Главная Случайная страница


Категории:

ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника






Лекция 25. Дегидрирование бутана

==========================================================

Дегидрирование парафинов в моноолефины в термодинамическом отношении более благоприятно, чем дегидрирование олефинов и алкилароматических углеводородов. Процесс ведут при Т=6000Сбез разбавителей при давлении лишь немного превышающем Р атм.

При дегидрировании парафинов (С4 и С5) в основном образу­ется смесь изомерные олефинов, а соответствующие диены образуются в небольших количествам, т.к. условия реакции термодинамически неблагоприятны для их образования. Побочно протекают крекинг, изомеризация и коксообрааование. Так как парафины более способны к расщеплению, чем олефины, образуется значительное количество низших углеводородов (метан, этан, этилен и др., а также водород).

Катализаторы дегидрирования должны быть активны к основной реакции, не должны ускорять побочные процессы (крекинг, изомери­зация, закоксовывание). Наиболее эффективны алюмохромовые катали­заторы на основе оксида А1, содержащие 10-40% оксида Сr и 2-10% оксидов щелочных металлов (натрия, калия, берилия), которые служат для нейтрализации активных центров оксида А1, вызывающих крекинг и изомеризацию. Они чувствительны к влаге, поэтому исходные фрак­ции не должны содержать водяных паров (<1 мг/куб.м.) и нельзя применять разбавление водяным паром. Активны к дегидрнированию н—бутана при 560—5900С (530-5600С - для изопентана). Повышение температуры ведет к развитию побочных реакций, имеющих более высокую энергию активации.

Селективноть 70—75% (падает при увеличении конверсии, поэтому К=40—45%). Регенерация катализатора проводится выжиганием кокса воздухом при 600—6500С.

Технологический процесс дегидрированиясостоит из 3 этапов:

1. Дегидрирование с регенерацией катализатора;

2. Выделение бутан-бутеновой (пентан-пентеновой) фракции из продуктов реакции;

3. Разделение этой фракции с получением бутенов (или изопентенов).

Свежий и рециркулирующий н—бутан в жидком виде поступает в осушитель (оксид А1, цеолиты), и затем в испаритель. Пары подогреваются в трубчатой печи до 540—5500С и поступают в реактор с псевдоожиженным катализатором. В верхней части реактора имеется закалочный змеевик, где реакционные газы охлаждаются до 450-5000С бутаном, идущим на дегидрирование, предотвращая их дальнейшее разложение. Горячие газы отдают тепло в котлах-утилизаторах, охлаждаются в скруббере до 60-700С циркулирующей через холодильник водой, которая улавливает пыль катализатора. Закоксованный катализатор с нижней части реактора стекает по специальной трубе, где отдувается от углеводородов азотом и потоком газа ( воздух + газы сгорания топлива) подается в регенератор. Регенерированный катализатор при 640-6500С транспортирующим газом возвращается в реактор. Газы регенерации проходят циклоны, отдают тепло в котлах-утилизаторах, очищаются в электрофильтре, сбрасываются в атмосферу.

Состав реакционных газов (% масс.):

Таблица 25.1

Метан и водород Этан и этилен Пропан и пропилен Изобутан н-бутен 31-32 н-бутан Бутадиен С5 и > С5 СО 2-3

Графические зависимости, характеризующие процессы дегидрирования до олефинов [1, с.13—14; 3, с.22—24]

Технологическая схема дегидрирования высших парафинов [2,с.36].

 

Лекция 26. Дегидрирование бутиленов

===========================================================

Проведение реакции дегидрирования бутиленов до бутадиена термодинамичеки неблагоприятно, поэтому для повышения равновесной степени конверсии при допустимой температуре (6000С) процесс ведут при разбавлении водяным паром. Непосредственно дегидрируются с получением дивинила только альфа—олефины:

 

 
 

СН2 = СН – СН2 – СН3 СН2 = СН - СН = СН2 + Н2

 

Для b—изомеров необходима предварительная изомеризация.

 

Побочные реакции: крекинг, изомеризация, коксообразование.

 

Требования к катализаторам. Катализаторы должны ускорять дегидрирование и изомеризацию с перемещением двойной связи в альфа — положение и должны быть малоактивными в отношении процессов крекинга, скелетной изомеризации и коксообразвания.

 

В промышленном производстве применяют два основных типа катализаторов:

 

Кальцийникельфосфатный ИМ-2204 Железооксидный К -16
Са8 (РО4)6 с промотором Сr2О3 (2%)     Регенерация через каждые 15 мин. С предварительной продувкой водяным паром Разбавление паром 20: 1 (об.) К=40-45%; C=85% 25-90% Fe2O3 + 15% Сr2О3 + K2CO3 и др. компоненты   Регенерация через 24 часа     Разбавление паром 10:1 (об.) К=17-20%; С=80-85%

 

Условия проведения процесса: объемная скорость по газу 150-200 1/ч, Т = 600-650 0С; Р > Р ат. (только для преодоления гидравлического сопротивления); адиабатический реактор со стационарным слоем катализатора (пар и подогретые олефины играют роль теплоносителей).

 

Недостатки: цикличность работы катализатора, низкие степени конверсии и селективности, большой расход энергии.

 

Графические зависимости процесса:

Зависимости конверсии бутиленов от мольного соотношения водяной пар: бутилен и диаметра зерна катализатора в интервале температур проведения процесса 540—6200С [1, с. 15 ];

 

Зависимости К скорости реакции от времени и конверсии от температуры при проведении процесса в адиабатическом реакторе [3, с. 25; соотношение скорости реакции и конверсии при различных давлениях с.26 ].

 

Технологическая схема процесса [4, с.44—45].

 

 

Последнее изменение этой страницы: 2017-07-16

lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда...