ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Выделение изопрена из фракции С3 продуктов пиролиза из "Производство сырья для нефтехимических синтезов" В книге [13] делается вывод, что потребность в изопрене, как основе для каучуков общего назначения, будет неуклонно возрастать, и при ограниченности ресурсов изопентана удовлетворить ее можно только при использовании всех видов сырья и всех методов синтеза, создания новых производств (как на основе освоенных методов, так и на основе методов, находящихся в стадии опытной разработки). Однако данные по промышленности СК говорят о том, что для СССР, обладающего значительными ресурсами изобутана и пептанов, основными процессами получения изопрена на XI и XII пятилетки останутся дегидрирование изопентана и синтез из изобутена и формальдегида. Намечаются дальнейшее использование более активных катализаторов и различные усовершенствования этих процессов. Возможно, изопентены будут выделять из узких фракций нефтепереработки и проводить дегидрирование изопентана в изопрен. Кроме того, широкое развитие получает выделение изопрена из фракции s продуктов пиролиза. [c.156] В Советском Союзе в крупных промышленных масштабах были созданы отечественные способы получения изопрена в 1964 г. было освоено получение изопрена из изобутена и формальдегида, а в 1968 г. разработан метод двухстадийного дегидрирования изопентана (рис. П1.13). [c.157] Аппаратурное оформление первой стадии этого процесса аналогично первой стадии дегидрирования н-бутана дегидрирование и регенерацию катализатора осуществляют в двух самостоятельных аппаратах с псевдоожиженным слоем катализатора, транспортируемого между ними. В процессе достигнут 28— 30%-ный выход изопентенов (считая на пропущенное сырье) при 66—70%-ной селективности. [c.158] Вторую стадию — дегидрирование изопентенов в изопрен — осуществляют на стационарном слое хром-кальций-никельфос-фатного катализатора при 650—630 °С, объемной скорости подачи сырья 150—220 ч и мольном соотношении сырье водяной пар, равном 1 20. При этом достигается примерно 337о-ный выход изопрена (считая на пропущенные изопентены). [c.158] Выделение и очистка изопрена включают стадии экстрактивной ректификации, отгонки пиперилена, очистки от циклопентадиена, карбонильных и аминосоединений, гидрирования ацетиленовых соединений или очистку от них с помощью триизобу-тилалюминия. [c.158] Схема двухступенчатого дегидрирования изопентана в изопрен включает не только две системы сложного и энергоемкого оборудования дегидрирования, но и многоколонные установки разделения контактного газа, а также узлы выделения и очистки целевых продуктов. За рубежом нет промышленных процессов получения изопрена из изопентана. Однако существующие там установки дегидрирования изопентенов на стационарном слое катализатора по методам фирм Dow и Shell по техническим и экономическим показателям не превосходят отечественный процесс — вторую стадию дегидрирования в двухстадийном процессе. [c.158] В СССР на полузаводской установке отработан процесс одностадийного дегидрирования изопентана в вакууме в лабораторном масштабе исследован процесс дегидрирования изопентана в присутствии водяного пара и водорода в лабораторном и опытном масштабе опробован процесс окислительного дегидрирования изопентенов на стационарном слое катализатора есть также лабораторные установки окислительного дегидрирования изопентенов в присутствии иода и бариевого акцептора. Проводят экономическую оценку этих и ряда других модификаций процессов, отрабатывают процессы по полной технологической схеме, совершенствуют конструкции реакторов. [c.159] За рубежом процесс одностадийного дегидрирования изо-пентанов в вакууме отработан на пилотной установке фирмы Gudri. Процесс осуществляют при 550—650 °С и 0,02—0,03 МПа в реакторах со стационарным слоем таблетированного алюмо-хромового катализатора, смешанного с инертным теплоносителем высокой теплоемкости. Из-за нехватки сырья и высоких эксплуатационных затрат фирма Gudri в 1978 г. законсервировала одну установку получения изопрена, после того как в 1977 г. была полностью прекращена работа другой установки. [c.159] Выделение изопентенов из смеси углеводородов С5 физическими методами затруднено из-за близости температур кипения и склонности этих углеводородов к образованию азеотропных смесей. [c.159] По одной из схем, разработанной в СССР, предусматривают извлечение изопентенов из пентан-пентеновой фракции 65%-ной серной кислотой и изомеризацию оставшихся н-пентенов в изопентены. По этой схеме выход изопентенов от суммы пентенов в сырье составляет 70%, что значительно превосходит выходы по методу фирмы 51пк1ег. [c.160] Для извлечения изопентенов предложен также процесс ал-килирования фенола пентенами в присутствии Н2504 или КУ-1 и КУ-2. При этом в реакцию вступают только третичные изопентены. Последующее деалкилирование обеспечивает получение чистых изопентенов. В БашНИИ НП предложен метод извлечения изопентенов, названный Подамен [23] и основанный на димеризации изопентенов, содержащихся во фракциях С5, с последующей деполимеризацией димера в мономер. В табл. П1.2 приводятся сравнительные показатели [23] извлечения изопентенов описанными методами. [c.160] В связи с возросшими требованиями к качеству сырья, обеспечивающими получение конечного продукта заданного строения, интересен процесс получения изопентенов сополимеризацией этилена и пропилена. Этот процесс состоит из двух основных стадий [25—27] взаимодействия пропилена с триэтилалюминием с целью получения изопентильных радикалов и взаимодействия этилена с продуктами, образующимися на первой стадии для синтеза изопентенов (в основном 2-метилбутена-1) (рис. III.14). Суммарный выход метилбутенов достигает 90% (масс.), причем основным продуктом является 2-метилбу-тен-1 — его содержание в конечном продукте достигает 97%. Особенность приведенной схемы — применение стационарного катализатора на второй стадии. Недостатками схемы являются высокая кратность циркуляции триэтилалюминия и наличие двух реакторов, работающих в разных условиях. [c.161] В реактор 1 (рис. П1.15) [30] вводят смесь бутенов и при 450 °С и 0,21 МПа осуществляют процесс диспропорционирования. Поток из реактора направляют в ректификационную колонну 3, откуда олефины Сз—С4 возвращают в реактор. Олефины Сб—Сз, отводимые из куба колонны, смешивают с этиленом и направляют в реактор 2, где при тех же условиях осуществляют совместное диспропорционирование высших олефинов с этиленом. Получаемые в качестве целевого продукта олефины С5 с 90% (масс.) изопентена направляют на дегидрирование в изопрен. [c.162] В Советском Союзе кроме процессов дегидрирования изопентана и изопентенов значительное количество изопрена получают методом конденсации изобутена с формальдегидом [19]. Внедрение этого процесса в 1964 г. расширило сырьевую базу мономеров для СК за счет изобутановой фракции. [c.162] Изопрен -ректификат Рис. 111.16. Поточная схема получения изопрена из изобутана. [c.163] Эта реакция также сопровождается получением многочисленных побочных продуктов. [c.164] Масляный слой нейтрализуют щелочью [1—3% (масс.)] в -колонне 4 и подвергают ректификации в колоннах 5, 6, 7, 8 и. 9.. Диметилдиоксан получают чистотой до 98% (масс.) при выходе 80—83% в расчете на формальдегид (66—68% в расчете на изобутен). [c.164] И триметилкарбинола раствор подвергают ректификации. В колонне 4 получают дистиллят — слабый раствор формальдегида, который в колонне 5 доводят до 35%-ной концентрации, после чего возвращают на конденсацию. [c.165] Разложение 4,4-диметилдиоксана-1,3 (рис. 111.19) осуществляют при 370—390 °С на фосфатном катализаторе при непрерывной подпитке фосфорной кислотой. Смесь диметилдиоксана и водяного пара перегревают за счет теплообмена с контактным газом и дымовыми газами и подают в реактор полочного типа. В каждую секцию аппарата поступает перегретый до 700 °С водяной пар. Продолжительность реакции 3 ч после этого за 3 ч регенерируют катализатор (выжигают кокс воздухом при 400°С). Выход изопрена составляет 82,5%) (масс.). [c.165] Вернуться к основной статье