Скорость реакций при дегидрировании -бутана

В качестве примеров использования статистических методов планирования экспериментов в безградиентных проточных реакторах при изучении кинетики химических реакций можно указать на процесс альдолизации ацетальдегида [27] и процесс дегидрирования бутан-бутиленовых смесей [100]. Необходимо заметить, что в последней работе от регрессионных уравнений скоростей реакций, характеризующих суммарную конверсию каждого из компонентов реакционной смеси, сделан переход к эмпирическим зависимостям другого вида, константы в которых определены методом градиента по данным, рассчитанным из уравнений регрессии. [c.216]

В реактор на дегидрирование до бутенов поступает 12 000 м н-бутана в час при объемной скорости 520 ч (в расчете па газообразный н-бутан). Процесс проводят при 595 °С, константа скорости описывается уравнением, приведенным в задаче 45. Определить вместимость реактора, время пребывания веществ реакционной зоне и константу скорости реакции. [c.23]

На рис. 47 показана схема агрегата для дегидрирования н-бутана в кипящем слое пылевидного катализатора. Агрегат состоит из двух аппаратов—реактора 1 и регенератора 2. Предварительно нагретый бутан поступает под распределительную решетку 3 со скоростью, при которой катализатор поддерживается в псев-доожиженном состоянии. Газообразные продукты реакции удаляются через циклоны, где газы отделяются от увлекаемых ими частиц катализатора и затем направляются на разделение. Непрореагировавший н-бутан возвращают в производственный цикл. [c.143]

Так как для расщепления связи С—Н необходимо затратить на 63—83 кДж/моль больше, чем для расщепления связи С—С, то при высоких температурах обычно происходит разрыв углеводородной цепи. Поэтому только для низкомолекулярных углеводородов (в основном для этана) чисто термическое воздействие приводит главным образом к дегидрированию. Для высокомолекулярных — преобладают реакции крекинга. Так, например, затраты энергии (в кДж/моль) для расщепления в бутанах связей составляют С—С—209,5 перв-С—Н = = 365,8 втор-С—Н=360,3 трег-С—Н = 347,8. Поэтому реакция дегидрирования будет иметь второстепенное значение. Для подавления реакции разложения и изомеризации и увеличения выхода бутенов применяют катализатор. В результате этого процесс дегидрирования протекает при более низких температурах, при которых скорость распада мала. Промышленное значение имеют процессы дегидрирования (в присутствии катализаторов) бутана до бутенов и далее до бутадиена (или одноступенчатое дегидрирование бутана до бутадиена), дегидрирование высокомолекулярных парафинов с целью получения высших а-олефинов и алкилароматических углеводородов. [c.97]

Технологическая схема дегидрирования н-бутана представлена на рис. 3.6. Свежий и циркулирующий н-бутан предварительно смешивают. Эта шихта в аппарате 1, заполненном хлоридом кальция, осушается до остаточного содержания влаги 0,01—0,0001%. Осушенная жидкая шихта проходит испаритель 2, перегреватель 3 и закалочные змеевики 7 реактора 8, после чего пары шихты поступают в змеевики печи 4. Перегретые пары при 550 °С поступают в реактор под распределительную решетку, создавая псевдоожиженный слой катализатора, в котором происходит эндотермическая реакция дегидрирования н-бутана. Процесс осуществляют при 570—600 °С, 1,5 МПа и объемной скорости подачи сырья 90 ч . Степень превращения н-бутана составляет 46%, а суммарный выход бутенов [c.101]

Свежий и рециркулирующий н-бутан в жидком виде поступают в осушитель 1, заполненный адсорбентом (АЬОз, цеолиты), и затем в испаритель 2. Образовавшиеся пары подогреваются в трубчатой печи 3, имеющей конвективную и радиантную секции, до 540—550 °С и поступают под распределительную решетку реактора 4 на дегидрирование. В нем имеется несколько провальных тарелок, которые делят реакционный объем на секции, препятствуя смешению и струйному потоку газов. Регенерированный катализатор подают на верхнюю распределительную решетку, и следовательно, псевдоожиженный слой катализатора и реакционные газы движутся противотоком друг к другу, что создает наиболее благоприятный режим процесса (более горячий катализатор контактирует с частично прореагировавшей смесью и наоборот, чем достигается выравнивание скоростей реакции по всему объему). В верхней части реактора имеется закалочный змеевик, где реакционные газы охлаждаются н-бутаном, идущим на дегидрирование. Благодаря этому температура газов быстро снижается до 450—500°С и предотвращается их дальнейшее разложение. В циклонах, установленных на верху реактора, из газов улавливают захваченный ими катализатор, который возвращают по трубе в слой катализатора. Тепло горячих газов, выделяющихся при дегидрировании, используют в котле-утилизаторе 9 для получения водяного пара. Затем их дополнительно охлаждают в скруббере 10 циркулирующей через холодильник И водой, которая улавливает катализаторную пыль, прошедшую через циклоны. [c.586]

Изучение этого вопроса на примере дегидрирования бутан-бу-тиленовых смесей показало, что важное значение имеет время контакта реагирующих веществ с катализатором или, что то же самое, объемная скорость. С изменением ее требующиеся для реакции и выделяющиеся при сгорании кокса количества тепла изменяются по разным законам (рис. III. 16). Оптимальной будет объемная скорость, при которой оба эффекта равны. [c.91]

Таким образом, эксперименты показали, что практически осуществимо получение -бутиленов из бутан-бутиленовой фракции путем ее селективной полимеризации. При этом при температуре 150—155°, давлении 56—60 ат, объемной скорости 33 объема сырья на 1 объем катализатора и работе на двух реакторах, из которых первый заполнен катализатором низкой активности, а второй — катализатором высокой активности, можно обеспечить полимеризацию 85—90% изобутиленов. Нормальные бутилены при этом будут вовлечены в реакцию лишь на 10—15%, т. е. в основной своей массе они сохранятся и смогут быть использованы в качестве сырья, поступающего непосредственно на вторую ступень дегидрирования для производства дивинила. [c.180]

Методика, подробно описанная в работе [10], выбрана так, чтобы из результатов одной серии опытов можно было найти уравнение скорости дегидрирования бутана (с учетом обратной реакции) и скорости крекинга (с образованием легких углеводородов) [10]. Скорость углеотложения исследовали отдельно [10, 168]. Использовали катализатор К-5 производства Опытного завода НИИМСК с размером частиц около 0,7 мм и удельной поверхностью около 50 м г и н-бутан нефтяного происхождения чистотой 99,2—99,6%. [c.70]

Дегидрирование смеси бутан — бутен имеет особое значение. В этой реакции с высоким выходом получается бутадиен. Было бы весьма целесообразно изучить роль бутана в реакции, механизм образования бутадиена из бутана и бутена, механизм образования двуокиси углерода в ходе реакции, а также определить соотношение скоростей дегидрирования бутана и бутена. [c.170]

Рис. 7. Степень превращения бутанов при каталитическом дегидрировании (при 565° и объемной скорости 2000 час ) в зависимости от времени реакции [23].

Другие уравнения. Укажем еще на несколько исследований по кинетике дегидрирования н-бутана, в которых реакция изучалась в дифференциальных микрореакторах и глубина дегидрирования не превышала нескольких процентов. В работе [192] указывается на первый порядок уравнения скорости, а = 31 АООкал/моль (катализатор 20% СгзОз на окиси алюминия, удельная поверхность 55 м /г). В другой работе [193] показано, что порядок уравнения скорости реакции по бутану 0,75 (промышленный катализатор, СгаОд — 20,9, СгОз — 2,34, НззО — 0,46%). Интересно, что при использовании уравнения Хоугена — Ватсона были получены и более низкие значения энергии активации по сравнению с указанными в табл. 22, например величина Е = 23232 кал моль [194]. Таким образом, в большинстве работ величина кажущейся энергии активации выше 30 ккал/моль. [c.59]

Изучение дегидрирования смеси бутана с бутиленом, меченым радиоактивным углеродом показало, что при 550 °С доля бутана в образовании кокса составляет не более 25 %. При анализе СО2, образующемся при дегидрировании той же смеси на окисно-хромовом катализаторе в присутствии водяного пара, было найдено, что 96 % СО2, а следовательно, и кокса образуется из бутилена и бутадиена, причем 90 % СОа образуется из бутадиена. Константы скорости образования СО2 из бутадиена, бутилена и бутана относятся как 60 4 1. Содержание кокса на алюмохромо-вом катализаторе при дегидрировании бутана достигает примерно 1 % (масс.) за 20—25 мин при 570 °С. Прибавление всего 8 % бутилена к бутану повышает углеобразование на 50 % по сравнению с таковым при дегидрировании чистого бутана. Близкие закономерности коксообразования наблюдаются и в ходе реакции дегидрирования изоамиленов в изопрен. Эти данные наглядно показывают, что наибольшей склонностью к переходу в кокс обладают ненасыщенные, в основном диеновые углеводороды. [c.94]

Путем применения селективных катализаторов (Мо, V) при 500—700° можно повысить скорость дегидрирования бутана настолько, что на долю побочных реакций остается всего 20%. Равновесие при этом не достигается, так как это связано с большой про-долнштельностью нагрева реагентов и усилением побочных и вторичных реакций. По этой же причине не применяются температуры выше 700° С. За один проход разлагается около 30% бутана, и концентрация бутиленов в газе, выходящем из реактора, составляет 20—25%. По мере пропускания бутана над катализатором, последний покрывается коксом и постепенно теряет активность. Периодически кокс должен выжигаться продуванием воздуха, после чего активность катализатора восстанавливается. Таким образом, для непрерывного проведения процесса требуются два реактора, в одном из которых нроисход11т дегидрирование, а в другом — регенерация катализатора. Газообразные продукты реакции содержат бутан, бутилены, водород и небольшие количества метана, этана, пропана, проиилена и др. [c.315]

А. А. Баландин с сотрудниками [78] установил, что при дегидрировании бутан-бутиленовых смесей над алюмо-хромовым катализатором в вакууме скорость реакции н-С,,Н (, -> С4Н(, + 2Н2 приблизительно в 25 раз меньше скорости реакции Н-С4Н8 С4Нв -Ь Нд. Тем самым экспериментально подтверждено, что дивинил образуется в основном в результате последовательной реакции [c.24]

Процесс проводят пр ч 550—575° и 3—10 ата с объемной скоростью, обеспечивающей степень i ревращения около 22% за один проход. Катализатор помещают внутри 1рубок конвертора, нагреваемого рециркулирующими топочными газами. В процессе дегидрирования на катализаторе быстро о глагается уголь, а поэтому необходимо работать на двух параллельно соединенных реакторах, в которых попеременно чередуются рабочий цикл и цикл регенерации катализатора. Последний регенерируют выжиганием угля кислородом воздуха. Рабочий цикл и цикл регенерации занимают По 1 часу. Требования к материалу трубок реактора очень жесткие они бывают удовлетворены применением высоколегированных хромонииелевых сталей (27% хрома и 8% никеля). Выход бутиленов, считая на превращенный бутан, равняется 85% потери бутана при реакции почти поровну распределяются на образование более легких углеводородов и на отложение угля. [c.132]

Большой вклад в изучение механизма и кинетики каталитического дегидрирования органических соединений внесли работы А. А. Баландина и его школы. На основе принципов мультиплетной теории катализа он разработал механизм реакции дегидрирования [129, 130], предложил общее уравнение скорости дегидрирования органических соединений [131, 132], детально исследовал скорость дегидрирования н-бутилена на хромовом и смешанном окисном катализаторах [100, 133—135], получил общие зависимости по дегидрированию н-бутана [136], исследовал дегидрирование бутан-бутиленовых смесей [137—139], определил последовательность реакций пои дегидрировании н-бутана до бутадиена [78]. [c.55]

Процесс дегидрирования бутан-бутиленовых смесей в вакууме изучен значительно подробнее, чем процесс дегидрирования изо-пентан-изоамиленовых смесей. Общие закономерности процесса на одном из алюмо-хромовых катализаторов (№ 177) изложены в работах [10, 161], а скорость реакций — в работе [271]. [c.131]

Скорость окисления бутадиена с образованием кислородсодержащих продуктов на этом катализаторе равна примерно скорости окисления С4Н8-1 скорость реакции Н-С4Н8 СОд равна также примерно /2o скорости горения бутадиена. Установлено, что бутан совершенно инертен при условиях окислительного дегидрирования лишь небольшая часть его превращается в СО2 + СО. [c.210]

Этот способ дегидрирования отличается тем, что все необходимое для реакции тепло подводится с циркулирующим катализатором, температура которого максимальна на входе и минимальна на выходе. В реакторе данного типа созданы самые благоприятные условия для дегидрирования н-бутана. Исходный н-бутан встречается с зауглероженным и охлажденным катализатором. Поэтому реакции крекинга, которые могут протекать на угле при достаточно высоких температурах, идут крайне медленно, а реакция дегидрирования проходит с приемлемой скоростью, так как состав продуктов в нижней части реактора далек от равновесного. В верхней части реактора газ, близкий по составу к равновесному, встречается с нагретым и активным катализатором, и это способствует более глубокому протеканию реакции. [c.71]

Дальнейшее повышение температуры вызывает реакции крекинга алкенов. Если при деполимеризации распад молекул на две части происходит, повидимому, по правилу двойной связи, то при крекииге может разорваться любая связь независимо от положения двойной связи. Крекинг сопровождается реакциями перераспределения водорода, в результате которых, с одной стороны, получаются легкие продукты насыщенного характера, с другой — на катализаторе образуются коксовые отложения как продукт реакций глубокой конденсации исходных и промежуточных продуктов. Другой источник водорода при каталитическом крекинге алкенов — реакции циклизации алкенов и дегидрирования цикленов, приводящие к образованию ароматических углеводородов. Реакциям насыщения ненредельных благоприятствуют умеренные температуры (до 400° С) и относительно длительное время контакта продукта с катализатором. Скорость насыщения зависит от структуры алкена иапример, изобутен превращается в изо-бутан в 7 раз быстрее, чем нормальный бутен в нормальный бутан. [c.208]

Обнаружение этой новой реакции оказалось возможным благодаря нримененню метода меченых атомов. Нам удалось показать, что в условиях, когда равновесие реакции бутан бутилен сдвинуто почти целиком в сторону бутилена, скорость гидрирования б тилена равна скорости дегидрирования бутана. Это кажущееся противоречие законам термодинамики легко объясняется реакцией перехода водорода от бутана к бутилену такая реакция термодинамически возможна, так как началь- [c.215]

Подобные результаты получены с сульфидом кобальта, который неактивен в отношении гидрирования бутадиена-1,3 в смеси с водородом [30], но ведет эту реакцию, когда атомный, водород образуется в ходе дегидрирования циклогексадиена при 513 К [31]. В смеси бутадиена, циклогексадиеиа-1,4 и дейтерия (1 1 1) основное количество бутадиена и образующихся бутенов не дейтерированы. Следовательно, бутадиен гидрируется только протием, выдсл ющимся ири дегидрировании циклогексадиена. Бутан не образуется, высока селективность гидрирования одной двойной связи бутадиена. Скорости превращений циклогексадиена-1,4 в циклогексан и циклогексадиен-1,3 уменьшаются ири введении бутадиена сильнее, чем скорость образования бензола. В этих условиях не выполняется стехиометриче-ское уравнение (1) бензола получается в 1,5—2 раза больше, чем циклогексена, что было объяснено адсорбционной конкуренцией бензола и циклогексадиена, т. е. так же, как в работе [9]. [c.104]

Дегидрирование н-бутана в реакторе с движуи имся слоем шарикового катализатора без внешнего обогрева) было осуществлено в полупромышленных масштабах. Аппаратурное оформление этого процесса аналогично оформлению процесса каталитического крекинга на движущемся шариковом катализаторе и отличается от него системой транспорта катализатора. Учитывая более низкую прочность алюмохромового катализатора по сравнению с алюмосиликатным вместо пневмотранспорта было предложено использовать ковшевой элеватор. В этом процессе дегидрирование и регенерация катализатора проводятся в двух разных аппаратах — реакторе и регенераторе, а тепло реакции подводится путем прямого контакта с циркулирующим горячим катализатором. При температуре контрактного газа на выходе из реактора 520—600 °С и объемной скорости подачи сырья 170—180 ч (в расчете на пары при нормальных условиях) выход н-бутенов составил до 38% на пропущенный н-бутан при селективности более 80%. [c.135]

Исходный бутан очищали серной кислотой, бутен аммиачным раствором хлорида меди. Бутан был 99,5%-ной чистоты и бутен 98,5—98,8%. Меченые вещества синтезировали, как описано в [14—19]. Бутан, меченный в положение 4, синтезировали из ме-тилиодида и бромистого аллила. Меченый бутан приготовляли из меченого бутена гидрированием на никелевом катализаторе, а меченый бутадиен дегидрированием меченого бутена. Удельные активности всех веществ равнялись 6—8 мккюри молъ. В реакции использовали 2 мл катализатора. Температура 635° С, скорость подачи смеси 1000— 5000 (литр смеси) (литр катализатора) (час) , что соответствовало времени контакта от 0,77 до 3,6 сек. [c.171]

При реакции серы со смесью низших алканов i—Сз при 450—650°С и 6—12 атм [5, 17] образуются сероводород и сероуглерод. При нагревании низших алканов с серой выше 220°С начинается дегидрирование их с выделением сероводорода. Проведение этого процесса в определенных условиях дает возможность остановить его на стадии образования олефина. Реакция серы с алканами по углеводороду имеет первый порядок, ее скорость не зависит от давления паров серы, но при переходе от этана к -бутану увеличивается в 400 раз, а для углеводородов изо-строения возрастает еще больше [18]. Продуктами реакции являются олефины, содержащие то же самое число атомов углерода. Этан дегидрируется серой не только в этилен, но при более высоком соотношении S 2He и в ацетилен [19]. [c.48]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология