ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Скорости реакций при дегидрировании бутилена на катализаторе из "Физико-химические и технологические основы получения дивинила из бутана и бутилена" Промышленное дегидрирование бутилена на катализаторе К-16 проводится в адиабатическом реакторе при 580—630° С и разбавлении водяным паром в отношении С4Н8 НгО = 1 10— 1 11. [c.105] Кроме того, в продуктах реакции присутствует некоторое количество СО. [c.105] Рассматривая соображения по соотношению скоростей разложения дивинила и бутилена, можно прийти к заключению, что в условиях дегидрирования бутилена на промышленном катализаторе К-16 влиянием реакции разложения бутилена можно пренебречь. Если принять, как это делается в ряде работ [22, 36], что ускоряющее действие дегидрирующих катализаторов на крекинг С4Н8 невелико, и допустить, что термический крекинг н-бутилена идет со скоростью, близкой к скорости термического разложения н-бутана и обе реакции — первого порядка, то на основании данных по скорости крекинга бутана на катализаторе К-5 (см. гл. 1, п. 4) можно показать, что разложение бутилена при его дегидрировании на катализаторе К-16 действительно не имеет существенного значения. В самом деле, в условиях дегидрирования бутана глубина его термического разложения не превышает 0,15 от общего превращения за проход при дегидрировании бутилена время контакта почти на порядок меньше времени контакта при дегидрировании бутана следовательно, глубина распада не должна превышать сотых долей всего прореагировавшего бутилена. Все эти соображения дополнительно подтверждаются тем, что по да ным работ [22, 81] основной побочной реакцией при каталитическом дегидрировании бутилена является разложение дивинила. [c.106] важнейшими реакциями при дегидрировании бутилена на катализаторе К-16, определяющими выход дивинила и избирательность процесса, являются дегидрирование бутилена, гидрирование образующегося дивинила, разложение его и реакции водяного пара. Ниже рассматривается скорость этих реакций. [c.106] Разложение дивинила [200]. Скорость реакций при разложении дивинила на катализаторе К-16 изучалась на проточной установке с кварцевым реактором диаметром 20 Л1ж, помещенным в электропечь обычного типа. Катализатор с размером частиц 2—2,5 мм в количестве 10 см загружался в зону температурного плато печи. Температура в слое катализатора замерялась хромель-алюмелевой термопарой, помещенной в кварцевый карман реактора. Колебания температуры в слое не превышали 2—3°. В большинстве опытов использовался дивинил состава С4Н6 — 84,7, С4Н8 — 14,7, легкие углеводороды—0,6 объемн. %. Ряд опытов был проведен на дивиниле с чистотой более 91% существенных различий в результатах не отмечено. Разбавление паров дивинила водяным паром регулировалось температурой водяного испарителя и проверялось по количеству собранного конденсата. [c.106] Все опыты проводились при общем давлении в системе, равном атмосферному. Катализатор имел постоянную начальную активность свежий катализатор предварительно разрабатывался путем дегидрирования на нем бутилена в течение 5 ч при 650° С, объемной скорости бутилена 2000 ч (НТД) и разбавлении водяным паром в отношении 1 10. [c.106] После проведения каждого опыта катализатор регенерирорался паро-воз-дущной смесью до отсутствия GO2 в газах регенерации. Количество угля , отложившегося на катализаторе, определялось по привесу аскарита. [c.107] Анализ полученного контактного газа производился хроматографическим путем по несколько видоизмененной методике [210] окись углерода и углекислый газ определялись по известным методикам (аммиачным раствором полухлори-стой меди и раствором КОН). [c.107] Скорость разложения дивинила на катализаторе К-16 исследовалась при 560, 580 и 600° С, объемных скоростях дивинила 400, 800, 1500 и 3000 ч , разбавлении дивинила водяным паром в отношениях 1 Ю, 1 20 и 1 30 и длительности опыта 60 мин. Полученные средние данные по составу контактного газа и глубине конверсии приводятся в табл. 23. [c.107] Из табличных данных следует, что при разложении дивинила на катализаторе К-16 в присутствии водяного пара образуются СО, СО2, Нг, СН4, С2Н4, углеводороды Сз и уголь определить состав фракции Сз из-за небольшого содержания не удалось, и эта фракция условно была принята за пропилен. Кроме того, в незначительном количестве, по-видимому, образовывались и высшие углеводороды, однако выделить их тоже не удалось, и в балансах продуктов реакции они не учитывались. [c.107] Результаты, приведенные в табл. 23, получены при длительности опыта 1 ч следовательно, эти данные характеризуют только среднечасовую активность катализатора. Для установления закономерностей изменения активности катализатора в. отношении скорости реакций при разложении дивинила проводились опыты длительностью от 30 до 420 мин при 560, 580 и 600° С, объемной скорости дивинила 400 ч и разбавлении 1 10. [c.107] Зависимость изменения глубины превращения дивинила от длительности опыта представлена на рис. 38. Из этих данных видно, что скорость разложения дивинила уменьшается с увеличением длительности опыта. [c.107] Таким образом, основными продуктами превращения дивинила являются бутилен и уголь . [c.109] Как это следует из уравнения (53), скорость реакции численно равна тангенсу угла наклона касательных к кривой превращения дивинила, построенной в координатах W F — x. Начальные скорости Го находятся по тангенсу угла наклона в начале координат. [c.109] Рассчитанные таким путем величины начальных скоростей Го да ны в табл. 24. [c.110] Зависимость УP nJг, от P n, показана на рис. 39, из которого и найдены величины к и K n,, приведенные в табл. 25. [c.110] Общее количество образовавшегося по реакции, (51) угля (концентрация угля на катализаторе) зависит как от температуры и разбавления водяным паром (от парциального давления Н2О), так и от объемной скорости подачи дивинйла однако, как это следует из табл. 26, скорость реакции угля с водяным паром не зависит от концентрации угля на катализаторе и от парциального давления водяного пара. [c.111] Количество прореагировавшего угля , г/к. . [c.112] Среднее значение (при данной температуре). . [c.112] Вернуться к основной статье