Стадии 2-х стадийного технологического процесса:

****************************************************

1. Осушка, испарение и перегрев изопентана (Т=500⁰С, Р=0,45 МПа) ;

2. Каталитическое дегидрирование изопентана в изоамилены.

(катализатор; 40% оксид хрома, 50% оксид алюминия; 10% оксид берилия — срок службы 4—5 тыс.часов, чувствителен к водяному пару. Т=530—560⁰С (регенерация воздухом Т=600-650⁰С). Конверсия 35—40%;

селективность 75—81%. Выход: на пропущ.=30—35%, на разлож.= 70-80%. Регенерация при 600—650⁰С воздухом).

Реакторы: а) Трубчатый с неподвижным слоем катализатора -таблетки 3,2 х 3,2 мм (процесс фирмы "филлипс", США) трубы: длина 3045 мм, диаметр 50 мм;

б) С псевдоожиженным слоем (СССР) — диаметр гранул = 0,9 мм., Т=560⁰С, Р= 1атм. Процесс проводится в токе азота. Регенерация катализатора при Т=620⁰С в течение 30 сек.

3. Выделение изопентан—изоамиленовой фракции — в абсорбере при Р=0,5 МПа, орошаемом тяжелой углеводородной фракцией. Сверху отводится метан и водород, абсорбат направляется в десорбер, где от кубовых (С₆) отгоняются летучие (С₅) с последующим разделением изопентана и изоамиленов.

2 стадия - каталитическое дегидрирование изоамнленов проводят в адиабатическом реакторе с неподвижным слоем кальций-никель-фосфатного катализатора ИМ-2204 (срок службы 2000 час., конверсия 40%, селективность 82—84%) или железооксидный (25-90% оксида железа, 2-50% оксида хрома с промоторами; конверсия 17-20%, селективность 80-85%.Р=0,22 МПа (только для преодоления гидравлического сопротивления), Т=550—600⁰С; разбавление водяным паром (20:1 для ИМ—2204 и 10:1 для железооксидного катализатора), объемная скорость газа 150—200 1/с.

Затем проводится отделение изопрен-изоамиленовой фракции;

выделение изопрена экстрактивной дистилляцией диметилформамидом;

очистка его от аминов, кислородосодержащих соединений промывка, азеотропная осушка изопрена—сырца, тонкая очистка и ректификация до 99,8% (селективное гидрирование для удаления ацетилена, отмывка водой карбонильных соединений, осушка на цеолитах)

Одностадийный метод дегидрирвания (процесс Гудри)

********************************************************

1. Каталитическое дегидрирование изопентана или изопентан- изоамиленовых смесей; Т=540-560⁰С; Р=0,16-0,2 МПа; время контакта = 5-9 сек. Конверсия изопентана = 25%; Катализатор; оксид алюминия + 20% оксид хрома (таблетки Гудри 4х4 мм); срок службы = 6 мес. После каждого цикла — восстановление водородом 5-9 мин.( катализатор 117).

2. Выделение изопентан-изоамиленовой фракции из контактного газа;

3. Выделение изопрена из смеси углеводородов С₅ и его очистка.

Выход изопрена на пропущенное сырье — 20—30% при селективности около 55%. Реакционный узел состоит из 5—8 горизонтальных реакторов со стационарным слоем катализатора, работающих по регенеративному принципу использования тепла. Диаметр 3,7—5,8 м. Длина = 11—13 м.

Окислительное дегидрирование изопентана

******************************************************

проводят в одну стадию в присутствии свободного иода при 500-575⁰С.

Катализатор: (Fе₃ О₄ + LiОН) или бромиды (КВR на оксидах кремния или алюминия) .

Реакционную массу разбавляют большим количеством водяного пара.

изо-С₅ Н₁₂ +2I₂ —— С₅ Н₈ + 4 HI

4 НI + О₂ —— 2 I + 2 Н₂ О

Условия процесса: Т=500-520⁰С; об.скорость=220-410 1/ч; мольное отношение: иод = 0,1 моль/моль, кислород = 1,0;

вода = 7,8 -8,0 моль/моль.

Конверсия 48—50%, выход (на пропуш.)=38—49%; селективность

(на разлож.)=78-82%.

Реакция идет с выделением тепла, (3350—6700 кДж/кг) поэтому процесс нужно проводить с отводом тепла при небольшой продолжительности (1,5—3 сек.). Процесс проводят в реакторе со стационарным слоем катализатора или в псевдоожиженном слое.

В первом случае затруднен отвод тепла, в втором — сложность улавливания иода.

Графические зависимости [1, с.17—18].