ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Промышленные способы дегидрирования бутана и бутилена из "Теоретические основы получения бутадиена и изопрена методами дегидрирования" В промышленности пока используются три технологических варианта получения бутадиена дегидрированием углеводородов С4 [101. [c.6] При наличии больших ресурсов к-бутилена, извлекаемого из нефтезаводских газов, становится возможным производить бутадиен дегидрированием бутилена, т. е. использовать только вторую стадию описанного процесса. В США дегидрированием бутилена производится примерно половина всего вырабатываемого бутадиена [8]. Избирательность процесса дегидрирования на некоторых катализаторах превышает 90%. [c.7] В США и в странах Западной Европы используется одностадийный способ дегидрирования бутана до бутадиена по Гудри. В США таким путем производится около трети всего бутадиена [8]. По способу Гудри дегидрированию подвергается бутан-бутиленовая смесь в отношении 60 40 при давлении около 125 мм рт. ст. ( 1,66 10 н м ) и температуре 600° С в периодических реакторах с неподвижным слоем катализатора без внешнего теплообмена. Длительность дегидрирования 7—10 мин и примерно такова же продолжительность регенерации катализатора (выжигание отложившегося кокса продуванием воздуха). [c.7] За счет выделяющегося при регенерации тепла катализатор, смешанный с инертным гранулированным материалом, разогревается, а при дегидрировании — охлаждается. Колебания температуры в течение цикла составляют не более 28° С. Технологический режим (в том числе и продолжительность каждого периода) подбирается таким образом, чтобы количество тепла при регенерации несколько превышало тепло, затрачиваемое при дегидрировании [10]. Из продуктов дегидрирования выделяются бутадиен и бутан-бутиленовая смесь, направляемая далее в рецикл с добавлением в нее исходного бутана. Выход бутадиена составляет до 14 вес.% на пропущенный и 54 вес% — на разложенный бутан [10]. [c.7] В настоящее время считается, что наиболее экономичным способом дегидрирования является так называемое окислительное дегидрирование. Известно несколько вариантов такого дегидрирования. [c.7] Принципиальная отличительная особенность окислительного дегидрирования заключается в том, что равновесие реакции практически полностью смещено вправо это позволяет проводить процесс при относительно низких температурах (480° С). В некоторых работах [13—15] подтверждена возможность достижения выходов бутадиена до 70% при избирательности порядка 90%. При использовании окислительного дегидрирования на висмут-молибденовом катализаторе вместо обычного дегидрирования (на самом лучшем катализаторе КНФ) себестоимость бутадиена, получаемого из бутана, снижается на 25% [16]. Однако процесс окислительного дегидрирования н-бутилена протекает достаточно эффективно и на катализаторах обычного дегидрирования, например на катализаторах К-16 [17] и хром-кальций-никель-фосфатном [18]. [c.8] Таким образом, процесс в целом можно рассматривать как окислительное дегидрирование. [c.8] При использовании окислов марганца в качестве поглотителей (акцепторов) иодистого водорода выход бутадиена достигает в лабораторных условиях 50, а избирательность — 80% [20—22]. Близкие показатели достигнуты на опытных установках при использовании других поглотителей HI [16]. Расчетная себестоимость бутадиена по этому способу примерно на 50, а капитальные вложения на 26% ниже, чем при двухстадийном дегидрировании [161. [c.8] Все описанные выше способы получения бутадиена (за исключением способа С. В. Лебедева и из ацетилена через бутиленгликоль) являются общими и для получения изопрена. Приведенные характеристики процессов справедливы в общем и для получения изопрена с той лишь разницей, что выходы изопрена и избирательность в сравниваемых процессах несколько ниже (причины будут подробно проанализированы в соответствующих главах). [c.9] Это — наиболее сложная и потому тщательно изученная [29, 30, 32—34] стадия. Согласно работам [28, 30], скорость и избирательность процесса пиролиза 2-метилпентена-2 повышаются в присутствии гомогенного катализатора, например НВг. Процесс обычно проводится при атмосферном давлении, температуре 650—750° С и разбавлении димера водяным паром соотношение НВг СвНх около 0,06. Конверсия димера за проход в пределах 30—78%, а избирательность около 33—43%. [c.9] Производство изопрена из пропилена в промышленном масштабе осуществлено в США [35]. [c.9] Аналогичный процесс с близкими показателями был разработан и во Франции [37]. [c.10] Наиболее сложная вторая стадия. В. Ф. Кучерову удалось найти более эффективный путь ее проведения. Этот способ получения изопрена в промышленном масштабе пока не реализован, хотя, по частным сообщениям, в Италии имелась укрупненная опытная установка. [c.10] Производство бутадиена увеличивается в основном за счет бутадиена, извлекаемого из газов пиролиза. [c.11] Изопрен. Мировое производство изопрена растет более быстрыми темпами, о чем можно судить по увеличению производства полиизо-пренового каучука. Так, в США в 1960 г. получено около 1500 т такого каучука [43 ], к 1966 г. производство возросло до 50,8 тыс.т а к 1970 г.—до 152,4 тыс. т [40]. При оценках объема выпуска изопрена следует еще учитывать, что некоторая часть его потребляется на производство бутилкаучука. В Западной Европе промышленное производство изопрена осуществлено в Голландии [40] из углеводородов С5. Можно считать, что в настоящее время объем производства изопрена составляет примерно десятую часть производства бутадиена. [c.11] Есть основания предполагать, что при использовании окислительных методов дегидрирования в результате существенного снижения за счет этого стоимости бутадиена область его применения расширится. [c.12] Вернуться к основной статье