ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Двухстадийное дегидрирование -бутана из "Технология нефтехимического синтеза Часть 1" При дегидрировании получается смесь изомерных бутенов. [c.130] Применяемый на этой стадии алюмохромовый катализатор готовят нанесением окиси хрома на окись алюминия. В качестве промоторов используют окислы калия, церия, магния, берийлия циркония и др. Содержание окиси хрома составляет от 10—20 до 40% от массы катализатора На этом катализаторе протекает ряд побочных реакций, хотя в целом катализатор обладает сравнительно высокой селективностью. Основными побочными реакциями являются крекинг и изомеризация. [c.130] Роль реакций изомеризации сравнительно невелика. Однако образующийся в небольших количествах 2-метилпропен может постепенно накапливаться в системе. Поэтому обычно предусматривают в составе завода установку для его выделения. [c.131] Это одно из возможных упрощенных изображений механизма процесса. [c.131] Из уравнения (5) следует, что реакция дегидрирования бутана тормозится продуктами реакции, причем бутены влияют сильнее, чем водород. [c.132] Это уравнение показывает, что по мере приближения к условиям равновесия скорость реакции снижается. Оно применимо вплоть до состояния равновесия. [c.132] Кажущаяся энергия активации реакции дегидрирования бутана на алюмохромовом катализаторе составляет около 40 ккал/молв (168 кДж/моль). [c.132] Реакция дегидрирования н-бутана в н-бутены обладает рядом особенностей, предопределивших основные направления технологического оформления процесса. Поскольку реакция эндотермична и для ее осуществления требуется высокая температура, основной трудностью является подвод больших количеств тепла. Вторая особенность — необходимость выжига коксовых отложений с поверхности катализатора. [c.132] Необходимо также учесть некоторые специфические особенности алюмохромового катализатора. Этот катализатор готовится из дешевого и доступного сырья, что является его несомненным преимуществом. Основной недостаток алюмохромового катализатора заключается в большой чувствительности к дезактивирующему действию воды. Поэтому сырье необходимо тщательно освобождать от влаги. [c.132] Выход бутенов в процессе дегидрирования не превышает 30— 40% за проход. Поэтому необходима рециркуляция непревращенного сырья. [c.132] Из литературы известно применение следующих типов реакторов для дегидрирования н-бутана. [c.132] Технологическая схема первой стадии дегидрирования н-бутана в трубчатых реакторах приведена на рис. 61. [c.133] Бутан после осушки в осушителе 1 испаряется в испарителе 2, перегревается в трубчатой печи 3 до 538 °С и пропускается через трубчатые реакторы 4. В половине реакторов происходит дегидрирование, во второй половине — регенерация катализатора. Контактный газ из реактора подвергается закалке в тройнике смешения, отдает тепло в котле-утилизаторе 8, где генерируется пар, и охлаждается в орошаемом водой скруббере 9, после чего направляется на разделение. [c.133] Реакторный блок включает 24 трубчатых реактора, разделенных на четыре группы. Цикл дегидрирования чередуется с циклом регенерации катализатора (продолжительность каждого цикла 1 ч). Реактор состоит из 384 трубок диаметром 50 мм и длиной 3045 мм, заполненных катализатором. Трубки установлены вертикально и каждые два ряда соединяются коллекторами вверху и внизу в одну общую секцию. Катализатор загружается в трубки в виде таблеток размером 3,2 X 3,2 мм. Температура в реакторе поддерживается постоянной путем циркуляции через межтрубное пространство продуктов сгорания, поступающих с температурой 650 °С из генератора топочных газов 5. Реактор разделен горизонтальной перегородкой на две части, благодаря чему продукты сгорания сперва омывают трубки в верхней части реактора, а затем в нижней. [c.133] Регенерация катализатора осуществляется регенерационным газом, содержащим 2—3% кислорода. При более высоком содержании кислорода в регенерационном газе быстро снижается активность катализатора. Регенерационный газ после реакторов проходит котел-утилизатор 7, где частично охлаждается, и газодувкой 6 вновь подается в реактор. [c.133] Процесс дегидрирования н-бутана в трубчатых реакторах не получил широкого распространения. Две установки общей производительностью 102 тыс. т бутадиена в год эксплуатируются на заводе в Боргезе, штат Оклахома . [c.134] Ограниченное использование процесса объясняется следующими его недостатками. [c.134] Дегидрирование н-бутана в реакторе с движуи имся слоем шарикового катализатора без внешнего обогрева) было осуществлено в полупромышленных масштабах. Аппаратурное оформление этого процесса аналогично оформлению процесса каталитического крекинга на движущемся шариковом катализаторе и отличается от него системой транспорта катализатора. Учитывая более низкую прочность алюмохромового катализатора по сравнению с алюмосиликатным вместо пневмотранспорта было предложено использовать ковшевой элеватор. В этом процессе дегидрирование и регенерация катализатора проводятся в двух разных аппаратах — реакторе и регенераторе, а тепло реакции подводится путем прямого контакта с циркулирующим горячим катализатором. При температуре контрактного газа на выходе из реактора 520—600 °С и объемной скорости подачи сырья 170—180 ч (в расчете на пары при нормальных условиях) выход н-бутенов составил до 38% на пропущенный н-бутан при селективности более 80%. [c.135] Однако этот п )оцесс не получил дальнейшего развития вследствие большого расхода катализатора, вызванного его интенсивным истиранием, ограниченной производительности и сложности системы автоматического регулирования. При пневмотранспорте расход катализатора очень велик, применение же ковшевого элеватора ограничивает производительность установки и требует очень сложного оборудования. [c.135] Вернуться к основной статье