CC BY
37
УДК 665.652.4
https://doi.org/10.24412/2226-2296-2020-3-4-55-60
I
Вклад грозненцев в становление и развитие отечественного процесса алкилирования
М.Х. Магомадова, Х.Х. Ахмадова
Грозненский государственный нефтяной технический университет им. академика М.Д. Миллионщикова, 364051, г. Грозный, Россия ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1504-7704, E-mail: Emina8383@mail.ru ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7361-4949, E-mail: hava9550@mail.ru
Резюме: В статье приводятся этапы становления и развития процесса алкилирования на грозненских НПЗ в 1940-1990-е годы и сведения о разработках ГрозНИИ в области алкилирования в период c 1990-х годов по настоящее время. Показано, что приоритет в развитие отечественного процесса алкилирования принадлежит грозненцам. На начальном этапе был промышленно освоен процесс сернокислотного алкилирования на установках № 25 (1940-е годы), № 25-1 и 25-2 (1953-1954 годы), основным назначением которых было получение алкилбензина, и процесс алкилирования на хлористом алюминии на ГХЗ в производстве фенола и ацетона (1954). В период 1960-1970-х годов грозненские установки алкилирования подвергались многочисленным реконструкциям и модернизациям. На период 1980 - начала 2000-х годов пришлось создание и разработка процесса гетерогенного алкилирования с цеолитсодержащими катализаторами.
Ключевые слова: этапы, процесс алкилирования, изобутан, олефины, ароматические углеводороды, установка алкилирования, исследования, реконструкции, алкилбензин, серная кислота, цеолиты.
Для цитирования: Магомадова М.Х., Ахмадова Х.Х. Вклад грозненцев в становление и развитие отечественного процесса
алкилирования // История и педагогика естествознания. 2020. № 3-4. С. 55-60.
D0I:10.24412/2226-2296-2020-3-4-55-60
GROZNY RESIDENTS' CONTRIBUTION TO THE FORMATION AND DEVELOPMENT OF THE DOMESTIC ALKYLATION PROCESS
Madina KH. Magomadova, Khava KH. Akhmadova
Grozny State Oil Technical University, 364051, Grozny, Russia
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1504-7704, E-mail: Emina8383@mail.ru
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7361-4949, E-mail: hava9550@mail.ru
Abstract: The article presents the stages of formation and development of the alkylation process at the Grozny oil refineries in the 1940s-1990s and information about the developments of Grozny in the field of alkylation in the period of the 1990s to the present. It is shown that the priority in the development of the domestic alkylation process belongs to Grozny. At the initial stage, the process of sulfuric acid alkylation was industrially mastered at plants No. 25 (1940s), No. 25-1 and No. 25-2 (1953-1954), the main purpose of which was to produce alkylbenzene, and the process of alkylation on aluminum chloride at HCZ in the production of phenol and acetone (1954). During the 1960s and 1970s, the Grozny alkylation plants underwent numerous reconstructions and upgrades. During the 1980s and 2000s, the creation and development of a heterogeneous alkylation process with zeolite-containing catalysts was necessary. Keywords: stages, alkylation process, isobutane, olefins, aromatic hydrocarbons, alkylation unit, research, reconstruction, alkylbenzene, sulfuric acid, zeolites.
For citation: Magomadova M.KH., Akhmadova KH.KH. GROZNY RESIDENTS' CONTRIBUTION TO THE FORMATION AND DEVELOPMENT OF THE DOMESTIC ALKYLATION PROCESS. History and Pedagogy of Natural Science. 2020, no. 3-4, pp. 55-60. DOI:10.24412/2226-2296-2020-3-4-55-60
Грозненскими учеными исследованы, разработаны и внедрены в промышленность различные нефтехимические процессы, в том числе и процессы алкилирования изобу-тана и ароматических углеводородов олефинами с применением разных катализаторов. Процесс алкилирования является одним из первых процессов в СССР, внедренных в промышленность для получения высокооктановых авиационных бензинов и широко применяемый по настоящее время как процесс, улучшающий качество автобензинов [1].
Впервые возможность осуществления реакции алкилирования изопарафинов олефинами была открыта в 1932 году выдающимся русским ученым В.Н. Ипатьевым, а уже в 1938 году этот процесс был впервые в мире осуществлен в промышленном масштабе в США.
В СССР в период 1939-1946 годов ведущие исследовательские институты нефтяной промышленности - ЦИАТИМ, АзНИИ, ГрозНИИ и ХИМГАЗ - выполнили ряд ценных иссле-
дований в области сернокислотного алкилирования, результатом которых было создание технологии отечественного процесса сернокислотного алкилирования и внедрение его в промышленность.
Значительный вклад в становление и развитие этого процесса в СССР внесли грозненцы [1]. Начиная с 1940-х годов и по настоящее время грозненские ученые осуществляют исследования по совершенствованию процесса алкилирования и разработкам его новых технологий.
Основные этапы развития процесса алкилирования на грозненских НПЗ приведены в табл. 1, из которой видно, что процесс алкилирования в своем становлении и развитии в Грозном прошел через пять основных этапов, связанных с совершенствованием, развитием и внедрением технологий гомогенного и гетерогенного алкилирования.
На первом этапе (1942-1954) основным назначением процесса алкилирования было получение алкилбензина,
3-4 • 2020
История и педагогика естествознания
155
сначала на опытно-промышленной установке № 25, построенной в 1942 году, а с 1953-1954 годов на установках № 25-1 и 25-2 по усовершенстован-ной технологии.
Работы по сернокислотному ал-килированию, проводившиеся в 1943-1946 годы в ГрозНИИ под руководством А.З. Дорогочинского и
A.В. Лютера, были тесно связаны с освоением первой грозненской и первой отечественной установки № 25 [2].
Освоение установки № 25 в 1943 году проходило под руководством
B.С. Федорова - будущего министра нефтяной промышленности СССР и инженеров А.П. Дронина и А.А. Баши-лова. Эта установка сернокислотного алкилирования изобутана бутиленами № 25 как первая отечественная алки-лирующая установка отрасли начиная с 1943 года была объектом пристального наблюдения ГрозНИИ и ряда других научно-исследовательских и проектных организаций Министерства нефтяной промышленности СССР.
На установке № 25 приобретался опыт освоения процесса алкилирова-ния и были выработаны первые промышленные партии отечественного алкилбензина.
На этой установке впервые изучались особенности процесса сернокислотного алкилирования в промышленных масштабах при переработке самых различных видов сырья: отработанной фракции С4 термокрекинга при дефиците изобутана; отработанной фракции С4 термокрекинга, но с нормальным соотношением изобутана к бутиленам; свежей фракции С4 термокрекинга и каталитического крекинга, содержащей повышенное количество изобутана [3].
Значение первой грозненской опытно-промышленной установки № 25 для отечественной нефтепереработки трудно переоценить: она положила начало отечественной промышленности сернокислотного алкилирования. Ее строительство, освоение и налаживание работы в период 1942-1954 годов явилось первым этапом становления и развития процесса алкилирования в СССР. Эта первая опытно-промышленная установка процесса алкилиро-вания стала школой подготовки кадров для многих других алкилирующих установок в нашей стране.
В сентябре 1953 года на Новогрозненском заводе (НГНПЗ) была пущена в эксплуатацию новая алкилирующая установка № 25-1 усовершенствованной технологии, позволившая в несколько раз увеличить в Грозном выработку алкилбензина высоких качеств. Установка была построена по
Таблица 1.
Этапы развития процессов алкилирования изобутана и бензола олефинами на грозненских и внедрения разработок ГрозНИИ на российских НПЗ
Этап
Год
Применение алкилирования в схемах Грозненских НПЗ
Завод и место внедрения процесса алкилирования
Процесс сернокислотного алкилирования изобутана олефина в производстве алкилбензина
1942 Опытно-промышленная установка № 25
Грозненский крекинг-завод (ГКЗ)
I этап
1953 Промышленная установка № 25-1
1954
Промышленная установка № 25-2
Новогрозненский нефтеперерабатывающий завод (НГНПЗ) им. Н. Анисимова
Процесс сернокислотного алкилирования ароматических углеводородов олефинами для производства нефтехимической продукции
II этап
Промышленная установка алкилирования 1954- бензола пропиленом на хлористом алюминии 1960 в составе производства фенола (Выведена из эксплуатации в 2000 г.)
Грозненский химический завод (ГХЗ)
19601980
III этап
Реконструкции, модернизации, усовершенствования промышленных установок алкилирования с изменением переобвязки схем включения контакторов, применения смешанного сырья, изменением конструкции действующих и создания новых контакторов (КСГ-2, 3, сквозно-поточных и т.д.)
Новогрозненский нефтеперерабатывающий завод (НГНПЗ) им. Н. Анисимова, ГХЗ
Разработка и внедрение ГрозНИИ 1970- комбинированных установок (КУ) и усовер- Кременчугский НПЗ, 1990-е шенствованных установок сернокислотного Бургасский НХК НРБ алкилирования типа 25-8С и 25-8Б
Исследования и внедрения процессов алкилирования изобутана и бензола олефинами на твердокислотных катализаторах (цеолитах)
19801986
Строительство опытно-промышленных установок алкилирования изобутана и бензола олефинами на цеолитах
Опытный завод ГрозНИИ
19902000
IV этап
Разработка вариантов промышленных установок алкилирования изобутана олефинами на цеолитах: процесс алкилирования АТК-ПСС суспендированного в сырье слоя цеолита; процесс алкилирования движущегося слоя шарикового цеолитного катализатора АТК-ПШС; процесс алкилирования изобутана бутенами в стационарном слое цеолитного катализатора АТК-СС
Опытно-промышленные испытания на опытных заводах ГрозНИИ и ИНХС РАН
2003
Промышленная установка алкилирования бензола этиленом на цеолитном катализаторе по лицензии ГрозНИИ и ИНХС РАН производительностью по ЭТБ 230 тыс. т в год
ОАО «Салаватнефтеоргсинтез»
б ь ЗАО ГрозНИИ и ИНХС РАН совместно с НТЦ 201 зр «Салаватнефтеоргсинтез» реализован процесс трансалкилирования диэтилбензола бензолом
Блок трансалкилирования построен на заводе «Мономер» ОАО «Газпром нефтехим Салават»
Исследование и внедрение процессов алкилирования ароматических углеводородов олефинами для производства нефтехимической продукции
Исследования ГрозНИИ процесса алкилирования бензола пропиленом
V этап
20002020
Разработана Базовая технология процесса производства изопропилбензола для установки мощностью 120 т в год по изопропилбензолу
Алкилирование бензола линейными олефинами
Шебекинский завод моющих средств. Проведено испытание на биоразлагаемость алкилбензолсульфонатов
Алкилирование толуола этиленом процесса получения пара-этилтолуола на цеолитах
Исследования для производства каучуков
[56
История и педагогика естествознания
3-4 ■ 2020
научно-исследовательским данным ГрозНИИ и по типовому проекту, выполненному Гипронефтезаводами. В качестве сырья процесса алкилирования использовалась уже не отработанная, а свежая фракция С4 термокрекинга, которую смешивали с фракцией С4 каталитического крекинга, содержащей повышенное количество изобутана.
В конце апреля 1954 года на Новогрозненском НПЗ была введена в эксплуатацию установка № 25-2 [4]. Технологическая схема установки № 25-2 и конструкция реактора этой установки были идентичны схеме установки и конструкции контактора установки № 25-1.
Пуск в эксплуатацию алкилирующих установок № 25-1 и 25-2 на НГНПЗ позволил удовлетворительно решить проблему производства алкилбензина в Грозном.
Вторым этапом в развитии процесса алкилирования в Грозном было строительство установки алкилирования бензола пропиленом на хлористом алюминии для получения изопропилбензола в производстве фенола-ацетона на ГХЗ. На этом этапе (1954) целью процесса алкилирования в Грозном являлось получение нефтехимической продукции.
ГрозНИИ совместно с ВНИИ НП были выполнены исследования и разработана технология получения сульфонола НП-2 алкилированием бензола диизоамиленами с последующим сульфированием образовавшего изододецилбензо-ла. Опытно-промышленная партия сульфонола НП-2 была получена в 1957 году на опытном заводе на базе бывшей первой алкилирующей установки № 25 Грозненского крекинг-завода в количестве 13 т.
Полученные на бывшей установке алкилирования № 25 опытные партии алкиларилсульфонатов и сульфонола НП-2 были также исследованы в качестве деэмульгирую-щих агентов для нефтей, перерабатываемых в 1957-1960-е годы на грозненских НПЗ [5-6].
В конце 1950-х - начале 1960-х годов ГрозНИИ были проведены интенсивные исследования, направленные на разработку и усовершенствование технологии производства специальных сортов каучуков полимеризацией изопренов на базе пентано-амиленовых углеводородов [5-7]. В результате была разработана технология процесса извлечения концентрата изоамиленов из пентано-амиленовой смеси путем избирательного каталитического алкилирования фенола и последующего его деалкилирования в изопрен. Однако, несмотря на то, что в Грозном имелись исключительно благоприятные условия для быстрой организации крупнотоннажного производства специального сорта каучука, его промышленное производство не было организовано.
На третьем этапе развития процесса алкилирования (1960-1990) на грозненских НПЗ были осуществлены различные реконструкции, модернизации и усовершенствования в технологии, технологических схемах, в конструкции контакторов и оборудования установок сернокислотного алкилирования [8].
Цели этих реконструкций:
- изменение схемы процесса с включением в работу двух и трех контакторов (1962-1965);
- перевод установок на вариант работы на смешанном сырье: ББФ + ППФ (1970-е годы);
- замена вертикальных контакторов на реакторы различной конструкции (горизонтальные, каскадные, сквозно-поточные).
В 1985-1987 годы установки № 25-1 и 25-2 были выведены из эксплуатации.
Значительный вклад в усовершенствование и развитие процесса алкилирования на отечественных установках в 1970-1990-е годы внесли грозненские ученые и специалисты: С.Н. Хаджиев, А.В. Лютер, Е.Г. Вольпова, В.Т. Сума-нов, Н.Г. Шальковский, В.И. Прохоренко, И.М. Герзелиев,
3-4 ■ 2020 История и педагогика естествознания
Н.А. Гордиенко, М.Ф. Сапон, Б.И. Зюба, В.Л. Байбурский, Б.В. Матаева, В.П. Овсянников, В.Л. Саралидзе, О.П. Юр-ченко и др.
Исследования ГрозНИИ процесса алкилирования осуществлялись в 1942-1970 годы под руководством профессора А.З. Дорогочинского, а в 1970-2018 годы - под руководством академика С.Н. Хаджиева.
В период 1970-1990-х годов ГрозНИИ были разработаны и внедрены на заводах отрасли комбинированные установки КУ, № 25-8С и 25-8Б.
После назначения в 1968 году ГрозНИИ головным институтом в СССР по проблеме процесса алкилирования все его основные работы в области алкилирования были направлены на совершенствование технологии процесса сернокислотного алкилирования изобутана олефинами, разработку новых и совершенствование применяемых катализаторов процесса и улучшение работы промышленных установок страны.
В течение 1970-1980-х годов ГрозНИИ проводило обследование всех действующих в СССР установок сернокислотного алкилирования изобутана олефинами. Результатом этих обследований, проведенных вместе со специалистами заводов, явился значительный рост в отрасли выработки алкилата и октанового числа и снижение расхода кислоты более чем на 40 кг на тонну алкилата.
В 1980-е годы спрос на алкилат как компонент высокооктановых бензинов продолжал увеличиваться в связи с ужесточением экологических требований на содержание бензола и ароматических углеводородов в бензине. Мощность производства алкилбензина в странах бывшего СССР вместо запланированных в 1985 году 1,7 млн т/год и в 1990-м - 2 млн т/год составила всего около 500 тыс. т/ год и обеспечивалась 14 промышленными установками, из которых стабильно работали лишь 7 установок [9-10].
С целью улучшения работы действующих установок алкилирования была осуществлена их коренная реконструкция путем ввода в эксплуатацию нового высокопроизводительного оборудования (горизонтальных контакторов КСГ-2, КСГ-3, турбокормпрессора типа 5ЦКО, быстроходных электродвигателей ВАСВ-16-34-12, компрессоров АО-1200) и внедрения современных технологических схем [11].
ГрозНИИ в 1986-1988-е годы была проведена коренная реконструкция действующих установок алкилирования на следующих НПЗ: Ново-Уфимском, Гурьевском, Ново-Бакинском, Ново-Ярославском. Наряду с реконструкцией действующих установок отрасли в 1970-1990-е годы проводился большой объем работ по разработке новых современных установок сернокислотного алкилирования типа № 25-8С, 25-8Б, 25-9С; по созданию комбинированных установок с блоками алкили-рования изобутана олефинами, дегидрирования бутана, изомеризации н-бутана и регенерации кислоты с производством 400 тыс. т/год и более алкилата (КУ-400 и т.д.).
Разработанная ГрозНИИ и ВНИПИНефтью в 1975 году новая, более совершенная по аппаратурному оформлению установка сернокислотного алкилирования изобутана оле-финами типа № 25-8С, имела большую производительность по сырью в сравнении с существующими установками и состояла из шести блоков: подготовки сырья к переработке, алкилирования, очистки продуктов реакции и регенерации серной кислоты, компримирования и депропанизации хладагента [12].
Разновидностью установки № 25-8С являлась установка № 25-9С, которая состояла из блока алкилирования изобутана олефинами, блока регенерации отработанной кислоты и включала дополнительный блок изомеризации н-бутана.
В 1980-е годы на НПЗ отрасли были введены в действие новые установки алкилирования: в 1982 году на Бургасском
[ьТС
л • Ц л ИСТОРИЯ НАУКИ И ТЕХНИКИ
НХК (Болгария) была построена с использованием только советского оборудования установка № 25-8Б, включающая ряд новых решений по технологии и аппаратурному оформлению процесса; в 1986 году в ГрозНИИ была построена опытная установка алкилирования изобутана олефинами на цеолитном катализаторе [13].
Установка № 25-8Б работала с высокими технико-экономическими показателями и была конкурентоспособна в сравнении с современными установками США. В 1980-е годы установка № 25-8Б работала с досрочным выполнением государственных планов по производству алкилбен-зинов.
Удельный расход серной кислоты не превышал 100 кг/т алкилбензина без регенерации кислоты и 10 кг/т с регенерацией.
Алкилбензин имел октановое число 93-94 пункта.
При освоении и промышленной эксплуатации установки сернокислотного алкилирования изобутана олефинами типа 25-8Б были проведены длительные исследования, систематизированы закономерности реакции алкилирования, что позволило оптимизироваить процесс и повысить его эффективность [13].
Следующим этапом (четвертым) развития технологии процесса алкилирования являлось исследование и разработка ГрозНИИ процессов алкилирования изобутана и бензола олефинами на гетерогенных катализаторах. Путем этих исследований ГрозНИИ было установлено, что перевод процессов алкилирования бензола и изобутана олефинами на цеолитные катализаторы обеспечит безотходность и экологическую безвредность производства этилбензола, кумола, алкилбензина, позволит исключить использование остродефицитных хлористого алюминия и серной кислоты, решит проблемы коррозии.
В середине 70-х годов ХХ века появились первые работы научных сотрудников ГрозНИИ под руководством С.Н. Хаджиева: И.М. Герзелиева, В.Л. Байбурского, Т.Е. Зайцевой, Л.Ю. Гилядова, М.А. Тимурзиевой и др., посвященные исследованию реакции алкилирования изобутана бутенами на цеолитных катализаторах [14].
В результате проведенных исследований по влиянию технологических параметров на показатели реакции алкилирования изобутана олефинами на цеолитах были установлены оптимальные условия проведения процесса алкилирования сначала на лабораторной, а затем на пилотной установке [14-15].
Активные исследования ГрозНИИ в области разработки цеолитных катализаторов процесса алкилирования изопа-рафинов олефинами привели к разработке каталитической системы на основе цеолита Y, модифицированного катионами редкоземельных элементов и кальция.
На опытном заводе НПО «Грознефтехим» в опытно-промышленном масштабе было освоено производство катализатора, простое и экономичное с точки зрения технологического оформления.
В 1980-е годы ГрозНИИ было проведено значительное количество исследований алкилирования бензола и изобу-тана олефинами на цеолитах, которые привели к разработке технологических схем осуществления этих процессов, созданию новых типов реакторов и эффективных катализаторов алкилирования на основе различных цеолитов.
Пилотная установка с секционированным реактором была смонтирована на опытном заводе НПО «Грознефте-хим» в 1986 году.
В 1990 году опытно-промышленная установка по производству алкилбензина на цеолитных катализаторах, на которой отработатывались основные элементы технологии процесса для его реализации в промышленности, была
введена в эксплуатацию на опытном заводе ГрозНИИ. Эта установка алкилирования изобутана олефинами на цеолитном катализаторе, построенная для проведения исследований процесса, включала систему подготовки сырья алкилирования, реакторный блок и отделение фракционирования полученных дистиллятов с выделением товарных фракций продуктов [16].
На основе исследований, проведенных ГрозНИИ, было предложено три технических решения для промышленной реализации процесса алкилирования в присутствии твердого катализатора (процессы АТК) [17]:
- процесс алкилирования изобутана олефинами с применением в реакторном блоке суспендированного в сырье слоя катализатора (АТ-ПСС);
- процесс алкилирования изобутана олефинами с применением в реакторном блоке движущегося слоя шарикового катализатора (АТК-ПШС);
- процесс алкилирования изобутана бутенами в стационарном слое цеолитного катализатора (АТК-СС).
Наряду с исследованиями процесса алкилирования изобутана олефинами ГрозНИИ в 1990-е годы были проведены исследования процесса алкилирования бензола олефина-ми с применением цеолитных катализаторов: СаУ, CaPEY, REHY, NaREY, NiCaYи др.
Результаты исследований различных цеолитов в процессах алкилирования позволили разработать достаточно простую и воспроизводимую технологию приготовления це-олитных катализаторов без связующего с катионами кальция, редкоземельных элементов и аммония, имеющих высокую активность, селективность и стабильность в реакции алкилирования ароматических и изопарафиновых углеводородов и при окислительной регенерации.
На основе проведенных в ГрозНИИ исследований по применению цеолитов в процессах алкилирования бензола этиленом и пропиленом и изобутана олефинами в 1980-е годы была разработана и в 1986 году построена на опытном заводе ГрозНИИ опытно-промышленная установка получения этилбензола и изопропилбензола на цеолитсодержа-щих катализаторах.
В 2000 году практически все установки сернокислотного алкилирования в РФ, построенные в довоенное время, были выведены из эксплуатации, в том числе в 1985-1987 годы две алкилирующие грозненские установки № 25-1 и 25-2.
Из действовавших с 1954 года на грозненских заводах установок алкилирования на начало 2000-х годов в Грозном сохранилась только одна установка алкилирования бензола пропиленом в составе производства фенола-ацетона на ГХЗ.
Проведенные обследования состояния этой установки алкилирования в период 1995- 2000 годов показали ее частичное разрушение. С начала 2000-х годов нефтеперерабатывающий комплекс Чеченской Республики был полностью разрушен.
Длительные работы по изучению фундаментальных основ реакции алкилирования изопарафинов олефинами, проведенные в лабораториях Института нефтехимического синтеза (ИНХС) им. А.В. Топчиева РАН, комплексные лабораторные и пилотные испытания, осуществленные в Гроз-НИИ, привели к разработке оригинального, не имеющего аналогов отечественного процесса алкилирования изобута-на олефинами на гетерогенном катализаторе, названного «АлкиРАН» [19]. На базе этой технологии на НПЗ нефтяной компании «Роснефть» планируется строительство первой в мире установки алкилирования изопарафинов олефинами на гетерогенном катализаторе мощностью 50 тыс. т/год ал-килата.
История и педагогика естествознания 3-4 ■ 2020
Для отечественной промышленности ГрозНИИ, ИОХ РАН, ИНХС РАН, ОАО «Салаватнефтеоргсинтез» разработали процесс и цеолитный катализатор алкилирования бензола этиленом. Разработкой этого процесса в ГрозНИИ занимались с 1990-х годов.
В основу разработки отечественного процесса алкилирования бензола этиленом на цеолитном катализаторе легли комплексные лабораторные и пилотные исследования ГрозНИИ и ИНХС им. А.В. Топчиева РАН [20-21].
Промышленная установка алкилирования бензола этиленом на цеолитном катализаторе по лицензии ГрозНИИ и ИНХС им. А.В. Топчиева РАН проектной производительностью по этилбензолу 230 тыс. т/год построена в 2003 году в ОАО «Салаватнефтеоргсинтез» [22].
Установка производит этилбензол по качеству, полностью удовлетворяющему показателям для получения стирола, применяемого в производстве полистиролов различных марок. Блок трансалкилирования на заводе «Мономер» ОАО «Газпром нефтехим Салават» был успешно пущен в эксплуатацию в первой декаде декабря 2013 года. В процессе используется принципиально новый тип катализатора, не имеющий мировых аналогов, разработанный ИНХС им. А.В. Топчиева РАН, ГрозНИИ совместно с ООО «НТЦ Салаватнефтеоргсинтез».
На пятом этапе, наряду с внедрением в промышленность технологии процесса алкилирования бензола этиленом на цеолитсодержащих катализаторах, в ГрозНИИ проводятся исследования и разработки отечественных процессов алки-лирования бензола пропиленом и линейными олефинами, а также толуола этиленом на цеолитных катализаторах.
Результаты исследований реакции алкилирования бензола пропиленом с применением катализаторов на основе рекристаллизованного иерархического цеолита структурного типа MWW и модифицированного лантаном цеолита типа Н-бета приведены в работе [22]. Определены опти-
мальные условия проведения процесса алкилирования бензола пропиленом (температура 180-200 °С, объемная скорость подачи сырья 7 ч-1). Проведенные исследования в перспективе могут лечь в основу отечественного промышленного производства кумола путем алкилирования бензола пропиленом с использованием высокоэффективных катализаторов на основе цеолита Н-бета и иерархического цеолита структурного типа MWW.
ГрозНИИ и ИНХС им. А.В. Топчиева РАН разработана базовая технология процесса производства изопропил-бензола для установки мощностью 120 т/год по изопро-пилбензолу. Также ГрозНИИ проводятся исследования на цеолитном катализаторе процесса алкилирования бензола линейными олефинами. Наработаны представительные партии, на основе которых получен алкилбензолсульфонат. Проведенные экспериментальные исследования на лабораторных и пилотных установках с целью подбора катализатора процесса получения параэтилтолуола алкилированием толуола этиленом и отработки его технологии, показали селективность процесса по параэтилтолуолу 95%, конверсию олефинов - 98-100% [23].
Приведенный набор новых процессов алкилирования позволит отечественной промышленности обеспечить выпуск новой нефтехимической продукции, которая не имеет отрицательного воздействия на окружающую среду и является конкурентноспособной с зарубежными технологиями.
Перспективы развития отечественного процесса ал-килирования связаны с применением твердокислотного цеолитсодержащего катализатора, разработка которого осуществлена ГрозНИИ. Разработки ГрозНИИ в области алкилирования изобутана олефинами, бензола олефина-ми на цеолитах конкурентоспособны, включают ряд новых технических решений, позволяющих в значительной мере поднять уровень отечественного производства ал-килбензина.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Ахмадова Х.Х., Магомадова Мадина Х., Магомадова Марем Х., Сыркин А.М. Становление процесса сернокислотного алкилирования в СССР // Грозненский естественно-научный бюллетень. 2016. № 1. С.49-54.
Дорогочинский А.З., Лютер А.В., Гольдштейн Ю.А. и др. О некоторых итогах выработки высокооктановых компонентов в г. Грозном в 1945 году: отчет о НИР. Грозный: ГрозНИИ, 1945. С. 40-74.
Дорогочинский А.З. Некоторые итоги промышленного осуществления в г. Грозном процесса сернокислотного алкилирования изобутана бутиленами. Грозный: ГрозНИИ, 1954. С. 7-19.
Дорогочинский А.З., Лютер А.В. Техническая помощь в пуске и освоении новых нефтеперерабатывающих установок на Новогрозненском нефтеперерабатывающем заводе: науч.-техн. отчет. Грозный: ГрозНИИ, 1953. 52 с.
Дорогочинский А.З. О путях дальнейшего развития нефтехимической промышленности в Грозном // Химия и технология переработки нефти и газа. Тр. ГрозНИИ. 1959. Вып. IV. С. 203-217.
Дорогочинский А.З., Лютер А.В., Назаров П.С. и др. К вопросу об организации производства синтетического каучука в Грозном // Технология переработки нефти и газа и нефтехимия: Тр. ГрозНИИ. 1960. Вып. VII. С. 172-179.
Дорогочинский А.З. Вклад грозненцев в развитие нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности Советского Союза // Химия и технология топлив и масел. 1964. № 11. С. 25.
Вольпова Е.Г., Шальковский Н.Г. Пути реконструкции промышленных установок сернокислотного алкилирования // Нефтепереработка и нефтехимия, 1966. № 5. С. 34-37.
Ахмадова Х.Х., Магомадова М.Х., Садаева Л.Ш. Алкилирующие установки бывшего СССР // Мат. IV междунар науч.-практ. конф. молодых ученых «Энергия молодежи для нефтегазовой индустрии» в рамках II междунар. форума «Наука и инновации». Альметьевск: Альметьевский государственный нефтяной институт, 2019. С. 463-467.
10.Ахмадова Х.Х., Магомадова М.Х., Ахмадова А.Р. Алкилат - основной компонент высокооктановых бензинов // Вестник ГГНТУ. Техн. науки, 2019. Т. XV. № 4 (18). С. 49-59.
11.Суманов В.Т., Хаджиев С.Н., Байбурский В.Л. и др. Разработка и исследование новых способов и аппаратов для процесса сернокислотного алкилирования изобутана олефинами: науч.-исслед. отчет. Грозный: ГрозНИИ, 1981. 47 с.
12.Хаджиев С.Н., Груздев А.С., Матаева Б.В. и др. Установка сернокислотного алкилирования изобутана олефинами типа 25-8С. // Производство высокооктановых бензинов (Алкилирование и каталитический крекинг): Тр. ГрозНИИ. 1976. Вып. ХХХ. С. 14-20.
13. Байбурский В.Л., Хаджиев С.Н., Тагавов И.Т. Пуск и освоение установки сернокислотного алкилирования типа 25-8 // Производство высокооктановых бензинов (каталитический крекинг, алкилирование, синтетические топлива) // Тр. ГрозНИИ. 1986. Вып. 40. С. 78-89.
14. Герзелиев И.М., Хаджиев С.Н., Лютер А.В. и др. Алкилирование изобутана бутенами на цеолитных катализаторах // Мат. 1-й Всесоюз. конф. «Применение цеолитов в катализе». Новосибирск: Институт катализа СО РАН, 1976. С. 94-95.
15. Байбурский В.Л., Герзелиев И.М., Александрова И.А. Технологические аспекты алкилирования бензола и изобутана олефинами на цеолитных катализаторах // Производство высокооктановых бензинов (каталитический крекинг, алкилирование, синтетические топлива): сб. науч. тр., 1986. Вып. 40. С. 107-116.
16. Герзелиев И.М., Прохоренко В.И., Зубкова Т.Я. Технология процесса производства алкилбензина на цеолитных катализаторах - особенности и преимущества // Перспективные процессы и катализаторы нефтепереработки и нефтехимии: сб. науч. тр. ГрозНИИ, 1990. С. 40-45.
17.Шириязданов Р.Р. Научно-прикладные основы процесса алкилирования изобутана олефинами на цеолитсодержащих катализаторах: дис. докт. техн. наук: 05.17.07 / Уфа, 2017. 412 с.
18. Басханова М.Н. Высокоселективное алкилирование изобутана бутиленами на цеолитных катализаторах: дис. канд. хим. наук: 02.00.13. Уфа, 2018. 135 с.
19. Герзелиев И.М., Цодиков М.В., Хаджиев С.Н. Новые пути получения изопарафинов - высокооктановых компонентов автобензинов //
3-4 • 2020
История и педагогика естествознания
159
Нефтехимия, 2009. Т. 49. № 1. С. 3-8.
20.Герзелиев И.М., Гилядов Л.Ю. Зайцева Т.Е. Закономерности алкилирования бензола этиленом на цеолитных катализаторах в секционированном реакторе // // Производство высокооктановых бензинов (каталитический крекинг, алкилирование, синтетические топлива): Сб. науч. тр., 1986. Вып. 40. С 116-121.
21.Хаджиев С.Н., Герзелиев И.М. Состояние исследований, и реализация алкилирования ароматических углеводородов на цеолитах на российских предприятиях // Тез. докл. 7-й Всероссийской цеолитной конф. «Цеолиты и мезопористые материалы: достижения и перспективы». Звенигород, 2015. С. 35-36.
22.Хаджиев С.Н., Герзелиев И.М. Состояние исследований и реализация алкилирования ароматических углеводородов на цеолитах на российских предприятиях // Тез. докл. 8-й Всероссийской цеолитной конф. Звенигород, 2016. C. 35-36.
23.Патент РФ № 2487858 МПК С07С15/073 Способ трансалкилирования бензола полиалкилбензолами / Хаджиев С.Н., Герзелиев И.М., Павлов М.Л., Басимова Р.А., Алябьев А.С. Опубл.: 20.07.2013. Бюл. № 20.
REFERENCES
1. Akhmadova KH.KH., Magomadova Madina KH., Magomadova Marem KH., Syrkin A.M. Formation of the process of sulfuric acid alkylation in the USSR. Groznenskiyyestestvenno-nauchnyybyulleten', 2016, no. 1, pp. 49-54 (In Russian).
2. Dorogochinskiy A.Z., Lyuter A.V., Gol'dshteyn YU.A. O nekotorykh itogakh vyrabotki vysokooktanovykh komponentov vg. Groznom v 1945 godu: otchet o NIR [On some results of the production of high-octane components in Grozny in 1945: report on research]. Grozny, GrozNII Publ., 1945. pp. 40-74.
3. Dorogochinskiy A.Z. Nekotoryye itogi promyshlennogo osushchestvleniya v g. Groznom protsessa sernokislotnogo alkilirovaniya izobutana butilenami [Some results of industrial implementation in Grozny of the process of sulfuric acid alkylation of isobutane with butylenes]. Grozny, GrozNII Publ., 1954. pp. 7- 19.
4. Dorogochinskiy A.Z., Lyuter A.V. Tekhnicheskaya pomoshch' vpuske i osvoyenii novykh neftepererabatyvayushchikh ustanovok na Novogroznens-kom neftepererabatyvayushchem zavode: nauch.-tekhn. otchet [Technical assistance in the start-up and development of new oil refineries at the Novogroznensk oil refinery: scientific and technical report]. Grozny, GrozNII Publ., 1953. 52 p.
5. Dorogochinskiy A.Z. On the ways of further development of the petrochemical industry in Grozny. Khimiya i tekhnologiya pererabotki nefti i gaza. Trudy GrozNII, 1959, no. IV, pp. 203-217 (In Russian).
6. Dorogochinskiy A.Z., Lyuter A.V., Nazarov P.S. On the organization of synthetic rubber production in Grozny. Tekhnologiya pererabotki nefti i gaza i neftekhimiya. Trudy GrozNII, 1960, no. VII, pp. 172-179 (In Russian).
7. Dorogochinskiy A.Z. The contribution of Grozny residents to the development of the oil refining and petrochemical industry of the Soviet Union. Khimiya i tekhnologiya toplivi masel, 1964, no. 11, p. 25 (In Russian).
8. Vol'pova YE.G., Shal'kovskiy N.G. Ways of reconstruction of industrial installations of sulfuric acid alkylation. Neftepererabotka i neftekhimiya, 1966, no. 5, pp. 34-37 (In Russian).
9. Akhmadova KH.KH., Magomadova M.KH., Sadayeva L.SH. Alkiliruyushchiye ustanovki byvshego SSSR [Alkylating plants of the former USSR]. Trudy IV Mezhd. nauch.-prakt. konf. molodykh uchenykh «Energiya molodezhi dlya neftegazovoy industrii» v ramkakh II Mezhdunarodnogo foruma «Nauka
i Innovatsii» [Proc. of IV Int. scientific-practical conf. of young scientists "Energy of youth for the oil and gas industry" in the framework of the II International Forum "Science and Innovation"]. Al'met'yevsk, 2019, P. 463-467.
10. Akhmadova KH.KH., Magomadova M.KH., Akhmadova A.R. Alkylate is the main component of high-octane gasolines. Vestnik GGNTU. Tekhnicheski-ye nauki, 2019, vol. XV, no. 4 (18), pp. 49-59 (In Russian).
11. Sumanov V.T., Khadzhiyev S.N., Bayburskiy V.L. Razrabotka i issledovaniye novykh sposobov i apparatov dlya protsessa sernokislotnogo alkilirovaniya izobutana olefinami: nauch.-issl. Otchet [Development and research of new methods and devices for the process of sulfuric acid alkylation of isobutane with olefins: scientific research. report]. Grozny, GrozNII Publ., 1981. 47 p.
12. Khadzhiyev S.N., Gruzdev A.S., Matayeva B.V. Sulfuric acid alkylation unit for isobutane with olefins of the 25-8s type. Proizvodstvo vysokooktanovykh benzinov (Alkilirovaniye i kataliticheskiy kreking). Trudy GrozNII, 1976, no. 30, pp. 14-20 (In Russian).
13. Bayburskiy V.L., Khadzhiyev S.N., Tagavov I.T. Start-up and development of a 25-8 sulfuric acid alkylation unit. Proizvodstvo vysokooktanovykh benzinov (kataliticheskiy krekinga, alkilirovaniye, sinteticheskiye topliva). Trudy GrozNII, 1986, no. 40, pp. 78-89 (In Russian).
14. Gerzeliyev I.M., Khadzhiyev S.N., Lyuter A.V. Alkilirovaniye izobutana butenami na tseolitnykh katalizatorakh [Alkylation of isobutane with butenes on zeolite catalysts]. Trudy 1-y Vsesoyuznaya konf. «Primeneniye tseolitov vkatalize» [Proc. of 1st All-Union Conf. "The use of zeolites in catalysis"]. Novosibirsk, 1976, pp. 94-95.
15. Bayburskiy V.L., Gerzeliyev I.M., Aleksandrova I.A. Technological aspects of alkylation of benzene and isobutane with olefins on zeolite catalysts. Proizvodstvo vysokooktanovykh benzinov (kataliticheskiy kreking, alkilirovaniye, sinteticheskiye topliva), 1986, no. 40, pp. 107-116 (In Russian).
16. Gerzeliyev I.M., Prokhorenko V.I., Zubkova T.YA. Tekhnologiya protsessa proizvodstva alkilbenzina na tseolitnykh katalizatorakh - osobennosti i preimushchestva. Perspektivnyye protsessy i katalizatory neftepererabotki i neftekhimii [Technology of the process of production of alkyl gasoline on zeolite catalysts - features and advantages. Perspective processes and catalysts of oil refining and petrochemistry]. Trudy GrozNII [Proc. of GroNII]. 1990, pp. 40-45.
17. Shiriyazdanov R.R. Nauchno-prikladnyye osnovy protsessa alkilirovaniya izobutana olefinami na tseolitsoderzhashchikh katalizatorak. Diss. dokt. tekhn. nauk [Scientific and applied principles of the process of alkylation of isobutane with olefins on zeolite-containing catalysts. Dr. tech. sci. diss.]. Ufa, 2017. 412 p.
18. Baskhanova M.N. Vysokoselektivnoye alkilirovaniye izobutana butilenami na tseolitnykh katalizatorakh. Diss. kand. khim. nauk [Highly selective alkylation of isobutane with butylenes on zeolite catalysts. Cand. chem. sci. diss.]. Ufa, 2018. 135 p.
19. Gerzeliyev I.M., Tsodikov M.V., Khadzhiyev S.N. New ways of obtaining isoparaffins - high-octane components of gasoline. Neftekhimiya, 2009, vol. 49, no. 1, pp. 3-8 (In Russian).
20. Gerzeliyev I.M., Gilyadov L.YU. Zaytseva T.YE. Zakonomernosti alkilirovaniya benzola etilenom na tseolitnykh katalizatorakh v sektsionirovannom reaktore [Regularities of benzene alkylation with ethylene on zeolite catalysts in a sectioned reactor]. Trudy proizvodstvo vysokooktanovykh benzinov (kataliticheskiy kreking, alkilirovaniye, sinteticheskiye topliva) [Proc. of production of high-octane gasolines (catalytic cracking, alkylation, synthetic fuels)]. 1986, pp. 116-121.
21. Khadzhiyev S.N., Gerzeliyev I.M. Sostoyaniye issledovaniy, i realizatsiya alkilirovaniya aromaticheskikh uglevodorodov na tseolitakh na rossiyskikh predpriyatiyakh [State of research and implementation of alkylation of aromatic hydrocarbons on zeolites at Russian enterprises]. Trudy 7-y Vse-rossiyskoy tseolitnoy konf. «Tseolity i mezoporistyye materialy: dostizheniya i perspektivy» [Proc. of the 7th All-Russian Zeolite Conf. Zeolites and Mesoporous Materials: Achievements and Prospects]. Zvenigorod, 2015, pp. 35-36.
22. Khadzhiyev S.N., Gerzeliyev I.M. Sostoyaniye issledovaniy i realizatsii alkilirovaniya aromaticheskikh uglevodorodov na tseolitakh na rossiyskikh predpriyatiyakh [State of research and implementation of alkylation of aromatic hydrocarbons on zeolites at Russian enterprises]. Trudy 8-y Vserossiys-koy tseolitnoy konf. [Proc. of the 8th All-Russian Zeolite Conference]. Zvenigorod, 2016, pp. 35-36.
23. Khadzhiyev S.N., Gerzeliyev I.M., Pavlov M.L., Basimova R.A., Alyab'yev A.S. Sposob transalkilirovaniya benzola polialkilbenzolami [Method of transalkylation of benzene with polyalkylbenzenes]. Patent RF, no. 2487858, 2013.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ / INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Магомадова Мадина Хусеновна, ст. препод. кафедры химической технологии нефти и газа, Грозненский государственный нефтяной технический университет им. акад. М.Д. Миллионщикова. Ахмадова Хава Хамидовна, д.т.н., проф. кафедры химической технологии нефти и газа, Грозненский государственный нефтяной технический университет им. акад. М.Д. Миллионщикова.
Madina KH. Magomadova, Senior Lecturer of the Department of Chemical Technology of Oil and Gas, Grozny State Oil Technical University. Khava KH. Akhmadova, Dr. Sci. (Tech.), Prof. of the Department of Chemical Technology of Oil and Gas, Grozny State Oil Technical University.
Щ
История и педагогика естествознания
3-4 • 2020
