ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Химия и технология процессов гидрирования из "Теория технологических процессов основного органического и нефтехимического синтеза Издание 2" Этим путем в промышленности вырабатывают лишь несколько продуктов (бутадиен, изопрен, изобутилен), но ввиду их первостепенного значения для производства синтетического каучука дегидрирование парафинов получило очень большое развитие. По своим масштабам оно принадлежит к числу наиболее крупнотоннажных процессов нефтехимического синтеза. [c.576] Как уже было показано (стр. 548), дегидрирование метановых углеводородов по условиям термодинамики нужно проводить при высокой температуре (500—600 С) в присутствии окисных катализаторов дегидро-гидрирующего типа. [c.576] Образование смолистых веществ и кокса происходит также в результате процессов ароматизации и дегидроконденсации ароматических соединений, присутствующих в продуктах реакции. [c.578] Отрицательная роль этих реакций состоит не только в снижении селективности, но и в получении примесей, затрудняющих выделение и очистку целевых продуктов. [c.579] Бутадиен-1,3. Бутадиен-1,3 (дивинил) СН2=СН—СН = СН2 представляет собой при обычных условиях бесцветный газ, конденсирующийся в жидкость при —4,3 °С (атмосферное давление). С воздухом дает взрывоопасные смеси (в пределах концентраций 2,0—11,5 объемн.%) и обладает некоторой токсичностью, вызывая раздражение слизистых оболочек и оказывая наркотическое действие. [c.579] Большинство этих каучуков имеет общее назначение и широко используется для изготовления автопокрышек и камер, обуви и различных резинотехнических изделий. Бутадиен-нитрильный каучук отличается высокой бензо- и маслостойкостью и применяется для выработки изделий специального назначения. [c.579] Этот процесс во время второй- мировой войны был реализован в США в одну стадию, исходя из смеси этанола и ацетальдегида (3 1). Катализатором служила окись тантала на силикагеле. Дегидрирование спирта в альдегид, альдольная конденсация, гидрирование альдоля и дегидратация диола протекали при 350 °С одновременно выход бутадиена около 65%. [c.580] Первое в мире промышленное производство синтетического каучука по этому способу было реализовано в Советском Союзе в 1932 г. и имело важное значение для обеспечения страны отечественным каучуком. [c.580] В настоящее время первые три способа синтеза бутадиена потеряли практическое значение, главным образом из-за использования сравнительного дорогостоящего сырья. [c.581] Изопрен. Изопрен СН2==С(СНз)—СН = СНг 2-метилбута-диен-1,3) представляет собой бесцветную жидкость, кипящую при 34 °С. С воздухом он образует взрывоопасные смеси в пределах концентраций 1,7—11,5 объемн.%. Является, как известно, основной структурной единицей натурального каучука. [c.581] Существует несколько методов производства изопрена, часть которых нашла применение в промышленности. [c.581] Выход изопрена составляет 75% по формальдегиду и 83% по изобутилену. Более подробные данные о методе изложены в гл. IX (стр. 673). [c.582] Пиролиз 2-метилпентена-2 проводится при 650—800 °С в присутствии бромистого водорода и водяного пара. Он протекает весьма селективно в а,р-положении к двойной связи и сопровождается перемещением двойной связи с миграцией атома водорода. [c.582] Этот способ получения изопрена является самым новым и уже получил промышленное значение. Его преимущество состоит в простоте разделения продуктов и очистки изопрена. [c.583] Он применяется как добавка к смазочным маслам, для про питки тканей и в качестве электроизоляционного материала. Если при полимеризации к изобутилену добавить около 2% изопрена, то образуется сополимер, содержащий двойные связи и способный к вулканизации, так называемый бутилкаучук. Он применяется для изготовления резинотехнических изделий, отличающихся низкой газопроницаемостью и высокой химической стойкостью. [c.584] Ввиду того что термодинамические отношения более благоприятны для дегидрирования парафинов в олефины, чем олефинов в диены, оказалось целесообразным получать бутадиен и изопрен в две стадии. Первую стадию — дегидрирование парафина — можно проводить при более низкой температуре, чем вторую, и, уменьшив таким образом развитие побочных реакций, повысить выход олефина. Разумеется, при производстве изобутилена весь процесс сводится только к одной этой стадии. [c.584] В процессе дегидрирования на поверхности катализатора постепенно отлагается кокс (около 2 вес.% за 1 ч работы), что приводит к дезактивации катализатора. Поэтому он нуждается в частой регенерации, для которой обычно используют воздух. В зависимости от технологического оформления процесса регенерации и способа подвода тепла предложено несколько вариантов реакционного узла для дегидрирования парафинов. На первых установках применялись трубчатые реакторы периодического действия с неподвижным катализатором и внешним обогревом топочными газами—такого же типа, как при дегидрировании спиртов (рис. 118, стр. 565). В них циклы реакции и регенерации чередовались каждые 1—2 ч. В дальнейшем перешли к обогреваемым топочными газами трубчатым реакторам с движущимся по трубам катализатором, регенерация которого происходила в отдельном аппарате — регенераторе. Из-за неэффективного использования общего объема трубчатых аппаратов и большого расхода жаростойкой стали эти установки были заменены на более эффективные. [c.585] Технологический процесс дегидрирования парафинов в соответствующие олефины состоит из трех основных стадий 1) дегидрирования парафина с регенерацией катализатора 2) выделения бу-тан-бутиленовой (или пентан-амиленовой) фракции из продуктов реакции 3) разделения этой фракции с получением бутиленов (или изоамиленов). Технологическая схема первых двух стадий процесса изображена на рис. 121 для случая дегидрирования м-бутана, не отличающегося существенно от дегидрирования изобутана и изопентана. [c.586] Свежий и рециркулирующий н-бутан в жидком виде поступают в осушитель 1, заполненный адсорбентом (АЬОз, цеолиты), и затем в испаритель 2. Образовавшиеся пары подогреваются в трубчатой печи 3, имеющей конвективную и радиантную секции, до 540—550 °С и поступают под распределительную решетку реактора 4 на дегидрирование. В нем имеется несколько провальных тарелок, которые делят реакционный объем на секции, препятствуя смешению и струйному потоку газов. Регенерированный катализатор подают на верхнюю распределительную решетку, и следовательно, псевдоожиженный слой катализатора и реакционные газы движутся противотоком друг к другу, что создает наиболее благоприятный режим процесса (более горячий катализатор контактирует с частично прореагировавшей смесью и наоборот, чем достигается выравнивание скоростей реакции по всему объему). В верхней части реактора имеется закалочный змеевик, где реакционные газы охлаждаются н-бутаном, идущим на дегидрирование. Благодаря этому температура газов быстро снижается до 450—500°С и предотвращается их дальнейшее разложение. В циклонах, установленных на верху реактора, из газов улавливают захваченный ими катализатор, который возвращают по трубе в слой катализатора. Тепло горячих газов, выделяющихся при дегидрировании, используют в котле-утилизаторе 9 для получения водяного пара. Затем их дополнительно охлаждают в скруббере 10 циркулирующей через холодильник И водой, которая улавливает катализаторную пыль, прошедшую через циклоны. [c.586] Вернуться к основной статье