Введение к работе
Актуальность темы. Тетрагидрофуран (ТГФ) является одним из важнейших продуктов химической промышленности и широко применяется в промышленном органическом синтезе1 в качестве исходного продукта для получения полиэфиров тетраметиленгликоля различной молекулярной "массы. Гомополимеры ТГФ используются в промышленности при производстве полиуретановых каучуков, искусственных волоком и Ножи. При сололимеризации ТГФ с различными органическими окисями получают пенопласты. ТГФ широко используется в качестве растворителя.
В то же время баланс производства и потребления ТГФ в нашей стране складывается с дефицитом. В промышленном производстве его получают гидрированием фурана, образующегося в процессе декарбонилирования фурфурола. В настоящее время действуют промышленные установки по получению ТГФ на Кропоткинском химическом заводе м Ферганском химическом заводе фурановых соединений. Узким местом существующих производств является стадия декарбонилирования фурфурола до фурана с использованием катализатора КДФ-.1, имеющая ряд существенных недостатков: низ'кая работоспособность этого катализатора; высокие удельные расходы сырья, материалов, энергоресурсов.
Таким образом, актуальной задачей является разработка новой промышленной технологии получения фурана с использованием усовершенствованного катализатора декарбонилирования фурфурола. Решение этой задачи позволило бы интенсифицировать работу установки со значительным увеличением мощности производства без дополнительных капитальных затрат, уменьшить расход дорогостоящих катализатора, сырья, материалов и энергоресурсов на единицу товарной продукции, чем в итоге сделать производство высокорентабельным, а продукцию конкурентоспособной на мировом рынке,
Целью работы .является исследование процесса декарбонилирования фурфурола с выявлением и устранением причин дезактивации каталнза-юра, связанных с качеством технического фурфурола, физико-химическими свойствами катализатора и условиями его эксплуатации в технологическом процессе получения фурана, и разработка на этой основе усовершенствованной промышленной технологии процесса декарбонилирования фурфурола.
Научная новизна. Методом хромато масс-спектромстрии исследованы примеси в техническом фурфуроле и изучено их влияние на активность и работоспособность промышленного катализатора КДФ-1..
Изучена термостабильность фурфурола а интервале температур 160—480 С, соответствующем температурному плато парофазнсго процесса декарбонилирования фурфурола.
Разработан новый промышленный катализатор декарбонилирования фурфурола на углеродном носителе. Изучена кинетика реакции декарбонилирования фурфурола на новом катализаторе и разработана математическая модель 'каталитического реактора декарбонилирования фурфурола.
Теоретически обоснована и показана практическая возможность восстановления активности нового катализатора на углеродном носителе за счет проведения периодических реактиваций закоксованного катализатора продувкой водородом при температуре S0O—550 С.
Разработана усовершенствованная технология получения фурана с использованием катализатора КДФСі
Практическая значимость результатов работы. Результаты работы использованы при наработке опытных партий Нового катализатора КДФС на Редкинс'ком опытном заводе и при проведении промышленных испытаний новой усовершенствованной технологии получения фурана на Кропоткинском химическом заВодё, полностью подтвердивших основные научные положения диссертационной работы в практических условиях.
Внедрение результатов работы позволяет уменьшить расход катализатора, сырья, материалов, энергоресурсоз на единицу товарной продукции, увеличить мощность производства в 1,6 раза без капитальных вложений только за счет интенсификации производства. Экономический эффект от внедрения промышленной технологии получения фурана с использованием разработанного катализатора на Кропоткинском химическом заводе (КХЗ) составляет (в ценах на апрель 1992 г.) 81 млн. рублей в год..
Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались:
на заседании семинара по кинетике и катализу секции .химической промышленности Краснодарского краевого правления ВХО им. Д. И. Менделеева (Краснодар, 1990 г.); -
на Всесоюзном совещании руководящих работников предприятий и заведений Министерства медицинской и микробиологической промышленности СССР (г. Кропоткин, 1990 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 статей, получено 1 авторское свидетельство, на изобретение, продано 2 заявки на патенты.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора, обоснования выбранного направления 'работы, семи глав, отражающих методики, содержание и результаты выполненной работы, выводов, списка литературы и приложений. Диссертация изложена на 150 страницах машинописного текста, содержит 22 рисунка и 27 таблиц. Список литературы включает 149 наименований.