Главная | Обратная связь

Одностадийное дегидрирование.

Одностадийное дегидрирование бутана - процесс, в кот. бутан превращ. в бутадиен в одном реакторе, название дано по технологическому принципу.

Одностадийный процесс дегидрирования алканов имеет очевидные преимущества перед двухстадийным ввиду отсутствия необходимости разделения газовых смесей после каждой стадии и более низких энерго- и капитальных затрат. Впервые процесс был реализ. фирмой "Гудри" (США).

Было установлено, что при дегидрировании бутан-бутиленовых смесей над алюмо-хромовым катализатором в вакууме скорость реакции приблизительно в 25 раз меньше скорости реакции . Тем самым экспериментально подтверждено, что дивинил образуется в основном в рез. последовательной реакции дегидрирования:

Следовательно, при одностадийном дегидрировании протекают те же реакции, что и при двухстадийном.

Для одностадийного процесса применяют алюмохромовые кат-ры. В таблице 11 приведены параметры работы катализаторов одностадийного дегидрирования фирмы Гудри (США) и ДВ-3М (СССР). Водяной пар для снижения парциального Р не используется, процесс проводят под вакуумом.

Таблица 11.Состав катализаторов и параметры процесса одностадийного дегидрирования бутана в бутадиен.

Houdry Catadiene process представляет собой одностадийное дегидрированием н-бутана под вакуумом на неподвижном катализаторе с адиабатическим регенеративным циклом.

При данном способе получения бутадиена используют алюмохромовые катализаторы в форме таблеток, смешанные с инертным материалом-теплоносителем, в качестве которого используют обожженные гранулы оксида алюминия (алунда) цилиндрической формы. Соотношение теплоносителя и катализатора составляет: 3 : 1 по массе, 2:1 по объему.

Реакционный узел дегидрирования состоит из 5-8 адиабатических реакторов, заполненных стационарным слоем кат-ра высотой 0,9-1,2 м.

Рис. 12. Схема Catadiene процесса.

Поток свежего бутана и рецикловой бутан-бутиленовой фракции отправляется в печь, где происходит испарение смеси и её перегрев до 600°С. Полученную смесь попеременно подают в один из реакторов батареи. Дегидрирование проводится при Р=10—25 кПа, начальной температуре около 600°С и конечной температуре (на выходе газа) 585°С. (процесс осуществляют в течении 5 минут). После дегидрирования контактную массу отправляют на охлаждение в скруббер, орошаемый холодным маслом. После скруббера реакционные газы сжимают в турбокомпрессоре до Р=1,2 МПа и отправляют на абсорбцию Сз—С₄-фракции углеводородами С₅ и выше, являющимися побочными продуктами производства. Абсорбент поступает в десорбер, где осуществляется отгонка Сз—С₄-фракции за счет нагрева абсорбента в кипятильнике. После десорбера фракцию Сз—С₄ направляют в депропанизатор. Полученную С₄-фракцию, содержащую 11-13% бутадиена, отправляет на стадию выделения бутадиена, при этом рецикловую бутан-бутиленовую фракцию возвращают на стадию дегидрирования.

В связи со значительными отложениями кокса, кат-р дегидрирования нуждается в регенерации. Каждый реактор после стадии дегидрирования продувают водяным паром при атмосферном давлении для вытеснения УВ в линию контактного газа. После продувки в реактор подают регенерационный воздух с температурой 600—620°С. Регенерацию проводят в течении 5 минут при давлении до 0,15 МПа и температуре 620—630°С. За регенерацией следует стадия перехода, на которой из ректора откачивают воздух, создают вакуум и подают в реактор нагретый малоценный углеводородный газ (абгаз) для восстановления активности кат-ра и дополнительной продувки реактора от кислорода воздуха. Батарея реакторов работает непрерывно: часть реакторов находится в стадии дегидрирования, часть – на регенерации, часть — на продувке паром, часть — на переходной стадии.

Полный цикл работы каждого реактора:

Таблица 12. Условия и параметры процесса одностадийного дегидрирования.

Температура,	565-650
Давление, МПа	0,016
Объемная скорость подачи, ч-1	250-350
Селективность, %(масс.)	50-60
Расход бутана на 1 т бутадиена, т	2,1
Содержание бутадиена в контактном газе,%(масс.)	11-13

В литературе описан усовершенствованный способ технологии получения 1,3-бутадиена одностадийным дегидрированием бутана под вакуумом. Цель способа - увеличить выход продукта.

Предлагается использовать адиабатические проточные реактора, в которых катализатор сформован в несколько слоев с монотонно возрастающим массовым соотношением теплоноситель-катализатор в каждом последующем слое в направлении, встречном потоку.

Согласно результатам экспериментов, такое усовершенств. технологии позволяет увеличить выход бутадиена и повысить стабильность кат-ра.