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]
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.