Cтраница 4
В реакторах полного вытеснения затруднительно осуществлять каталитические процессы, что связано со сложностью замены катализатора при уменьшении его активности. В процессах, в которых активность катализатора сохраняется относительно долго, при его замене аппарат подвергают продувке и охлаждению, а затем вскрывают. В процессах, в которых катализатор быстро теряет активность, так как на нем образуются углеродистые отложения, его активность восстанавливают в регенераторах выжиганием этих отложений. Для этого через катализатор продувают воздух или кислород при высоких температурах. Циклы контактирования и регенерации следуют один за другим через определенные промежутки времени, от нескольких минут до нескольких суток. При смене цикла в реакторе возможно образование взрывной смеси продукта с кислородом воздуха, поэтому перед регенерацией контактный газ, а после регенерации - кислород воздуха вытесняют из реактора водяным паром или инертным газом. [46]
Последний представляет собой вертикальный секционированный аппарат, на каждой секции ( полке) которого располагается компактный ( без носителя) каль-цийфосфатный катализатор. Процесс проводится при 350 - 380 С. С целью подвода необходимого количества теплоты часть водяного пара перегревается до 700 С и подается на каждую секцию реактора. Основная побочная реакция - превращение диметилдиоксана в исходные компоненты - изобутилен и формальдегид. Кроме того, образуется некоторое количество изопропенил-этилового спирта, метилдитидропирана и олигомеров изопрена. За циклом контактирования следует цикл окислительной регенерации катализатора, так что на практике два реактора работают попеременно. Нижняя водная фаза из отстойника поступает на ректификационную колонну 14, на которой отгоняются диметилдиоксан и метилбутенол. Этот погон присоединяется к потоку органической фазы из отстойника. Органическая фаза из отстойника 13 направляется на колонну 16, где под давлением 6 атм отгоняется смесь изопрена с изобутиленом. Последний отгоняется от изопрена на колонне 17 и возвращается на получение диметилдиоксана. Кубовый продукт колонны 16 поступает на колонну 18, где под вакуумом отгоняется возвратный диметилдиоксан - смесь непревращенного продукта с изоамилено-выми спиртами и примесью метилдигидропирана. Из куба колонны 18 выводятся, в основном, олигомеры изопрена. Из верха последней отбирается изопрен-ректификат. [47]
Для стадии дегидрирования изоамиленов в изопрен успешно были применены более простые в эксплуатации реакторы со стационарным слоем катализатора. Соответствующие работы проводились в НИИМСК, начиная с 1957 г. Первоначально для получения изопрена применялся промышленный смешанный катализатор на основе окиси железа К-16. Были найдены следующие оптимальные условия контактирования: объемная скорость сырья в паровой фазе 280 ч 1, мольное разбавление паром 1: 17, температура верха реактора 560 С с постепенным повышением к концу цикла. В этих условиях выход диенов на пропущенную смесь изоамиленов и изопрена составил 24 %, а на превращенную 85 вес. Процесс характеризовался сравнительно невысоким выходом шшерилена - всего около 6 % от изопрена. Катализатор К-16, отличается сравнительно слабо выраженной тенденцией в углеобразованию, в связи с чем цикл контактирования продолжался 7ч, а регенерация катализатора ( при 700 С) всего 45 мин. [48]
Пары шихты подаются в нижнюю часть каждой реторты. Хотя теоретически реакция синтеза дивинила протекает с увеличением объема, и, следовательно, конверсия исходного реагента должна возрастать при уменьшении давления, в силу ряда инженерных соображений процесс осуществляется при давлении, близком к атмосферному. Лишь в верхних частях печи и в некоторых участках конденсационной системы поддерживается слабое разрежение ( 1 33 2 66 кПа) для обеспечения транспортировки продуктов реакции из печи. С течением времени активность и селективность катализатора уменьшаются, главным образом в связи с закоксованием поверхности катализатора. Поэтому периодически через 16 - 17 ч контактирования подача сырья прерывается, система продувается водяным паром, и в течение 3 - 3 5 ч проводится окислительная регенерация катализатора нагретым воздухом при 450 - 490 С. Аналогичная операция осуществляется и с каждой партией свежего катализатора. Производственная система содержит до 10 - 12 печей, так что переключение отдельных агрегатов с цикла контактирования на регенерацию практически не создает пульсаций в потоке продуктов реакции. [49]