Эндотермическая реакция - дегидрирование
Cтраница 3
Новая реакция гидрокрекинга представляет собой экзотермический процесс, потребляющий часть водорода, выделяющегося при дегидрировании. Другая часть водорода поставляет тепло, необходимое для эндотермической реакции дегидрирования. Гидрокрекинг - очень сложный процесс, при котором происходят одновременно крекинг, изомеризация и гидрирование; в результате получаются практически одни насыщенные углеводороды. [31]
Уравнение позволяет оценить максимальную разность температур между центром зерна катализатора и его поверхностью. Используя этот метод, Прейтер провел расчет для эндотермической реакции дегидрирования циклогексана ( ЛЯ 52, 54 ккал / моль), которая осуществлялась на промышленном катализаторе при 400 С, и показал, что температура в центре зерна может быть ниже температуры поверхности, по крайней мере, на 53 С. Шилсон и Амандсон [32] развили эту теорию применительно к сферическому зерну и определили его температуру как функцию координат: они показали, что повышение температуры для экзотермических реакций может составлять до 60 С. [32]
Рассмотрены термодинамика и кинетика циклического процесса дегидрирования в адиабатическом режиме, а также возможности промышленного производства алкенов и диенов при помощи этого процесса. Важнейшей особенностью процесса является приблизительное равенство количеств тепла, расходуемого на эндотермическую реакцию дегидрирования, и выделяющегося при сгорании кокса. Усовершенствование алюмохромовых катализаторов позволяет достигнуть сравнительно высокой избирательности; срок службы современных катализаторов превышает 1 год. Особенно важное значение имеет дегидрирование бутана; приведенные выходы для двух вариантов работы ( с получением одного только бутадиена и смеси бутадиена и бутиленов) полностью подтверждаются опытом работы промышленных установок. Полузаводскими испытаниями доказана широкая применимость описываемого процесса для избирательного получения других алкенов из легких алканов, например фракций С3 и С8, для удовлетворения растущей потребности нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности в этих полупродуктах. [33]
Фракция С4 после прохождения бутан-бутеновой смеси через печь содержит 8 - 12 % бутадиена. В этом процессе представляет интерес решение вопроса о подводе тепла, необходимого для эндотермической реакции дегидрирования. Подвод тепла при помощи перегретого водяного пара здесь невозможен, так как устойчивый против действия водяного пара катализатор № 1707 не пригоден для прямого дегидрирования к-бутана в бутадиен и может применяться только в двухступенчатом процессе. [34]
При любой температуре в реакторе экзотермические реакции гидрокрекинга протекают медленней, чем эндотермические реакции дегидрирования нафтеновых углеводородов. Поэтому в первом и во втором реакторах, в которых температура снижается вследствие эндотермических реакций дегидрирования, интенсивность реакции гидрокрекинга невелика. Важное значение имеет давление, снижение которого увеличивает выход водорода. [36]
Предложено [142] также использовать окись или двуокись углерода в смеси с водяным паром. Тепло, выделяющееся при этих превращениях, по-видимому, компенсирует затраты энергии, необходимой для эндотермической реакции дегидрирования. Отмечают [143], что СО2 лучше, чем воздух, регенерирует катализаторы окислительного дегидрирования, состоящие из окислов металлов II группы. [37]
Технологическая схема дегидрирования н-бутана представлена на рис. 3.6. Свежий и циркулирующий н-бутан предварительно смешивают. Перегретые пары при 550 С поступают в реактор под распределительную решетку, создавая псевдоожиженный слой катализатора, в котором происходит эндотермическая реакция дегидрирования н-бутана. [38]
 |
Схема реакторного блока. [39] |
Регенератор секционирован шестью решетками для создания противотока движения воздуха и катализатора и предотвращения попадания в реактор нерегенерированных частиц. Между 4 - и 5 - й решетками непосредственно в слой катализатора вводится газообразное топливо, необходимое для нагрева катализатора, который отдал часть своего тепла в реакторе на эндотермическую реакцию дегидрирования. [40]
В данном случае применяется двухступенчатый адиабатический реактор. Парогазовая смесь поступает в верхний катализаторный слой. В результате эндотермической реакции дегидрирования этилбензола температура продуктов реакции снижается до 585 С. Эти продукты проходят встроенный теплообменник-перегреватель 4, в котором нагреваются до 630 С за счет перегретого пара. Продукты поступают в котел-утилизатор 7, в котором за счет тепла продуктов дегидрирования этилбензола из водного конденсата получается водяной пар. [41]
Профиль распределения температуры по всему слою катализатора зависит от температуры на входе в отдельные ступени, которые могут возрастать, понижаться либо оставаться одинаковыми при переходе от реактора к реактору. Однако температурный режим реакторов риформинга близок к адиабатическому. Вследствие же преимущественного протекания эндотермических реакций дегидрирования нафтеновых углеводородов в первой ступени процесса и экзотермических реакций гидрокрекинга парафиновых углеводородов в последней средняя ( интегральная) температура в реакторах всегда повышается от первого по ходу сырья к последнему. А это значит, что любое практически возможное на промышленных установках варьирование температуры на входе в реакторы может изменить лишь степень повышения средней температуры от первой ступени процесса к последней. [42]
В процессе дегидрирования катализатор постепенно покрывается углеродистыми отложениями, образовавшимися в результате побочных реакций расщепления углеводородов. Для восстановления активности катализатора эти углеродистые отложения выжигают, вследствие чего выделяется большое количество тепла и температура катализатора повышается. Выделяющееся тс-пло используют для проведения эндотермической реакции дегидрирования. [43]
Очень важной особенностью большинства реакций гидрирования и всех процессов дегидрирования является их обратимость. Очевидно, что вследствие экзотермичности гидрирования равновесие будет смещаться в его сторону при пониженных температурах, а для эндотермических реакций дегидрирования, наоборот, благоприятна высокая температура. Для гидрирования они имеют ту же абсолютную величину, но противоположны по знаку. [44]
 |
Температурная зависимость свободной энергии дегидрирования спиртов и аминов. [45] |
Страницы: 1 2 3 4