Cтраница 4
![]() |
Производительность заводов по производству стирола. [46] |
Стирол может быть получен дегидрированием этилбензола точно таким же образом, каким получается бутадиен из н-бутенов. Для обоих видов углеводородов могут быть использованы аналогичные катализаторы и технологические схемы, причем дегидрирование этилбензола происходит легче, чем дегидрирование бутена. В связи с повышенной реакционной способностью этилбензола, его дегидрирование можно проводить над катализаторами, не достаточно пригодными для дегидрирования бу-тенов, и установки по производству стирола функционировали до того, как были получены катализаторы, пригодные для промышленного производства бутадиена. [47]
Два катализатора, разработанные для дегидрирования бутена - 1707 и 105 ( см. раздел о бутадиене) - превосходят по своей активности катализатор, применявшийся первоначально на заводе Дау по производству стирола. Однако в связи с тем, что отилбензол дегидрируется легче, использование катализатора 105 не дает таких больших преимуществ, как в случае дегидрирования бутена. Вполне возможно применение катализатора 1707, не требующего частой регенерации. Однако поскольку на заводах по производству бутадиена катализатор 1707 был заменен катализатором 105, последний получил распространение на заводах по производству стирола. [48]
Ошибка в значениях величин Ig / Cp, вычисленных по этим уравнениям, может достигать нескольких десятых единицы. Термодинамические величины н-бутана и 1-бутена, вычисленные по молекулярным данным, также не являются вполне надежными, поэтому в настоящее время трудно сделать окончательное заключение о положении равновесия реакции дегидрирования бутенов с прямой цепочкой. [49]
Наглядный пример коренных изменений поверхности катализатора приведен в ряде работ67 - ба. В одной из них67 была исследована реакция дегидрирования бутенов в дивинил на промышленном катализаторе при 250 и импульсной подаче смеси бутенов в поток газа-носителя, поступающего в реактор. Обнаружено, что первый запуск реагирующей смеси в реактор не дает продукты реакции. [50]
При сравнении скоростей различных стадий процесса выясняется, что быстрейшая из них - дегидрирование бутена в бутадиен. Скорость обратной реакции ( гидрирование бутадиена) составляет только 7 - 10 % от скорости прямой реакции. Скорость превращения бутана в бутен на два порядка величины меньше скорости дегидрирования бутена. [51]
Так как реакция закоксования непременно связана с основной реакцией процесса, протекающего параллельно или последовательно, логично постулировать, что если основная реакция протекает по механизму Ленгмюра - Хиншельвуда, то реакция дезактивации должна протекать по подобному же механизму. В работе [7.28] использовалась форма уравнения Ленгмюра - Хиншельвуда для реакции закоксования и получена связь ее с эмпирической функцией активности для определения скорости закоксования. Эти результаты ограничивались, однако, одной эндотермической реакцией, а именно дегидрированием бутена в бутадиен; экзотермические реакции не рассматривались. [52]
В отечественной промышленности в настоящее время используют катализатор К-16 У для дегидрирования бутенов и катализатор ИМ-2204 для дегидрирования бутенов и метилбутенов. Сведения о зарубежных промышленных катализаторах недостаточны. Достоверно известно лишь о применении катализаторов Доу Б фирмой Полимер в Канаде для дегидрирования бутенов. [53]
В процессе производства этилена пиролизом бензина, более тяжелых нефтепродуктов и сырой нефти образуется 4 - 8 % бутенов и 3 - 5 % бутадиена. Фракция 4 пиролиза является, таким образом, одним из источников получения 2-метилпропена ( изобутена), н-бутенов и бутадиена. Для получения бутадиена и 2-метилпро-пена достаточно их извлечь и подвергнуть очистке, благодаря чему стоимость этих мономеров оказывается ниже, чем при дегидрировании бутенов. Одновременно снижается стоимость этилена. [54]
Между дегидрированием бутена-1 и бутена-2 большой разницы не-наблюдается. Продукты конверсии любого из этих углеводородов содержат обычно все три изомерных нормальных бутена, что, несомненно, указывает на смещение, двойной связи. В то же время при этом образуются незначительные количества изобутилена и дегидрированием последнего получается лишь незначительное количество бутадиена. Парафиновые углеводороды, например, н-бутан, в условиях дегидрирования бутена с добавкой водяного пара также не претерпевают заметной конверсии. Однако в случае рециркуляции заводского сырья, содержащего около-70 % к-бутенов, накопление в нем изобутилена и бутанов не происходит. В неочищенном бутадиене могут присутствовать в небольших количествах такие вещества, как аллен, метилацетилен, винилацетилен, этилаце-тилен, бутадиен-1 2, диацетилен и диметилацетилен. В больших количествах эти продукты содержатся в бутадиене, полученном при высокотемпературном термическом крекинге. [55]
![]() |
Изомеризация м-бутана. [56] |
Чаще всего этого можно достичь, применяя короткое время реакции и повторное возвращение сырья в реакционную камеру после отделения целевого продукта. Рассматривая получение бута-диена-1 3 путем термического дегидрирования при давлении 1 am и температурах 600 - 800 К, можно обнаружить, что превращение бутенов в бутадиен-1 3 протекает легче, чем превращение бутанов. При 1000 К наблюдается обратная картина. Учитывая абсолютные и относительные стабильности углеводородов С4 и принимая во внимание, что дегидрирование бутена до бутадиена можно рассматривать как вторую стадию реакций дегидрирования бутанов, иногда считается выгодным проводить процесс в две стадии, превращая сначала бутаны в бутепы, а затем бутены в бутадиен, выбирая для каждой стадии подходящие условия. Эти положения применимы к термическим реакциям и должны быть изменены в случае каталитических процессов. [57]
![]() |
Изомеризация н-бутана. [58] |
Чаще всего этого можно достичь, применяя короткое время реакции и повторное возвращение сырья в реакционную камеру после отделения целевого продукта. Рассматривая получение иута-диена-1 3 путем термического дегидрирования при давлении 1 am и температурах 600 - 800 К, можно обнаружить, что превращение бутенов в бутадиен-1 3 протекает легче, чем превращение бутанов. При 1000 К наблюдается обратная картина. Учитывая абсолютные и относительные стабильности углеводородов С4 и принимая во внимание, что дегидрирование бутена до бутадиена можно рассматривать как вторую стадию реакций дегидрирования бутанов, иногда считается выгодным проводить процесс в две стадии, превращая сначала бутаны в бутены, а затем бутены в бутадиен, выбирая для каждой стадии подходящие условия. Эти положения применимы к термическим реакциям и должны быть изменены в случае каталитических процессов. [59]