يتم تجفيف البوتان في الغليانأو طبقة متحركة من محفز الكروم والألمنيوم. يتم تنفيذ العملية عند درجة حرارة تتراوح من 550 إلى 575 درجة. من بين ميزات التفاعل ، نلاحظ استمرارية السلسلة التكنولوجية.
ينتج الجفاف البوتاني بشكل رئيسي فيالاتصال مفاعلات adiabatic. يتم تنفيذ التفاعل في وجود بخار الماء ، مما يقلل بشكل كبير من الضغط الجزئي للمواد الغازية المتفاعلة. يتم إجراء التعويض في جهاز التفاعل السطحي للتأثير الحراري الماص للحرارة من خلال توفير الحرارة من خلال سطح غازات المداخن.
تجفيف البوتان في أبسط طريقة ينطوي على التشريب من أكسيد الألومنيوم بمحلول من أنهيدريد الكروم أو حمض الكروميك البوتاسيوم.
ويساهم المحفز الناتج في المسار السريع والجودة العالية للعملية. هذه العملية الكيميائية التسريع متوفرة في النطاق السعري.
الجفاف من البوتان هو رد فعل في ذلكيفترض استهلاك كبير من المحفز. تسقط منتجات نزع الهيدروجين من المادة الأصلية على وحدة التقطير الاستخراجية ، حيث يتم تحرير جزء الأوليفين الضروري. إن تجفيف البوتان إلى البيوتاديين في مفاعل أنبوبي مع خيار تسخين خارجي ، يسمح بإنتاج جيد للمنتج.
خصوصية التفاعل في قريبهاالسلامة ، وكذلك الحد الأدنى من استخدام الأنظمة والأجهزة التلقائية المعقدة. من بين مزايا هذه التقنية يمكننا أن نذكر بساطة التصاميم ، وكذلك الاستهلاك المنخفض لمحفز غير مكلف.
الجفاف البوتان هو عكسهاعملية ، وهناك زيادة في حجم الخليط. وفقا لمبدأ Le Chatelier ، لتحويل التوازن الكيميائي في هذه العملية نحو إنتاج منتجات التفاعل ، فمن الضروري تقليل الضغط في خليط التفاعل.
الأمثل هو الضغط الجوي فيدرجة حرارة تصل إلى 575 درجة ، عند استخدام محفز الكروم والألومنيوم مختلطة. عندما يتم ترسيخ مسرع عملية كيميائية على سطح المواد المحتوية على الكربون ، والتي تتشكل عند حدوث تفاعلات جانبية من التحلل العميق للهيدروكربونات الأولية ، ينخفض نشاطها. لإعادته إلى نشاطه الأصلي ، يتم إعادة توليد المحفز عن طريق نفخه بالهواء المخلوط بغازات المداخن.
عند التجفيف ، يتشكل البوتان فيمفاعلات اسطوانية غير مشبعة بالبوتان. في المفاعل توجد شبكات توزيع غاز خاصة ، يتم تثبيت الأعاصير ، والتي تسمح بالتقاط غبار المحفز المنقول بواسطة تدفق الغاز.
نزع الهيدروجين من البيوتان إلى البيوتين هو الأساسلتحديث العمليات الصناعية لإنتاج الهيدروكربونات غير المشبعة. بالإضافة إلى هذا التفاعل ، يتم استخدام هذه التقنية للحصول على أشكال أخرى من البارافينات. أصبح نزع الهيدروجين من البوتان n أساسًا لإنتاج الأيزوبيوتان ، n-butylene ، إيثيل بنزين.
هناك بعض بين العمليات التكنولوجية.الاختلافات ، على سبيل المثال ، في إزالة الهيدروجين من جميع الهيدروكربونات في عدد من البارافينات تستخدم محفزات مماثلة. إن التشابه بين إنتاج إيثيل بنزين والأوليفينات لا يقتصر على استخدام عملية التسريع الأحادي ، ولكن أيضًا استخدام معدات مماثلة.
ما هي خاصية البيوتان والهيدروجين؟إن صيغة المحفز المستخدم لهذه العملية هي أكسيد الكروم (3). وهو عجل على الألومينا الامفوتري. لزيادة ثباتية وانتقائية عملية التسريع ، يتم محاكاتها بأكسيد البوتاسيوم. عند استخدامه بشكل صحيح ، فإن متوسط مدة المحفز الكامل هو عام.
كما هو مستخدم ، هناك ترسب تدريجي للمركبات الصلبة على الخليط. يجب حرقها في الوقت المناسب باستخدام العمليات الكيميائية الخاصة.
يحدث التسمم الحفاز مع بخار الماء. إنه على هذا الخليط من المحفزات أن البوتان مجفّف. تعتبر معادلة التفاعل في المدرسة في سياق الكيمياء العضوية.
إذا ارتفعت درجة الحرارة ،تسريع العملية الكيميائية. ولكن في الوقت نفسه ، تقل انتقائية العملية ، وترسب طبقة فحم الكوك على المحفز. بالإضافة إلى ذلك ، في المدرسة الثانوية غالبا ما تقدم هذه المهمة: كتابة المعادلة لتفاعل إزالة هيدروجين البيوتان ، وحرق الإيثان. هذه العمليات لا تنطوي على صعوبات خاصة.
Напишите уравнение реакции дегидрирования, и вы سوف تفهم أن هذا التفاعل يستمر في اتجاهين متبادلين. يمثل لتر واحد من مسرع التفاعل حوالي 1000 لتر من البيوتان في الشكل الغازي لكل ساعة ، وهذا هو كيفية حدوث جفاف البيوتان. رد فعل الجمع بين butene غير المشبعة مع الهيدروجين هو عملية عكسية من هيدروجين البيوتين العادي. عائد البويلين في التفاعل المباشر يبلغ متوسطه 50٪. بعد نزع الهيدروجين ، يتم تشكيل حوالي 90 كيلوغرام من البيوتيلين من 100 كيلوغرام من الألكان الأولي إذا تم تنفيذ العملية في ضغط جوي ودرجة حرارة حوالي 60 درجة.
النظر في نزع الهيدروجين من البوتان.تعتمد معادلة العملية على استخدام المادة الأولية (خليط الغاز) التي تشكلت أثناء التكرير. في المرحلة الأولية ، يتم تنظيف جزء البوتان تمامًا من البنتين و الأيزوutenوتين ، والذي يتداخل مع المسار الطبيعي لتفاعل إزالة الهدرجة.
كيف هو الجفاف من البوتان؟تتضمن معادلة هذه العملية عدة خطوات. بعد التنقية ، يتم إزالة الهدرجة من البيوتينات المنقاة إلى البوتادين 1 ، 3. في المركزة التي تحتوي على أربعة ذرات كربون ، والتي يتم الحصول عليها في حالة إزالة الهيدروجين التحفيزي لـ n-butane ، butene-1 ، n-butane ، و butenes-2.
فصل مثالي من الخليط ما يكفيإشكالية. عند استخدام الاستخلاص والتقطير التجزيئي مع مذيب ، من الممكن تنفيذ فصل مماثل ، لزيادة كفاءة هذا الفصل.
عند إجراء التقطير التجزيئي على الجهاز ذي سعة الفصل الكبيرة ، يصبح من الممكن فصل البيوتين العادي تمامًا عن butene-1 ، بالإضافة إلى butene-2.
من وجهة نظر اقتصادية ، هذه العمليةيعتبر هيدروجين البيوتان للهيدروكربونات غير المشبعة إنتاجًا غير مكلف. تسمح لك هذه التقنية باستقبال البنزين ، فضلاً عن مجموعة كبيرة من المنتجات الكيميائية.
أساسا ، يتم تنفيذ هذه العملية فقط فيتلك المناطق التي تحتاج فيها إلى ألكين غير مشبع ، ويكون البيوتان منخفض التكلفة. نظرًا لتقليل عملية إزالة الهدروجين في البيوتان وتحسينها ، فقد توسع استخدام الديوليفينات والأوليفينات بشكل كبير.
يتم إجراء عملية نزع الهيدروجين من البوتانفي مرحلة أو مرحلتين ، هناك عودة للمواد الخام غير المتفاعلة إلى المفاعل. لأول مرة في الاتحاد السوفياتي ، كان البوتان مجففاً في سرير محفز.
بالإضافة إلى عملية البلمرة ، يحتوي البوتانتفاعل الاحتراق. يحتوي الإيثان والبروبان وممثلين آخرين للهيدروكربونات المشبعة على كميات كافية من الغاز الطبيعي ؛ لذلك فإن هذا هو المادة الخام لكل التحولات ، بما في ذلك الاحتراق.
في البيوتان ، تكون ذرات الكربون في حالة sp3-hybrid ، لذلك تكون جميع الروابط مفردة وبسيطة. يحدد مثل هذا التركيب (شكل رباعي السطوح) الخواص الكيميائية للبيوتان.
إنه غير قادر على الدخول في تفاعلات إضافية ؛ فعملية الايزومرة فقط ، والإحلال ، والهيدروجين هي سمة مميزة لها.
استبدال مع جزيئات الهالوجين دياتوميكنفذت من قبل آلية راديكالية ، ولتنفيذ هذا التفاعل الكيميائي يتطلب ظروفا صارمة للغاية (الأشعة فوق البنفسجية). الأهمية العملية لجميع خصائص البوتان هو احتراقها ، مصحوبة بإطلاق كمية كافية من الحرارة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن عملية نزع الهيدروجين من الهيدروكربون المشبع لها أهمية خاصة للإنتاج.
يتم إجراء إزالة هيدروجين البيوتان في مفاعل أنبوبي له تدفئة خارجية على محفز ثابت. في هذه الحالة ، يزداد إنتاج البيوتيلين ، يتم تبسيط عملية أتمتة الإنتاج.
من بين المزايا الرئيسية لهذه العمليةتسليط الضوء على الحد الأدنى لاستهلاك المحفز. من بين أوجه القصور لاحظت استهلاك كبير من سبائك الصلب ، وارتفاع الاستثمار. بالإضافة إلى ذلك ، فإن التجفيف التحفيزي للبوتان ينطوي على استخدام عدد كبير من الركام ، لأن إنتاجيتها منخفضة.
الإنتاج لديه إنتاجية منخفضة جداكجزء من المفاعلات يركز على إزالة الهيدروجين ، ويستند الجزء الثاني على التجديد. بالإضافة إلى ذلك ، فإن عيب هذه السلسلة التكنولوجية هو أيضًا عدد الموظفين في مكان العمل. يجب أن نتذكر أن التفاعل ماص للحرارة ، وبالتالي فإن العملية تستمر عند درجة حرارة مرتفعة ، في وجود مادة خاملة.
ولكن في مثل هذه الحالة هناك خطرالحوادث. هذا ممكن إذا كانت الأختام في المعدات مكسورة. يشكل الهواء الذي يدخل المفاعل ، عند مزجه بالهيدروكربونات ، خليطًا متفجرًا. من أجل منع هذا الموقف ، يتم تحويل التوازن الكيميائي إلى اليمين عن طريق إدخال بخار الماء في خليط التفاعل.
على سبيل المثال ، تشير دورة في الكيمياء العضويةهذه المهمة: اكتب معادلة رد فعل إزالة الهيدروجين من البوتان. من أجل مواجهة هذه المهمة ، يكفي أن نذكر الخصائص الكيميائية الأساسية للهيدروكربونات من فئة الهيدروكربونات المشبعة. دعونا نحلل ملامح إنتاج البيوتاديين من خلال عملية واحدة من مرحلة إزالة الهيدروجين من البيوتان.
بطارية إزالة البوتان تشملعدة مفاعلات منفصلة ، يعتمد عددها على دورة العمل ، وكذلك على حجم المقاطع. في الأساس ، يتم تضمين خمسة إلى ثمانية مفاعلات في البطارية.
تستغرق عملية إزالة الهيدروجين والتجديد العكسي من 5 إلى 9 دقائق ، وتستغرق عملية التطهير بالبخار من 5 إلى 20 دقيقة.
بسبب حقيقة أن نزع الهيدروجين من البوتاننفذت في طبقة تتحرك باستمرار ، فإن العملية مستقرة. هذا يساعد على تحسين الأداء التشغيلي للإنتاج ، ويزيد من إنتاجية المفاعل.
تتم عملية إزالة الهيدروجين أحادية المرحلة من n- البوتان عند ضغط منخفض (يصل إلى 0.72 ميجا باسكال) ، عند درجة حرارة أعلى من تلك المستخدمة لإنتاج أجريت على محفز من الألومنيوم والكروم.
بما أن التكنولوجيا تنطوي على استخدام مفاعل من النوع المتجدد ، فإن استخدام بخار الماء مستبعد. بالإضافة إلى البيوتاديين ، تتشكل البوتينات في الخليط ويعاد إدخالها في خليط التفاعل.
يتم حساب مرحلة واحدة من خلال نسبة البوتان في غاز الاتصال إلى عددهم في شحنة المفاعل.
من بين مزايا هذه الطريقة من نزع الهيدروجينمن البوتان ، نلاحظ وجود مخطط تكنولوجي مبسط للإنتاج ، وانخفاض في الكمية المستهلكة من المواد الخام ، وكذلك انخفاض في تكلفة الطاقة الكهربائية لتنفيذ هذه العملية.
Отрицательные параметры данной технологии ممثلة بفترات اتصال قصيرة لمكونات التفاعل. يتطلب تصحيح هذه المشكلة أتمتة متطورة. حتى مع الأخذ في الاعتبار مثل هذه المشاكل ، فإن عملية إزالة الهيدروجين في مرحلة واحدة من البوتان هي عملية أفضل من الإنتاج على مرحلتين.
عندما يتم إزالة الهيدروجين من البوتان في مرحلة واحدة ، يتم تسخين المواد الأولية إلى درجة حرارة 620 درجة. يتم إرسال الخليط إلى المفاعل ، وهو على اتصال مباشر مع المحفز.
لخلق ندرة في المفاعلات ، وتطبيقضواغط الهواء يأتي الغاز الملامس من المفاعل للتبريد ، ثم يتم إرساله إلى الفصل. بعد اكتمال دورة إزالة الهيدروجين ، يتم نقل التغذية إلى المفاعلات التالية ، وتتم إزالة الأبخرة الهيدروكربونية من تلك التي مرت فيها العملية الكيميائية بالفعل. يتم إخلاء المنتجات ، ويتم استخدام المفاعلات مرة أخرى لإزالة الهيدروجين من البيوتان.
رد الفعل الرئيسي لنزع البوتانالتركيب الطبيعي هو التحفيز الحفزي لمزيج من الهيدروجين والجبن. بالإضافة إلى العملية الرئيسية ، قد يكون هناك العديد من الآثار الجانبية التي تعقد سلسلة العملية بشكل كبير. يعتبر المنتج الناتج عن إزالة الهيدروجين مادة خام كيميائية قيمة. إن الطلب على الإنتاج هو السبب الرئيسي للبحث عن سلاسل تكنولوجية جديدة لتحويل الهيدروكربونات من السلسلة المقيدة إلى الألكينات.
