Дегидрирование бутану ў бутэны

Дегидрирование бутану ажыццяўляецца ў кіпячым небудзь які рухаецца пласце хромавага і алюмініевага каталізатара. Працэс праводзіцца пры тэмпературы ў дыяпазоне ад 550 да 575 градусаў. Сярод асаблівасцяў працякання рэакцыі адзначым бесперапыннасць тэхналагічнага ланцужка.

Асаблівасці тэхналогіі

Дегидрирование бутану ў асноўным вырабляецца ў кантактных адиабатических рэактарах. Рэакцыя ажыццяўляецца ў прысутнасці вадзянога пара, які істотна паніжае парцыяльны ціск ўзаемадзейнічаюць газападобных рэчываў. Кампенсацыя ў павярхоўных рэакцыйных апаратах эндотермического цеплавога эфекту ажыццяўляецца шляхам подвода праз паверхню цяпла дымавымі газамі.

спрошчаны варыянт

Дегидрирование бутану самым простым спосабам мяркуе насычэнне аксіду алюмінія растворам хромавага ангідрыду альбо хромавакіслым каліем.

Атрыманы каталізатар спрыяе хуткаму і якаснаму праходжанню працэсу. Дадзены паскаральнік хімічнага працэсу з'яўляецца даступным па цэнавым дыяпазоне.

схема вытворчасці

Дегидрирование бутану - гэта рэакцыя, у якой не мяркуецца істотнага расходу каталізатара. Прадукты дегидрирования зыходнага рэчывы трапляюць на блок экстрактыўных рэктыфікацыі, дзе ажыццяўляецца вылучэнне неабходнай олефиновой фракцыі. Дегидрирование бутану да бутадыену ў трубчастым рэактары, які мае знешні варыянт абагрэву, дазваляе забяспечваць нядрэнны выхад прадукту.

Спецыфіка рэакцыі ў яе адноснай бяспекі, а таксама ў мінімальным ўжыванні складаных аўтаматычных сістэм і прыбораў. Сярод пераваг гэтай тэхналогіі можна згадаць прастату канструкцый, а таксама нязначны расход недарагога каталізатара.

Асаблівасці працэсу

Дегидрирование бутану з'яўляецца зварачальным працэсам, прычым назіраецца павелічэнне аб'ёму сумесі. Па прынцыпе Ле-Шателье, для зрушэння хімічнага раўнавагі ў дадзеным працэсе ў бок атрымання прадуктаў ўзаемадзеяння, неабходна панізіць ціск у рэакцыйнай сумесі.

Аптымальным лічыцца атмасферны ціск пры тэмпературы да 575 градусаў, пры выкарыстанні змешанага хромоалюминиевого каталізатара. Па меры адклады паскаральніка хімічнага працэсу на паверхні углеродсодержащих рэчываў, якія ўтвараюцца пры праходжанні пабочных рэакцый глыбокай дэструкцыі зыходнага вуглевадароду, яго актыўнасць зніжаецца. Каб вярнуць яму першапачатковую актыўнасць, каталізатар рэгенеруюць шляхам прадзьмуху яго паветрам, які змяшаны з топачнымі газамі.

умовы працякання

Пры дегидрировании бутану утвараецца ў цыліндрычных рэактарах непредельные бутен. У рэактары ёсць спецыяльныя газаразмеркавальныя рашоткі, устаноўлены цыклоны, якія дазваляюць ўлоўліваць катализаторную пыл, якую нясе патокам газу.

Дегидрирование бутану ў бутэны з'яўляецца асновай для мадэрнізацыі прамысловых працэсаў атрымання непредельных вуглевадародаў. Акрамя дадзенага ўзаемадзеяння, падобная тэхналогія ўжываецца для атрымання іншых варыянтаў парафінаў. Дегидрирование н-бутану стала асновай вытворчасці ізабутан, н-бутылен, этилбензола.

Паміж тэхналагічнымі працэсамі ёсць некаторыя адрозненні, напрыклад, пры дегидрировании усіх вуглевадародаў шэрагу парафінаў выкарыстоўваюць аналагічныя каталізатары. Аналогія паміж вытворчасцю этилбензола і алефінаў не толькі ва ўжыванні аднаго паскаральніка працэсу, але і ў выкарыстанні аналагічнага абсталявання.

Працягласць выкарыстання каталізатара

Чым характарызуецца дегидрирование бутану? Формула каталізатара, які выкарыстоўваецца для дадзенага працэсу - гэта аксід хрому (3). Яго абложваюць на амфатэрнасць вокісу алюмінія. Для павышэння стабільнасці і выбіральнасці паскаральніка працэсу, яго проимитируют аксідам калію. Пры правільным выкарыстанні сярэдняя працягласць паўнавартаснай працы каталізатара складае год.

Па меры яго эксплуатацыі назіраецца паступовае адклад на сумесі аксідаў цвёрдых злучэнняў. Іх неабходна своечасова выпальваць, выкарыстоўваючы спецыяльныя хімічныя працэсы.

Атручэнне каталізатара адбываецца вадзяным парай. Менавіта на гэтай сумесі каталізатараў адбываецца дегидрирование бутану. Раўнанне рэакцыі разглядаецца ў школе ў курсе арганічнай хіміі.

У выпадку павышэння тэмпературы назіраецца паскарэнне хімічнага працэсу. Але пры гэтым зніжаецца і выбіральнасць працэсу, назіраецца ссяданне на каталізатары пласта коксу. Акрамя таго, у старэйшай школе часта прапануецца такое заданне: напішыце раўнанне рэакцыі дегидрирования бутану, гарэння этану. Асаблівых складанасцяў дадзеныя працэсы не мяркуюць.

Напішыце раўнанне рэакцыі дегидрирования, і вы зразумееце, што дадзеная рэакцыя працякае ў двух взаимообратных напрамках. На адзін літр аб'ёму паскаральніка рэакцыі прыпадае прыкладна 1000 літраў бутану ў газападобным выглядзе за гадзіну, так адбываецца дегидрирование бутану. Рэакцыя злучэння непредельные бутена з вадародам з'яўляецца зваротным працэсам дегидрированию нармальнага бутану. Выхад бутылен ў прамой рэакцыі складае ў сярэднім 50 працэнтаў. З 100 кілаграмаў зыходнага Алкаеў пасля дегидрирования утвараецца каля 90 кілаграмаў бутылен ў тым выпадку, калі працэс ажыццяўляецца пры атмасферным ціску і тэмпературы каля 60 градусаў.

Сыравіну для вытворчасці

Разгледзім падрабязней дегидрирование бутану. Раўнанне працэсу грунтуецца на ўжыванні зыходнага сыравіны (сумесі газаў), якія ўтвараюцца пры нафтаперапрацоўцы. На пачатковым этапе адбываецца дбайная ачыстка бутановой фракцыі ад пентенов і изобутенов, якія перашкаджаюць нармальнаму праходжанню рэакцыі дегидрирования.

Як адбываецца дегидрирование бутану? Раўнанне дадзенага працэсу прадугледжвае некалькі прыступак. Пасля ачысткі адбываецца дегидрирование вычышчаных бутен да бутадыену 1, 3. У канцэнтраце, які змяшчае чатыры вугляродных атама, які атрыманы ў выпадку каталітычнага дегидрирования н-бутану, прысутнічае бутен-1, н-бутан, а таксама бутэны-2.

Правесці ідэальнае падзел сумесі досыць праблематычна. Пры выкарыстанні экстракцыйнага і фракцыйнай перагонкі з растваральнікам можна ажыццявіць падобнае падзел, павысіць эфектыўнасць дадзенага падзелу.

Пры правядзенні фракцыйнай перагонкі на апаратах, якія маюць вялікую раздзяляльную здольнасць, з'яўляецца магчымасць паўнавартаснага аддзялення ад бутена-1 нармальнага бутану, а таксама бутена-2.

З эканамічнага пункту гледжання працэс дегидрирования бутану да непредельных вуглевадародаў лічыцца недарагім вытворчасцю. Падобная тэхналогія дазваляе атрымліваць маторны бензін, а таксама вялікая колькасць разнастайных хімічных прадуктаў.

У асноўным гэты працэс ажыццяўляецца толькі ў тых раёнах, дзе неабходны непредельные алкена, і бутан мае нізкі кошт. Дзякуючы патаннення і ўдасканаленні працэдуры дегидрирования бутану, істотна пашырыліся сферы выкарыстання диолефинов і монолефинов.

Працэдура дегидрирования бутану ажыццяўляецца ў адну альбо дзве стадыі, назіраецца вяртанне непрореагировавшего сыравіны ў рэактар. Упершыню ў Савецкім Саюзе было праведзена дегидрирование бутану ў пласце каталізатара.

Хімічныя ўласцівасці бутану

Акрамя працэсу полімерызацыі, ёсць у бутану рэакцыя гарэння. Этану, пропана, іншых прадстаўнікоў насычаных вуглевадародаў дастаткова ўтрымліваецца ў прыродным газе, таму менавіта ён з'яўляецца сыравінай для ўсіх ператварэнняў, уключаючы і гарэнне.

Ў Бутане вугляродныя атамы знаходзяцца ў sp3-гібрыдным стане, таму ўсе сувязі адзінарныя, простыя. Падобнае будынак (тетраэдрическая форма) абумоўлівае хімічныя ўласцівасці бутану.

Ён не здольны ўступаць у рэакцыі далучэння, для яго характэрны толькі працэсы ізамерызацыі, замяшчэння, дегидрирования.

Замяшчэнне з двухатомные малекуламі галагенаў ажыццяўляецца па радыкальным механізму, прычым для ажыццяўлення дадзенага хімічнага ўзаемадзеяння неабходныя досыць жорсткія ўмовы (ультрафіялетавае апрамяненне). Практычнае значэнне з усіх уласцівасцяў бутану мае яго гарэнне, якое суправаджаецца вылучэннем дастатковай колькасці цеплыні. Акрамя таго, асаблівую цікавасць для вытворчасці ўяўляе і працэс дегидрирования гранічнага вуглевадароду.

спецыфіка дегидрирования

Працэдура дегидрирования бутану выконваецца ў трубчастым рэактары, які мае на нерухомым каталізатары знешні абаграванне. У такім выпадку павышаецца выхад бутылен, спрашчаецца аўтаматыка вытворчасці.

Сярод асноўных пераваг такога працэсу можна вылучыць мінімальны расход каталізатара. Сярод недахопаў адзначаюць істотны расход легіраваных сталей, высокія капіталаўкладанні. Акрамя таго, каталітычная дэгідратацыя бутану мяркуе выкарыстанне істотнага колькасці агрэгатаў, так як яны маюць невысокую прадукцыйнасць.

Вытворчасць мае нізкую прадукцыйнасць, так як частка рэактараў арыентавана на дегидрирование, а другая іх частка грунтуецца на рэгенерацыі. Акрамя таго, мінусам дадзенай тэхналагічнага ланцужка лічаць і шматлікасць супрацоўнікаў на вытворчасці. Трэба памятаць пра тое, што рэакцыя з'яўляецца эндотермической, таму працэс працякае пры падвышанай тэмпературы, у прысутнасці інэртнага рэчывы.

Але ў такой сітуацыі з'яўляецца рызыка ўзнікнення аварый. Гэта магчыма ў тым выпадку, калі парушаюцца ўшчыльнення ў абсталяванні. Паветра, які пранікае ў рэактар, пры змешванні з вуглевадародамі ўтварае выбуханебяспечную сумесь. Для таго каб не дапусціць падобнай сітуацыі, хімічнае раўнавагу ссоўваюць направа шляхам ўнясення ў рэакцыйную сумесь вадзянога пару.

Варыянт аднастадыйная працэсу

Напрыклад, у курсе арганічнай хіміі прапануецца такое заданне: складзіце раўнанне рэакцыі дегидрирования бутану. Для таго каб справіцца з падобнай задачай, досыць успомніць асноўныя хімічныя ўласцівасці вуглевадародаў класа гранічных вуглевадародаў. Прааналізуем асаблівасці атрымання бутадыену шляхам аднастадыйная працэсу дегидрирования бутану.

Батарэя дегидрирования бутану ўключае ў сябе некалькі асобных рэактараў, іх колькасць залежыць ад цыклу працы, а таксама ад аб'ёму секцый. У асноўным у батарэю уключана ад пяці да васьмі рэактараў.

Працэс дегидрирования і зваротнай рэгенерацыі складае 5-9 хвілін, на стадыю прадзьмуху парай сыходзіць ад 5 да 20 хвілін.

Дзякуючы таму што дегидрирование бутану ажыццяўляецца ў бесперапынна рухаецца пласце, працэс з'яўляецца устойлівым. Гэта спрыяе паляпшэнню эксплуатацыйных паказчыкаў вытворчасці, павышае прадукцыйнасць рэактара.

Праводзіцца працэс аднастадыйная дегидрирования н-бутану пры нізкім ціску (да 0,72 Мпа), пры тэмпературы вышэй за тую, што выкарыстоўваецца для вытворчасці, які праводзіцца на алюмохромовом каталізатары.

Так як тэхналогія прадугледжвае выкарыстанне рэактара рэгенератыўнага выгляду, выключана прымяненне вадзянога пару. Акрамя бутадыену ў сумесі утвараюцца бутэны, іх зноўку ўводзяць у рэакцыйную сумесь.

Адна стадыя разлічваецца праз стаўленне Бутан, якія знаходзяцца ў кантактна газе, да іх ліку ў загрузцы рэактара.

Сярод вартасцяў такога спосабу дегидрирования бутану адзначым спрошчаную тэхналагічную схему вытворчасці, паніжэнне расходнага колькасці сыравіны, а таксама памяншэнне выдаткаў электрычнай энергіі на правядзенне працэсу.

Адмоўныя параметры дадзенай тэхналогіі прадстаўлены кароткімі перыядамі кантакту рэагуюць кампанентаў. Каб выправіць праблему патрабуецца складаная аўтаматыка. Нават з улікам падобных праблем аднастадыйная дегидрирование бутану з'яўляецца больш спрыяльным працэсам, чым двухстадийное вытворчасць.

Пры дегидрировании бутану ў адну стадыю, адбываецца падаграванне зыходнага сыравіны да тэмпературы 620 градусаў. Сумесь накіроўваецца ў рэактар, ажыццяўляецца яе непасрэдны кантакт з каталізатарам.

Для стварэння ў рэактарах разрэджання, прымяняюцца вакуум-кампрэсары. Кантактны газ ідзе з рэактара на астуджэнне, далей ён накіроўваецца на падзел. Пасля завяршэння цыкла дегидрирования сыравіну перадаецца ў наступныя рэактары, а з тых, дзе ўжо прайшоў хімічны працэс, выдаляюць шляхам прадзьмуху вуглевадародныя пары. Прадукты эвакуіруюцца, а рэактары зноў выкарыстоўваюцца для дегидрирования бутану.

заключэнне

Асноўны рэакцыяй дегидрирования бутану нармальнага будынка з'яўляецца каталітычныя атрыманне сумесі вадароду і бутен. Акрамя галоўнага працэсу, магчыма наяўнасць мноства пабочных, якія істотна ўскладняюць тэхналагічны ланцужок. Прадукт, які атрымліваюць у выніку дегидрирования, лічыцца каштоўным хімічным сыравінай. Менавіта запатрабаванасць вытворчасці з'яўляецца асноўнай прычынай пошуку новых тэхналагічных ланцужкоў ператварэння вуглевадародаў гранічнага шэрагу ў алкены.