На главную

Статья по теме: Алюмохромового катализатора

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

Изобутилен получают каталитическим дегидрированием изо-бутана с применением алюмохромового катализатора. Этот процесс аналогичен процессам получения я-бутиленов из бутана или изоамиленов из изопентана. Значительные требования предъявляются к исходному сырью. Особенно недопустимы заметные примеси изобутилена, так как в процессе дегидрирования изобутилен частично разлагается с образованием кокса.[5, С.14]

Дегидрирование изобутана проводится при 540—590 °С в кипящем, слое пылевидного алюмохромового катализатора К-5, циркулирующего в системе реактор—регенератор. Реакция дегидрирования эндотермическая. .Теплота для реакции подводится с (регенерированным горячим катализатором. Регенерированный катализатор вводится в реактор над верхней секционирующей решеткой, отработанный катализатор отводится из низа реактора.[2, С.72]

Дегидрирование изопентана технологически оформлено как не-" прерывный процесс в кипящем слое алюмохромового катализатора ИМ-2201. Реактор и регенератор расположены на одном уровне, катализатор транспортируется в потоке высокой концентрации. Технологическая схема процесса дегидрирования изопентана в изоамилены приведена на рис. 20. Смесь свежей и возвратной изопен-тановой фракций через сепаратор / поступает в испаритель 2. Испарение сырья происходит при температуре 80 °С и давлении 0,58 МПа. Из сепаратора пары изопентана поступают' в перегреватель 3, затем в закалочный змеевик реактора 5, где перегреваются за счет теплоты Контактного газа. Далее пары изопентана перегреваются в трубчатой печи 4 до 500—550 °С и поступают в реактор 5 под кипящий слой катализатора через распределительную решетку. Теплота, необходимая для реакции, подводится с горячим регенерированным катализатором, циркулирующим в -системеjfреактор—регенератор.[2, С.56]

Механизм процесса каталитического дегидрирования парафинов основан на взаимодействии молекулы углеводорода с активными центрами К (окислами металлов) алюмохромового катализатора. Дегидрирование предпочтительно идет через акты образования и гибели адсорбированного на поверхности радикала*:[3, С.120]

При дегидрировании н-бутана процесс осуществляют в одну или две стадии. В двухстадийном процессе, реализованном в СССР, н-бутан вначале дегидрируют в и-бутилены в «кипящем» слое алюмохромового катализатора при 580—600° С; выход 35% на пропущенный и 70/о на разложенный к-бутан. Суммарный выход и-бу-тпленов и Б. ~37%. Из бутап-бутиленовой фракции образовавшегося контактного газа к-бутилены выделяют экстрактивной дистилляцией с водным ацетоном. На второй стадии в-бутилены, разбавленные перегретым водяным паром, дегидрируют в бутадиен в стационарном слое хромового или кальций-никель-фосфатного катализатора в адиабатич. реакторе при темп-рах соответственно 580—600 и 640—650° С; выходы Б. соответственно ~17% и ~33% на пропущенные, ~82% и —88% на разложенные и-бутилены при степенях превращения 21—25 и —40%.[6, С.151]

При дегидрировании и-бутана процесс осуществляют в одну или две стадии. В двухстадийном процессе, реализованном в СССР, н-бутан вначале дегидрируют в н-бутилены в «кипящем» слое алюмохромового катализатора при 580—600° С; выход 35% на пропущенный и 70% на разложенный и-бутан. Суммарный выход н-бу-тнленов и Б. —37%. Из бутан-бутиленовой фракции образовавшегося контактного газа к-бутилены выделяют экстрактивной дистилляцией с водным ацетоном. На второй стадии н-бутилены, разбавленные перегретым водяным паром, дегидрируют в бутадиен в стационарном слое хромового или кальций-никель-фосфатного катализатора в адиабатич. реакторе при темп-рах соответственно 580—600 и 640—650° С; выходы Б. соответственно —17% и —33% на пропущенные, —82% и —88% на разложенные н-бутилены при степенях превращения 21—25 и —40%.[7, С.148]

Процесс одностадийного дегидрирования имеет ряд преимуществ по сравнению с двухстадийным (прежде всего, более-простую технологическую схему вследствие исключения стадии разделения изопентан-изоамиленовых смесей). Однако он уступает двухстадийному по выходу целевого продукта. Процесс-разработан в опытно-промышленном масштабе. Дегидрирование осуществляется в стационарном слое алюмохромового катализатора с периодической регенерацией его нагретым воздухом. Процесс является адиабатическим. Теплота, необходимая. для эндотермической реакции, сообщается реакционной массе катализатором и теплоносителем, которые нагреваются при: окислительной регенерации за счет сжигания отложившегося на них при дегидрировании кокса.[5, С.93]

Для нейтрализации кислотных центров поверхности, а следовательно, для предотвращения нежелательных побочных реакций, в алюмохромовые катализаторы вводят соли щелочных и щелочноземельных металлов. В промышленных катализаторах наиболее часто используют окиси калия, натрия, бериллия. Наиболее подробно изучено влияние добавок калия, действие которого сводится к стабилизации структуры хрома в катализаторе. Предполагают [3, с. 35), что калий в структуре алюмохромового катализатора находится в виде или алюмината АЮОК (восстановительная среда) или хромата К2СЮ4 (окислительная среда). Ион К+, связанный в форме — ОК, мигрирует от иона Сг6+ к иону А13+, находясь в динамическом равновесии, зависящем от окислительно-восстановительных условий среды:[3, С.136]

Отметим, что образующийся в ходе каталитических реакций превращения углеводородов (дегидрирования, гидрокрекинга и т. д.) «кокс» может снижать активность катализатора в отношении основной реакции как за счет хемосорбции самого кокса на активных центрах и их дезактивации, так и в результате изменения макроструктуры катализатора, блокирования устьев пор и активной поверхности. Открыт новый вид разрушения катализатора при дендритном механизме образования кокса, названный «каталитической эрозией» [24]: при росте дендритов на никелевой пластине последняя подвергается разрушению. Частицы никеля уносятся первичными деидритами, а пластина убывает в массе вплоть до полного разрушения. Унос отдельных компонентов обнаружен также в случае эрозии алюмохромового катализатора дегидрирования бутана. Однако пока еще не доказано, что этот механизм влияния кокса на наблюдаемую активность катализаторов является доминирующим; более вероятно, что роль кокса сводится к усилению диффузионного торможения основной реакции в порах и на поверхности зерна (см. 5.4).[3, С.108]

в восстановительной среде переходит в Сг2Оз с образованием паров воды, СО, ССЬ. Образовавшаяся в зоне реакции вода блокирует поверхность катализатора. Обратимое отравляющее действие воды на активность хромовых и алюмохромовых катализаторов отмечается в ряде исследований [5, 20, 25]. «Окисленная» поверхность алюмохромового катализатора оказалась более чувствительной к отравляющему действию воды, чем «восстановленная». Полная дезактивация восстановленной окиси хрома парами воды наступала при покрытии 15% поверхности катализатора, а полное отравление «окисленной» окиси хрома наступало уже при экранировании 2% поверхности [26]. Адсорбция воды может быть как физической, так и химической [27, 28], причем вода может удерживаться катализатором при 500—550 °С в виде ОН-групп [29]. Центрами адсорбции воды являются ненасыщенные ионы Сг3* [29, 30].[1, С.655]

2. Получение И. из изопептапа или изоамиленов состоит в их каталитическом дегидрировании в одну или в две (при использовании изопентана) стадии. В СССР осуществлен двухстадийпый процесс дегидрирования изопептана, получаемого из газов нефтепереработки и попутных газов. На первой стадии нзопентан дегидрируют в изоамилоны в кипящем слое алюмохромового катализатора при 560°С. Суммарный[6, С.409]

... отрезано, скачайте архив с полным текстом ! Полный текст статьи здесь



ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА СТУДЕНТАМ!!!
Задачи по теоретической механике из сборника курсовых работ под редакцией А.А. Яблонского, Кепе, Диевского. Быстро, качественно, все виды оплат, СМС-оплата.
А также: Готовые решения задач по теормеху из методичек Тарга С.М. 1988 и 1989 г. и задачника Мещерского. Решение любых задач по термеху на заказ.
Если Вам нужны решения задач по Физике из методички Чертова А.Г. для заочников, а также решебнки: Прокофьева, Чертова, Воробьёва и Волькинштейна. Решение любых задач по физике и гидравлике на сайте fiziks.ru
Что самое приятное на любом из этих сайтов Вы можете заказать решение задач по другим предметам: химия, высшая математика, строймех, сопромат, электротехника, материаловедение, ТКМ и другие.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гармонов И.В. Синтетический каучук, 1976, 753 с.
2. Кирпичников П.А. Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука, 1986, 225 с.
3. Кирпичников П.А. Химия и технология мономеров для синтетических каучуков, 1981, 264 с.
4. Абызгильдин А.Ю. Графические модели основных производств промышленности синтетического каучука, 2001, 142 с.
5. Башкатов Т.В. Технология синтетических каучуков, 1987, 359 с.
6. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров том 1, 1972, 612 с.
7. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров Том 1, 1974, 609 с.

На главную