Лекция 28. Одностадийное дегидрирование бутана

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

При одностадийном процессе протекают две обратимые пос -ледовательные реакции:

- Н2 -Н2

С₄ Н₁₀ С₄ Н₈ С₄ Н₆

Равновесный состав системы зависит от температуры и давления:

Зависимость состава равновесной смеси при дегндрирвании н-бутана в н-бутен и бутадиен-1,3 от температуры:

1 — н-бутан;

2 — н-бутен;

3 — бутадиен-1,3

Давление:

0,1 МПа — сплошные линии;

0,01 МПа - пунктир­ные линии Т, К

Для одностадийного процесса необходимы:

а) более высокая температура, чем для 1 стадии дегидрирования парафинов;

б) пониженное давление;

в) катализатор, ускоряющий оба процесса.

Практически процесс ведут на алюмо-хромовом катализаторе при температуре 580—600⁰С (средней для 1 и 2 стадии) и пониженном давлении = 0,015—0,02 МПа, поскольку для данного катализатора нельзя использовать разбавление сырья водяным паром.

Применение вакуума не позволяет использовать реакторы со взвешенным слоем катализатора, поэтому процесс ведут с использованием регенеративной системы Гудри.

Реакционный узел состоит из блоков, включающих 5—8 горизонтальных реакторов со стационарными слоями катализатора, работающие по регенеративному принципу использования тепла (к катализатору добавляют гранулы прокаленного глинозема, играющего роль аккумулятора тепла).

Стадии процесса:

1. Дегидрирование (5-9 мин),

2. Продувка реактора водяным паром для вытеснения

( 1,5—2 мин).

3. Регенерация катализатора - выжигание кокса при 600⁰ (5-9 мин);

4. Вакуумная эвакуация газов регенерации (1,5-2 мин.)

Из-за проведения обеих стадий одновременно не в оптимальных

для каждой из них условиях степень конверсии исходного сырья ниже (20-30%), чем при 2-стадийном процессе. Селективность составляет около 55%. Контактный газ содержит примерно 11% бутадиена и 25—30% бутенов. Эти недостатки компенсируются снижением капиталовложений и энергетических затрат на производство.

Графические зависимости [1,с.16, 19];

Технологические схемы; [2, с.38—39; 4, с.46—47].

Лекция 29. Дегидрирование изопентана

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

Свойства изопрена: М=68; Тк=34,1⁰С; плотность=681 кг/м куб.;

теплота исп.= 26,3 кДж/моль.

Нерастворим в воде, растворим в спирте, эфире и др. органических жидкостях.

ПДК = 0,04 мг/л (в 2,5 раза токсичнее дивинила). Пределы взрываемости 1,7—11,5% (об.)

Впервые выделен в 1860 г. Вильямсом; получен в 1884 г. Тильденом при нагреве скипидара.

Применение: мономер в производстве СКИ и БК.

Изопентан: М=72; Тк=27,9⁰С; ПДК=0,3 мг/л; плотность (ж) =

619 кг/м куб; плотность по воздуху = 2,491

Технический изопентан - смесь углеводородов С_З-С₅ с содержанием изопентана > 75%. Содержится в газах стабилизации нефти и попутных газах.

При каталитическом дегидрирвании изопентана образуется 3 изомера изоамиленов (2-метйлбутен-1, 3-метилбутен-1, 2- метилбутен-2), каждый из которых дает изопрен.

Побочные реакции изомеризации приводят к образованию:

С Н₂=СН-СН₂-СН₂-СН₃ CH = CH

СН₂ = СН-СН=СН₂-СН₃  CH₂

СН₃-СН=СН-СН₂-СН₃ -H₂ -H₂ CH = CH

н—пентены пиперилен циклопентадиен