". ЦПИИТЭнефтехим, 1991.

125. Breysse М., Portefaix J. L., Vrinat M. Support Effect on Hydrotreating Catalysts // Catalysis Today. -1991. v. 10, N 1.

126. Carwill В. Т. Hydrodesulfurization over Model Sulfide Cluster-Derived Catalyst // Applied Catalysis. -1991. v. 75, N 2.

127. Ponec V. Modification of Pt Surfaces. Mechanism of the Improvement of Reforming Catalysts // Catalysis Today. 1991. - v. 10, N 1.

128. Материалы Международного симпозиума по катализаторам фирмы "Акзо". Akzo Catalysts Simposium. - 1991. - Netherlands. - FCC.

129. Van Dijk A. et al. Evaluation of Hydrocracking Catalysts in Recycle Test // Catalysis Today. 1991. - v. 10, N 1.

130. Hock A. et al. New Catalyst Improves Heavy Feedstock Hydrocracking // Oil and Gas J., 1991. - v. 89, N 16.

131. Crabb C. No zzzzz's for zeolytes // Chemical Engineering. 2001. - 108. - N5. p. 59-61.