Η αφυδρογόνωση βουτανίου πραγματοποιείται σε βρασμόή ένα κινούμενο στρώμα καταλύτη χρωμίου και αλουμινίου. Η διαδικασία πραγματοποιείται σε θερμοκρασία που κυμαίνεται από 550 έως 575 βαθμούς. Μεταξύ των χαρακτηριστικών της αντίδρασης, παρατηρούμε τη συνέχεια της τεχνολογικής αλυσίδας.
Η αφυδρογόνωση βουτανίου πραγματοποιείται κυρίως στοεπικοινωνήστε με αδιαβατικούς αντιδραστήρες. Η αντίδραση διεξάγεται παρουσία υδρατμών, η οποία μειώνει σημαντικά τη μερική πίεση των αλληλεπιδρώντων αερίων ουσιών. Η αντιστάθμιση στη συσκευή επιφανειακής αντίδρασης της ενδοθερμικής θερμικής επίδρασης πραγματοποιείται παρέχοντας καυσαέρια μέσω της επιφάνειας της θερμότητας.
Η αφυδρογόνωση του βουτανίου με τον απλούστερο τρόπο συνεπάγεται τον εμποτισμό της αλουμίνας με διάλυμα χρωμικού ανυδρίτη ή χρωμικού καλίου.
Ο προκύπτων καταλύτης συμβάλλει στην ταχεία και υψηλής ποιότητας πορεία της διαδικασίας. Αυτός ο επιταχυντής χημικής διαδικασίας είναι προσιτός στο εύρος τιμών.
Η αφυδρογόνωση βουτανίου είναι μια αντίδραση στην οποίαθεωρείται σημαντική κατανάλωση καταλύτη. Τα προϊόντα αφυδρογόνωσης του αρχικού υλικού εμπίπτουν στη μονάδα εκχυλιστικής απόσταξης, όπου απομονώνεται το απαραίτητο κλάσμα ολεφίνης. Η αφυδρογόνωση βουτανίου σε βουταδιένιο σε σωληνοειδή αντιδραστήρα με δυνατότητα εξωτερικής θέρμανσης επιτρέπει καλή απόδοση του προϊόντος.
Η ειδικότητα της αντίδρασης στη σχετική τηςασφάλεια, καθώς και στην ελάχιστη χρήση σύνθετων αυτόματων συστημάτων και συσκευών. Μεταξύ των πλεονεκτημάτων αυτής της τεχνολογίας, μπορεί κανείς να αναφέρει την απλότητα των κατασκευών, καθώς και τη χαμηλή κατανάλωση ενός φθηνού καταλύτη.
Η αφυδρογόνωση του βουτανίου είναι αναστρέψιμηδιαδικασία, και υπάρχει μια αύξηση στον όγκο του μείγματος. Σύμφωνα με την αρχή Le Chatelier, προκειμένου να μετατοπιστεί η χημική ισορροπία σε μια δεδομένη διαδικασία προς τη λήψη των προϊόντων αντίδρασης, είναι απαραίτητο να μειωθεί η πίεση στο μείγμα αντίδρασης.
Η ατμοσφαιρική πίεση στοθερμοκρασία έως 575 βαθμούς, χρησιμοποιώντας έναν καταλύτη μικτού χρωμίου-αλουμινίου. Καθώς ο επιταχυντής της χημικής διαδικασίας εναποτίθεται στην επιφάνεια των ουσιών που περιέχουν άνθρακα, οι οποίες σχηματίζονται κατά τη διάρκεια των παρενεργειών της βαθιάς καταστροφής του αρχικού υδρογονάνθρακα, η δραστηριότητά της μειώνεται. Για να επιστρέψει στην αρχική του δραστηριότητα, ο καταλύτης αναγεννάται με φυσήγμα του με αέρα, ο οποίος αναμιγνύεται με καυσαέρια.
Κατά την αφυδρογόνωση, το βουτάνιο σχηματίζεται σεκυλινδρικοί αντιδραστήρες ακόρεστο βουτένιο. Ο αντιδραστήρας διαθέτει ειδικά πλέγματα διανομής αερίου, εγκαθίστανται κυκλώνες που σας επιτρέπουν να παγιδεύετε τη σκόνη καταλύτη που παρασύρεται από τη ροή αερίου.
Η αφυδρογόνωση του βουτανίου σε βουτένια είναι η βάσηγια τον εκσυγχρονισμό βιομηχανικών διεργασιών παραγωγής ακόρεστων υδρογονανθράκων. Εκτός από αυτήν την αλληλεπίδραση, μια παρόμοια τεχνολογία χρησιμοποιείται για την απόκτηση άλλων επιλογών για παραφίνες. Η αφυδρογόνωση του η-βουτανίου έγινε η βάση για την παραγωγή ισοβουτανίου, η-βουτυλενίου, αιθυλοβενζολίου.
Υπάρχουν μερικά μεταξύ των τεχνολογικών διαδικασιώνδιαφορές, για παράδειγμα, στην αφυδρογόνωση όλων των υδρογονανθράκων ενός αριθμού παραφινών, χρησιμοποιούνται παρόμοιοι καταλύτες. Η αναλογία μεταξύ της παραγωγής αιθυλοβενζολίου και ολεφινών δεν είναι μόνο στη χρήση ενός επιταχυντή μιας διαδικασίας, αλλά και στη χρήση παρόμοιου εξοπλισμού.
Τι χαρακτηρίζεται από αφυδρογόνωση βουτανίου;Ο τύπος του καταλύτη που χρησιμοποιείται για αυτή τη διαδικασία είναι το οξείδιο του χρωμίου (3). Καταβυθίζεται σε αμφοτερική αλουμίνα. Για να αυξηθεί η σταθερότητα και η επιλεκτικότητα του επιταχυντή διεργασίας, μιμείται με οξείδιο του καλίου. Όταν χρησιμοποιείται σωστά, η μέση διάρκεια μιας πλήρους λειτουργίας καταλύτη είναι ένα έτος.
Καθώς χρησιμοποιείται, παρατηρείται σταδιακή εναπόθεση στερεών ενώσεων οξειδίων στο μείγμα. Πρέπει να εξουδετερωθούν εγκαίρως χρησιμοποιώντας ειδικές χημικές διεργασίες.
Η δηλητηρίαση από καταλύτη συμβαίνει με υδρατμούς. Σε αυτό το μείγμα καταλυτών το βουτάνιο αφυδατώνεται. Η εξίσωση της αντίδρασης θεωρείται στο σχολείο σε ένα μάθημα οργανικής χημείας.
Εάν η θερμοκρασία αυξηθείεπιτάχυνση της χημικής διαδικασίας. Αλλά ταυτόχρονα, η επιλεκτικότητα της διαδικασίας μειώνεται επίσης, και ένα στρώμα οπτάνθρακα καθιερώνεται στον καταλύτη. Επιπλέον, η ακόλουθη εργασία προσφέρεται συχνά στο γυμνάσιο: γράψτε την εξίσωση για την αντίδραση της αφυδρογόνωσης βουτανίου και της καύσης αιθανίου. Αυτές οι διαδικασίες δεν συνεπάγονται ιδιαίτερες δυσκολίες.
Γράψτε την εξίσωση της αντίδρασης αφυδρογόνωσης και εσείςθα καταλάβετε ότι αυτή η αντίδραση προχωρά σε δύο αμοιβαίες κατευθύνσεις. Περίπου 1000 λίτρα βουτανίου σε αέρια μορφή ανά ώρα παράγονται ανά λίτρο όγκου επιταχυντή αντίδρασης, αλλά συμβαίνει αφυδρογόνωση βουτανίου. Η αντίδραση της ακόρεστης βουτενικής ένωσης με υδρογόνο είναι η αντίστροφη διαδικασία της αφυδρογόνωσης φυσιολογικού βουτανίου. Η απόδοση βουτυλενίου στην άμεση αντίδραση είναι κατά μέσο όρο 50 τοις εκατό. Περίπου 100 κιλά βουτυλενίου σχηματίζονται από 100 χιλιόγραμμα του αρχικού αλκανίου μετά την αφυδρογόνωση, εάν η διεργασία διεξάγεται σε ατμοσφαιρική πίεση και θερμοκρασία περίπου 60 βαθμών.
Ας εξετάσουμε λεπτομερέστερα την αφυδρογόνωση του βουτανίου.Η εξίσωση της διαδικασίας βασίζεται στη χρήση πρώτης ύλης (μείγμα αερίου) που παράγεται κατά τη διύλιση λαδιού. Στο αρχικό στάδιο, το κλάσμα βουτανίου καθαρίζεται πλήρως από πεντένια και ισοβουτένια, τα οποία παρεμβαίνουν στην κανονική πορεία της αντίδρασης αφυδρογόνωσης.
Πώς αφυδατώνεται το βουτάνιο;Η εξίσωση αυτής της διαδικασίας περιλαμβάνει πολλά βήματα. Μετά τον καθαρισμό, λαμβάνει χώρα αφυδρογόνωση των καθαρισμένων βουτενίων προς βουταδιένιο 1, 3. Στο συμπύκνωμα που περιέχει τέσσερα άτομα άνθρακα που λαμβάνονται στην περίπτωση καταλυτικής αφυδρογόνωσης του η-βουτανίου, βουτενίου-1, η-βουτανίου, καθώς και βουτενίων-2 είναι παρόντα.
Αρκεί ο τέλειος διαχωρισμός του μείγματοςπροβληματικός. Όταν χρησιμοποιείτε εκχύλιση και κλασματική απόσταξη με διαλύτη, είναι δυνατόν να πραγματοποιηθεί παρόμοιος διαχωρισμός, για να αυξηθεί η αποτελεσματικότητα αυτού του διαχωρισμού.
Όταν πραγματοποιείται κλασματική απόσταξη σε συσκευές με υψηλή ικανότητα διαχωρισμού, καθίσταται δυνατό να διαχωριστεί πλήρως το κανονικό βουτάνιο από το βουτένιο-1, καθώς και το βουτένιο-2.
Από οικονομική άποψη, η διαδικασίαΗ αφυδρογόνωση βουτανίου σε ακόρεστους υδρογονάνθρακες θεωρείται μια φθηνή παραγωγή. Αυτή η τεχνολογία σάς επιτρέπει να λαμβάνετε βενζίνη με κινητήρα, καθώς και μια τεράστια ποικιλία χημικών προϊόντων.
Βασικά, αυτή η διαδικασία πραγματοποιείται μόνο σετις περιοχές όπου απαιτείται ακόρεστο αλκένιο και το βουτάνιο έχει χαμηλό κόστος. Λόγω της μείωσης του κόστους και της βελτίωσης της διαδικασίας αφυδρογόνωσης βουτανίου, το πεδίο χρήσης των διολεφινών και των μονολεφινών έχει επεκταθεί σημαντικά.
Η αφυδρογόνωση βουτανίου πραγματοποιείται στοένα ή δύο στάδια, υπάρχει επιστροφή των πρώτων υλών που δεν αντέδρασαν στον αντιδραστήρα. Για πρώτη φορά στη Σοβιετική Ένωση, το βουτάνιο αφυδατώθηκε σε καταλύτη.
Εκτός από τη διαδικασία πολυμερισμού, το βουτάνιο έχειαντίδραση καύσης. Το αιθάνιο, το προπάνιο και άλλοι εκπρόσωποι κορεσμένων υδρογονανθράκων περιέχονται επαρκώς στο φυσικό αέριο, επομένως είναι η πρώτη ύλη για όλους τους μετασχηματισμούς, συμπεριλαμβανομένης της καύσης.
Στο βουτάνιο, τα άτομα άνθρακα βρίσκονται στην υβριδική κατάσταση sp3, έτσι όλοι οι δεσμοί είναι απλοί, απλοί. Μια παρόμοια δομή (τετραεδρική μορφή) καθορίζει τις χημικές ιδιότητες του βουτανίου.
Δεν είναι σε θέση να εισέλθει στην αντίδραση προσχώρησης, χαρακτηρίζεται μόνο από τις διαδικασίες ισομερισμού, υποκατάστασης, αφυδρογόνωσης.
Υποκατάσταση με μόρια διατομικού αλογόνουπραγματοποιείται από έναν ριζικό μηχανισμό, και για την εφαρμογή αυτής της χημικής αλληλεπίδρασης απαιτείται αρκετά αυστηρές συνθήκες (υπεριώδης ακτινοβολία). Από τις πρακτικές ιδιότητες του βουτανίου είναι η καύση του, που συνοδεύεται από την απελευθέρωση επαρκούς ποσότητας θερμότητας. Επιπλέον, η διαδικασία αφυδρογόνωσης ενός κορεσμένου υδρογονάνθρακα παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον για την παραγωγή.
Η διαδικασία αφυδρογόνωσης βουτανίου πραγματοποιείται σε σωληνοειδή αντιδραστήρα που έχει εξωτερική θέρμανση σε σταθερό καταλύτη. Σε αυτήν την περίπτωση, η απόδοση βουτυλενίου αυξάνεται και η αυτοματοποίηση της παραγωγής απλοποιείται.
Μεταξύ των κύριων πλεονεκτημάτων αυτής της διαδικασίας είναιεπισημάνετε την ελάχιστη κατανάλωση καταλύτη. Μεταξύ των ελλείψεων σημειώνεται η σημαντική κατανάλωση χάλυβα κράματος, υψηλές επενδύσεις. Επιπλέον, η καταλυτική αφυδάτωση βουτανίου συνεπάγεται τη χρήση σημαντικού αριθμού συσσωματωμάτων, καθώς έχουν χαμηλή παραγωγικότητα.
Η παραγωγή έχει χαμηλή παραγωγικότηταως μέρος των αντιδραστήρων επικεντρώνεται στην αφυδρογόνωση, και το δεύτερο μέρος βασίζεται στην αναγέννηση. Επιπλέον, το μειονέκτημα αυτής της τεχνολογικής αλυσίδας είναι επίσης ο αριθμός των εργαζομένων στο χώρο εργασίας. Πρέπει να θυμόμαστε ότι η αντίδραση είναι ενδοθερμική, έτσι η διαδικασία προχωρά σε υψηλή θερμοκρασία, παρουσία αδρανούς ουσίας.
Αλλά σε μια τέτοια περίπτωση υπάρχει κίνδυνοςατυχήματα. Αυτό είναι δυνατό εάν οι σφραγίδες του εξοπλισμού είναι σπασμένες. Ο αέρας που εισέρχεται στον αντιδραστήρα, όταν αναμιγνύεται με υδρογονάνθρακες, σχηματίζει ένα εκρηκτικό μείγμα. Για να αποφευχθεί αυτή η κατάσταση, η χημική ισορροπία μετατοπίζεται προς τα δεξιά εισάγοντας υδρατμούς στο μείγμα αντίδρασης.
Για παράδειγμα, προτείνει ένα μάθημα οργανικής χημείαςτέτοια εργασία: κάντε την εξίσωση για την αντίδραση της αφυδρογόνωσης βουτανίου. Προκειμένου να αντιμετωπιστεί αυτό το έργο, αρκεί να θυμηθούμε τις βασικές χημικές ιδιότητες των υδρογονανθράκων της κατηγορίας κορεσμένων υδρογονανθράκων. Ας αναλύσουμε τα χαρακτηριστικά της παραγωγής βουταδιενίου μέσω μιας διαδικασίας αφυδάτωσης βουτανίου ενός σταδίου.
Η μπαταρία αφυδρογόνωσης βουτανίου περιλαμβάνειπολλοί ξεχωριστοί αντιδραστήρες, ο αριθμός τους εξαρτάται από τον κύκλο εργασίας, καθώς και από τον όγκο των τμημάτων. Βασικά, πέντε έως οκτώ αντιδραστήρες περιλαμβάνονται στην μπαταρία.
Η διαδικασία της αφυδρογόνωσης και της αντίστροφης αναγέννησης είναι 5-9 λεπτά · το στάδιο εκκαθάρισης με ατμό διαρκεί 5 έως 20 λεπτά.
Λόγω της αφυδρογόνωσης του βουτανίουεκτελείται σε ένα συνεχώς κινούμενο στρώμα, η διαδικασία είναι σταθερή. Αυτό βοηθά στη βελτίωση της λειτουργικής απόδοσης της παραγωγής, αυξάνει την παραγωγικότητα του αντιδραστήρα.
Η διαδικασία αφυδρογόνωσης ενός σταδίου του η-βουτανίου πραγματοποιείται σε χαμηλή πίεση (έως 0,72 MPa), σε θερμοκρασία υψηλότερη από εκείνη που χρησιμοποιείται για παραγωγή που διεξάγεται σε καταλύτη αλουμινίου-χρωμίου.
Δεδομένου ότι η τεχνολογία περιλαμβάνει τη χρήση αντιδραστήρα αναγεννητικού τύπου, αποκλείεται η χρήση υδρατμών. Εκτός από το βουταδιένιο, τα βουτένια σχηματίζονται στο μείγμα και επανεισάγονται στο μείγμα αντίδρασης.
Ένα στάδιο υπολογίζεται μέσω της αναλογίας βουτανίων στο αέριο επαφής προς τον αριθμό τους στο φορτίο του αντιδραστήρα.
Μεταξύ των πλεονεκτημάτων αυτής της μεθόδου αφυδρογόνωσηςτου βουτανίου, παρατηρούμε ένα απλοποιημένο τεχνολογικό σχήμα παραγωγής, μείωση της αναλώσιμης ποσότητας πρώτων υλών, καθώς και μείωση του κόστους ηλεκτρικής ενέργειας για τη διαδικασία.
Αρνητικές παράμετροι αυτής της τεχνολογίαςαντιπροσωπεύεται από μικρές περιόδους επαφής των αντιδρώντων συστατικών. Για την επίλυση αυτού του προβλήματος απαιτείται πολύπλοκος αυτοματισμός. Ακόμη και λαμβάνοντας υπόψη τέτοια προβλήματα, η αφυδρογόνωση βουτανίου ενός σταδίου είναι μια πιο ευνοϊκή διαδικασία από την παραγωγή δύο σταδίων.
Όταν το βουτάνιο αφυδατώνεται σε ένα στάδιο, η πρώτη ύλη θερμαίνεται σε θερμοκρασία 620 βαθμών. Το μείγμα αποστέλλεται στον αντιδραστήρα, είναι σε άμεση επαφή με τον καταλύτη.
Για να δημιουργήσετε σπάνια στους αντιδραστήρες, εφαρμόστεσυμπιεστές κενού. Το αέριο επαφής προέρχεται από τον αντιδραστήρα για ψύξη και μετά αποστέλλεται στο διαχωρισμό. Μετά την ολοκλήρωση του κύκλου αφυδρογόνωσης, η τροφοδοσία μεταφέρεται στους ακόλουθους αντιδραστήρες και από εκείνους όπου η χημική διεργασία έχει ήδη περάσει, οι ατμοί υδρογονανθράκων απομακρύνονται με εμφύσηση. Τα προϊόντα εκκενώνονται και οι αντιδραστήρες χρησιμοποιούνται ξανά για να αφυδατώσουν το βουτάνιο.
Η κύρια αντίδραση της αφυδρογόνωσης βουτανίουη φυσιολογική δομή είναι το καταλυτικό παρασκεύασμα ενός μείγματος υδρογόνου και βουτενίων. Εκτός από την κύρια διαδικασία, μπορεί να υπάρχουν πολλές παρενέργειες που περιπλέκουν σημαντικά την αλυσίδα της διαδικασίας. Το προϊόν που προκύπτει από την αφυδρογόνωση θεωρείται πολύτιμη χημική πρώτη ύλη. Η ζήτηση για παραγωγή είναι ο κύριος λόγος για την αναζήτηση νέων τεχνολογικών αλυσίδων για τη μετατροπή των υδρογονανθράκων της περιοριστικής σειράς σε αλκάνια.
