В.3.Одностадийное дегидрирование н-бутана в бутадиен по м-ду Гудри.

Химизм процесса. Катализаторы и технологические основы метода. Блок-схема процесса.

Одностадийное дегидрирование парафинов в диен При одностадийном про­цессе протекают две обратимые последовательные стадии де­гидрирования:

В основе процесса лежит тот факт, что при пониженном давлении равновесие р-и дегидрирования сдвинуто в сторону образования бутадиена

п С4Н10---п С4Н8 ---С4Н6

Т-600 Атм-6% БД

0,016 Мпа-27% БД

Разработал Гудри-вакуумное дегидр-е, т.к. проводится при пониженном Р. Кат-р алюмохромовый. Образуется еще значительное количество бутенов, которое возвращается в процесс. Очень важно, чтобы сод-е бутенов в Конт.газе было меньше их содержания в смеси, поступ-й на дегидрирование. В противном случае дегидрированию будут подвергатся н-бутены и не удастся обеспечить одностадийность процесса

Равновесный состав этой системы зависит от температуры и давления. при повышении температуры равновесная концентрация н-бутана резко падает, содержание н-бутенов проходит через максимум, а количество бутадиена-1,3 растет, но не столь зачительно, ввиду одновременного образо­вания водорода на обеих стадиях. Эти данные показывают, что для одностадийного процесса следует выбирать более высокую температуру, чем на первой стадии дегидрирования парафинов, и пониженное парциальное давление реагентов. Кроме того, требуется катализатор, который соответствующим образом уско­рял бы обе реакции дегидрирования (например, алюмохромо-вый). Поскольку при работе с этим катализатором нельзя ис­пользовать водяной пар в качестве разбавителя, был разрабо­тан процесс, идущий при пониженном давлении (0,015— 0,02 МПа) и температуре 580—600°С (средняя между опти­мальными для первой и второй стадии дегидрирования пара­финов). Из-за применения вакуума реакторы с движущимся катализа­тором оказались непригодными для одностадийного процесса. Сильное отложение кокса и необходимость частой регенерации контакта обу­словили использование регенера­тивной системы Гудри.

19,9% бутана, селективность-55,5% БД.

Нед-ки:

Короткий цикл регенерации, низкий выход БД за проход.

Достоинства:

Упрощенная схема, низкие расходы по сырью, уменьшение энергозатрат.

Блок-схема 1 стад.дегидрир

Свет, фр-я бутан- дегидрир-конт.газ-разделение конт.газа (Н2,С1-С3, С5 и выше) – С4 фр-я УВ – выделение БД экстр.ректиф.- бутан-бутен-я фря на дегидр-е

Реакционный узел при одностадийном процессе включает ряд блоков, состоящих из 5—8 горизонтальных реак­торов со стационарным слоем катализатора. Каждый реактор работает периодически, по регенеративному принципу использо­вания тепла. В период выжигания кокса и регенерации ката­лизатора последний разогревается до 600°С. Затем следуют эвакуация газов сгорания при помощи вакуума (1,5—2 мин) и дегидрирование, когда тепло насадки используется для прове­дения эндотермического процесса и она охлаждается до мини­мально допустимой температуры (580°С). После этого реактор продувают перегретым водяным паром для вытеснения углево­дородов (1,5—2 мин) и вновь проводят регенерацию катали­затора. Чтобы охлаждение в период дегидрирования происхо­дило не слишком быстро, к катализатору добавляют гранулы прокаленного глинозема, играющего роль аккумулятора тепла. Но и в этом случае стадии дегидрирования и регенерации длят­ся всего по 5—9 мин с общей длительностью цикла работы реактора 15—20 мин. Все переключения потоков проводятся автоматически и благодаря наличию в блоке 5—8 реакторов создается непрерывный и постоянный поток исходных веществ и получаемых продуктов.

Степень конверсии исходного сырья составляет 20—30 % при селективности «.55%. Контактный газ содержит «11 % (масс.) бутадиена-1,3 и 25—30% (масс.) бутенов. Из-за проведения обеих стадий дегидрирования не в оптимальных для них усло­виях селективность меньше, чем при двухстадийиом процессе, но это компенсируется снижением капиталовложений и энерге­тических затрат благодаря сокращению некоторых стадий производства.

Дата добавления: 2015-08-17