ब्यूटेन की निर्जलीकरण

ब्यूटेन का डीहाइड्रोजनीकरण एक उबलते में किया जाता हैक्रोमियम और एल्यूमीनियम उत्प्रेरक की एक चलती बिस्तर। प्रक्रिया को 550 से 575 डिग्री तक के तापमान पर किया जाता है। प्रतिक्रिया की विशेषताओं के बीच, हम तकनीकी श्रृंखला की निरंतरता पर ध्यान देते हैं।

प्रौद्योगिकी की विशेषताएं

ब्यूटेन डिहाइड्रोजनेशन मुख्य रूप से अंदर किया जाता हैएडियाबेटिक रिएक्टरों से संपर्क करें। प्रतिक्रिया जल वाष्प की उपस्थिति में की जाती है, जो अंतःक्रियात्मक गैसीय पदार्थों के आंशिक दबाव को कम करती है। एंडोथर्मिक ताप प्रभाव की सतह प्रतिक्रिया तंत्र में मुआवजा सतह को गैसों के माध्यम से गर्मी की आपूर्ति करके किया जाता है।

सरलीकृत संस्करण

सरल तरीके से ब्यूटेन के निर्जलीकरण में क्रोमियम एनहाइड्राइड या पोटेशियम क्रोमेट के समाधान के साथ एल्यूमीनियम ऑक्साइड का संसेचन शामिल है।

परिणामस्वरूप उत्प्रेरक एक तेज और उच्च गुणवत्ता वाली प्रक्रिया में योगदान देता है। यह रासायनिक प्रक्रिया त्वरक एक मूल्य सीमा में उपलब्ध है।

उत्पादन योजना

ब्यूटेन का डीहाइड्रोजनीकरण एक प्रतिक्रिया है जिसमें नंमहत्वपूर्ण उत्प्रेरक खपत मान लिया गया है। शुरुआती सामग्री के डिहाइड्रोजनेशन के उत्पाद निकालने वाले परिशोधन इकाई में जाते हैं, जहां आवश्यक ओलेफिन अंश को अलग किया जाता है। बाहरी हीटिंग विकल्प के साथ ट्यूबलर रिएक्टर में ब्यूटेन के ब्यूटेन का निर्जलीकरण एक अच्छा उत्पाद उपज प्रदान करता है।

अपने रिश्तेदार में प्रतिक्रिया की विशिष्टतासुरक्षा, साथ ही साथ जटिल स्वचालित प्रणालियों और उपकरणों के न्यूनतम उपयोग में। इस तकनीक के फायदों के बीच डिजाइन की सादगी का उल्लेख किया जा सकता है, साथ ही एक सस्ती उत्प्रेरक की कम खपत भी।

प्रक्रिया सुविधाएँ

ब्यूटेन डिहाइड्रोजनेशन प्रतिवर्ती हैप्रक्रिया, और मिश्रण की मात्रा में वृद्धि है। ले चेटेलियर के सिद्धांत के अनुसार, इस प्रक्रिया में रासायनिक संतुलन को बातचीत के उत्पादों को प्राप्त करने की दिशा में स्थानांतरित करने के लिए, प्रतिक्रिया मिश्रण में दबाव को कम करना आवश्यक है।

वायुमंडलीय दबाव को इष्टतम माना जाता हैमिश्रित क्रोमियम-एल्यूमीनियम उत्प्रेरक का उपयोग करते समय तापमान 575 डिग्री तक। जैसा कि रासायनिक प्रक्रिया का त्वरक कार्बन युक्त पदार्थों की सतह पर जमा होता है, जो प्रारंभिक हाइड्रोकार्बन के गहरे विनाश के पक्ष प्रतिक्रियाओं के दौरान बनते हैं, इसकी गतिविधि कम हो जाती है। इसकी मूल गतिविधि को बहाल करने के लिए, उत्प्रेरक को हवा के साथ उड़ाकर पुनर्जीवित किया जाता है, जिसे ग्रू गैसों के साथ मिलाया जाता है।

प्रवाह की स्थिति

जब निर्जलित, ब्यूटेन में बनता हैबेलनाकार रिएक्टर असंतृप्त ब्यूटेन। रिएक्टर में विशेष गैस वितरण ग्रिड होते हैं, चक्रवात स्थापित होते हैं, जो गैस प्रवाह द्वारा किए गए उत्प्रेरक धूल को फंसाने की अनुमति देते हैं।

ब्यूटेन से ब्यूटेन का निर्जलीकरण आधार हैअसंतृप्त हाइड्रोकार्बन के उत्पादन के लिए औद्योगिक प्रक्रियाओं के आधुनिकीकरण के लिए। इस इंटरैक्शन के अलावा, पैराफिन के अन्य वेरिएंट प्राप्त करने के लिए एक समान तकनीक का उपयोग किया जाता है। एन-ब्यूटेन का डिहाइड्रोजनेशन आइसोब्यूटेन, एन-ब्यूटिलीन, एथिलबेनज़ीन के उत्पादन का आधार बन गया।

कुछ हैंउदाहरण के लिए, पैराफिन की एक श्रृंखला के सभी हाइड्रोकार्बन के निर्जलीकरण में, समान उत्प्रेरक का उपयोग किया जाता है। एथिलबेंज़िन और ओलेफिन के उत्पादन के बीच समानता न केवल एक एकल प्रक्रिया त्वरक के उपयोग में है, बल्कि इसी तरह के उपकरणों के उपयोग में भी है।

उत्प्रेरक उपयोग की अवधि

ब्यूटेन डिहाइड्रोजनेशन की विशेषता क्या है?इस प्रक्रिया के लिए प्रयुक्त उत्प्रेरक क्रोमियम ऑक्साइड (3) है। यह एम्फोटेरिक एल्युमिना पर जमा होता है। प्रक्रिया त्वरक की स्थिरता और चयनात्मकता बढ़ाने के लिए, इसे पोटेशियम ऑक्साइड के साथ जोड़ा जाता है। जब सही तरीके से उपयोग किया जाता है, तो औसत उत्प्रेरक जीवन एक वर्ष होता है।

इसके संचालन के दौरान, ऑक्साइड मिश्रण पर ठोस यौगिकों का क्रमिक बयान देखा जाता है। उन्हें विशेष रासायनिक प्रक्रियाओं का उपयोग करके समय पर जलाया जाना चाहिए।

उत्प्रेरक विषाक्तता जल वाष्प के साथ होती है। यह उत्प्रेरक के इस मिश्रण पर है कि ब्यूटेन डिहाइड्रोजनीकरण होता है। कार्बनिक रसायन विज्ञान के पाठ्यक्रम में प्रतिक्रिया समीकरण को स्कूल में माना जाता है।

यदि तापमान बढ़ता है,रासायनिक प्रक्रिया का त्वरण। लेकिन एक ही समय में, प्रक्रिया की चयनात्मकता भी कम हो जाती है, और कोक परत उत्प्रेरक पर बैठ जाती है। इसके अलावा, हाई स्कूल में, निम्न कार्य अक्सर पूछा जाता है: ब्यूटेन डिहाइड्रोजनेशन, एथेन दहन की प्रतिक्रिया के लिए समीकरण लिखें। इन प्रक्रियाओं में कोई विशेष कठिनाई शामिल नहीं है।

निर्जलीकरण प्रतिक्रिया और आप के लिए समीकरण लिखिएआप समझेंगे कि यह प्रतिक्रिया दो पारस्परिक दिशाओं में आगे बढ़ती है। प्रति घंटे गैसीय रूप में लगभग 1000 लीटर ब्यूटेन के लिए प्रतिक्रिया त्वरक की मात्रा का एक लीटर है, यह है कि ब्यूटेन निर्जलीकरण कैसे होता है। हाइड्रोजन के साथ असंतृप्त ब्यूटेन के संयोजन की प्रतिक्रिया सामान्य ब्यूटेन के निर्जलीकरण के विपरीत है। प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया में ब्यूटाइल उपज औसतन 50 प्रतिशत है। निर्जलीकरण के बाद प्रारंभिक अल्केन के 100 किलोग्राम से, लगभग 90 किलोग्राम ब्यूटाइलीन का निर्माण होता है यदि प्रक्रिया वायुमंडलीय दबाव और लगभग 60 डिग्री के तापमान पर की जाती है।

उत्पादन के लिए कच्चा माल

आइए हम ब्यूटेन के निर्जलीकरण के बारे में अधिक विस्तार से विचार करें।प्रक्रिया समीकरण तेल शोधन के दौरान गठित फीडस्टॉक (गैस मिश्रण) के उपयोग पर आधारित है। प्रारंभिक चरण में, ब्यूटेन अंश को पूरी तरह से पेंटेनेस और आइसोब्यूटेन से शुद्ध किया जाता है, जो डिहाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रिया के सामान्य पाठ्यक्रम में हस्तक्षेप करता है।

ब्यूटेन डिहाइड्रोजनेशन कैसे होता है?इस प्रक्रिया के समीकरण में कई चरण शामिल हैं। शुद्धि के बाद, शुद्ध ब्यूटेन को ब्यूटाडीन 1 से निर्जलित किया जाता है। 3. चार कार्बन परमाणुओं वाले सांद्रता में, जो एन-ब्यूटेन, ब्यूटेन -1, एन-ब्यूटेन और ब्यूटेन -2 के उत्प्रेरक डीहाइड्रोजनीकरण के मामले में प्राप्त होता है।

मिश्रण का सही पृथक्करण पर्याप्त हैसमस्याग्रस्त। विलायक के साथ निष्कर्षण और भिन्नात्मक आसवन का उपयोग करते समय, एक समान पृथक्करण किया जा सकता है और इस पृथक्करण की दक्षता को बढ़ाया जा सकता है।

जब एक बड़ी पृथक्करण क्षमता वाले एपराट्यूज़ पर भिन्नात्मक आसवन किया जाता है, तो यह ब्यूटेन -1 और ब्यूटेन -2 से सामान्य ब्यूटेन को पूरी तरह से अलग करना संभव हो जाता है।

आर्थिक दृष्टिकोण से, प्रक्रियाअसंतृप्त हाइड्रोकार्बन के लिए ब्यूटेन के निर्जलीकरण को एक सस्ती प्रक्रिया माना जाता है। यह तकनीक मोटर गैसोलीन के साथ-साथ कई प्रकार के रासायनिक उत्पादों को प्राप्त करना संभव बनाती है।

मूल रूप से, इस प्रक्रिया को केवल में किया जाता हैउन क्षेत्रों में जहां असंतृप्त अल्केन की आवश्यकता होती है और ब्यूटेन कम लागत का होता है। ब्यूटेन डिहाइड्रोजनीकरण प्रक्रिया के सस्ता होने और सुधार के कारण, डायोलेफिन और मोनोलफिन के उपयोग का दायरा काफी बढ़ गया है।

ब्यूटेन डिहाइड्रोजनीकरण प्रक्रिया अंदर की जाती हैएक या दो चरणों, रिएक्टर के लिए अपरिवर्तित कच्चे माल की वापसी देखी जाती है। सोवियत संघ में पहली बार, ब्यूटेन को उत्प्रेरक बिस्तर में निर्जलित किया गया था।

ब्यूटेन के रासायनिक गुण

पोलीमराइजेशन प्रक्रिया के अलावा, ब्यूटेन में हैदहन की प्रतिक्रिया। एथेन, प्रोपेन, और संतृप्त हाइड्रोकार्बन के अन्य प्रतिनिधि पर्याप्त रूप से प्राकृतिक गैस में निहित हैं, इसलिए यह यह गैस है जो दहन सहित सभी परिवर्तनों के लिए कच्चा माल है।

ब्यूटेन में, कार्बन परमाणु 3-संकर राज्य में हैं, इसलिए सभी बंधन एकल, सरल हैं। यह संरचना (टेट्राहेड्रल आकार) ब्यूटेन के रासायनिक गुणों को निर्धारित करती है।

यह अतिरिक्त प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करने में सक्षम नहीं है, यह केवल आइसोमेरिज़ेशन, प्रतिस्थापन, और निर्जलीकरण प्रक्रियाओं द्वारा विशेषता है।

डायटोमिक हैलोजन अणुओं के साथ प्रतिस्थापनएक कट्टरपंथी तंत्र द्वारा किया जाता है, और इस रासायनिक बातचीत के कार्यान्वयन के लिए कठोर परिस्थितियों (पराबैंगनी विकिरण) की आवश्यकता होती है। ब्यूटेन के सभी गुणों में से, व्यावहारिक महत्व इसकी दहन है, पर्याप्त मात्रा में गर्मी की रिहाई के साथ। इसके अलावा, संतृप्त हाइड्रोकार्बन डिहाइड्रोजनीकरण की प्रक्रिया उत्पादन के लिए विशेष रुचि है।

निर्जलीकरण की विशिष्टता

ब्यूटेन डिहाइड्रोजनेशन प्रक्रिया एक ट्यूबलर रिएक्टर में बाहरी उत्प्रेरक के साथ एक निश्चित उत्प्रेरक पर की जाती है। इस मामले में, ब्यूटिलीन का उत्पादन बढ़ता है, और उत्पादन का स्वचालन सरल होता है।

इस प्रक्रिया के मुख्य लाभों में से हैंन्यूनतम उत्प्रेरक खपत को उजागर करें। नुकसान के बीच मिश्र धातु स्टील्स, उच्च पूंजी निवेश की महत्वपूर्ण खपत है। इसके अलावा, ब्यूटेन के उत्प्रेरक निर्जलीकरण में इकाइयों की एक महत्वपूर्ण संख्या का उपयोग शामिल है, क्योंकि उनके पास कम उत्पादकता है।

उत्पादन में कम उत्पादकता है, इसलिएरिएक्टरों के हिस्से के रूप में, वे निर्जलीकरण की ओर उन्मुख हैं, और उनमें से दूसरा भाग पुनर्जनन पर आधारित है। इसके अलावा, उत्पादन में कर्मचारियों की संख्या को भी इस तकनीकी श्रृंखला का नुकसान माना जाता है। यह याद रखना चाहिए कि प्रतिक्रिया एंडोथर्मिक है, इसलिए प्रक्रिया एक ऊंचा तापमान पर, एक निष्क्रिय पदार्थ की उपस्थिति में होती है।

लेकिन ऐसी स्थिति में जोखिम होता हैदुर्घटनाओं। यह संभव है अगर उपकरण में सील टूट गई हो। हाइड्रोकार्बन के साथ मिश्रित होने पर, रिएक्टर में प्रवेश करने वाली हवा, एक विस्फोटक मिश्रण बनाती है। ऐसी स्थिति को रोकने के लिए, रासायनिक संतुलन को प्रतिक्रिया मिश्रण में जल वाष्प को शुरू करके दाईं ओर स्थानांतरित किया जाता है।

एक-चरण प्रक्रिया विकल्प

उदाहरण के लिए, कार्बनिक रसायन विज्ञान पाठ्यक्रम प्रदान करता हैऐसा कार्य: ब्यूटेन डिहाइड्रोजनेशन की प्रतिक्रिया के लिए समीकरण लिखें। इस तरह के कार्य का सामना करने के लिए, संतृप्त हाइड्रोकार्बन वर्ग के हाइड्रोकार्बन के बुनियादी रासायनिक गुणों को याद करना पर्याप्त है। आइए हम एक-चरण ब्यूटेन डिहाइड्रोजनीकरण प्रक्रिया द्वारा ब्यूटाडीन उत्पादन की ख़ासियतों का विश्लेषण करें।

ब्यूटेन डिहाइड्रोजनेशन बैटरी में शामिल हैंकई अलग-अलग रिएक्टर, उनकी संख्या काम के चक्र पर निर्भर करती है, साथ ही साथ वर्गों की मात्रा पर भी। असल में, बैटरी में पाँच से आठ रिएक्टर शामिल हैं।

निर्जलीकरण और रिवर्स पुनर्जनन प्रक्रिया में 5-9 मिनट लगते हैं, स्टीम उड़ाने की अवस्था में 5 से 20 मिनट लगते हैं।

इस तथ्य के कारण कि ब्यूटेन का निर्जलीकरणएक सतत चलती परत में किया जाता है, प्रक्रिया स्थिर है। यह उत्पादन के परिचालन मापदंडों में सुधार करने में मदद करता है, रिएक्टर की उत्पादकता बढ़ाता है।

एन-ब्यूटेन के एक-चरण डिहाइड्रोजनेशन की प्रक्रिया कम दबाव (0.72 एमपीए तक) पर की जाती है, एक क्रोमियम एल्यूमिना उत्प्रेरक पर किए गए उत्पादन के लिए उपयोग किए जाने वाले तापमान से अधिक होता है।

चूंकि प्रौद्योगिकी में एक पुनर्योजी प्रकार के रिएक्टर का उपयोग शामिल है, इसलिए जल वाष्प का उपयोग बाहर रखा गया है। ब्यूटाडाइन के अलावा, ब्यूटेन मिश्रण में बनते हैं, उन्हें प्रतिक्रिया मिश्रण में फिर से जोड़ा जाता है।

रिएक्टर चार्ज में एक चरण की गणना संपर्क गैस में मौजूद ब्यूटेन के अनुपात के माध्यम से की जाती है।

इस निर्जलीकरण विधि के फायदों मेंब्यूटेन, हम उत्पादन की एक सरल तकनीकी योजना, कच्चे माल की खपत में कमी, साथ ही प्रक्रिया के लिए विद्युत ऊर्जा की खपत में कमी पर ध्यान देते हैं।

इस तकनीक के नकारात्मक पैरामीटरप्रतिक्रियाशील घटकों के संपर्क की छोटी अवधि का प्रतिनिधित्व किया। इस समस्या को ठीक करने के लिए जटिल स्वचालन की आवश्यकता होती है। यहां तक ​​कि ऐसी समस्याओं को ध्यान में रखते हुए, दो-चरण उत्पादन की तुलना में एक-चरण ब्यूटेन डिहाइड्रोजनीकरण एक अधिक अनुकूल प्रक्रिया है।

एक चरण में ब्यूटेन के निर्जलीकरण के दौरान, फीडस्टॉक को 620 डिग्री के तापमान पर गरम किया जाता है। मिश्रण को रिएक्टर के लिए भेजा जाता है, यह उत्प्रेरक के सीधे संपर्क में है।

रिएक्टरों में दुर्लभता पैदा करने के लिए,वैक्यूम कम्प्रेसर। संपर्क गैस को ठंडा करने के लिए रिएक्टर से जाता है, फिर इसे अलग करने के लिए भेजा जाता है। डिहाइड्रोजनीकरण चक्र पूरा होने के बाद, फीडस्टॉक को अगले रिएक्टरों में स्थानांतरित कर दिया जाता है, और उन जगहों से जहां रासायनिक प्रक्रिया पहले ही गुजर चुकी है, हाइड्रोकार्बन वाष्पों को उड़ाकर हटा दिया जाता है। उत्पादों को खाली कर दिया जाता है और रिएक्टरों को फिर से ब्यूटेन डिहाइड्रोजनीकरण के लिए उपयोग किया जाता है।

निष्कर्ष

ब्यूटेन डिहाइड्रोजनीकरण की मुख्य प्रतिक्रियासामान्य संरचना हाइड्रोजन और ब्यूटेन के मिश्रण का उत्प्रेरक उत्पादन है। मुख्य प्रक्रिया के अलावा, कई पक्ष हो सकते हैं, जो तकनीकी श्रृंखला को काफी जटिल करते हैं। निर्जलीकरण के परिणामस्वरूप प्राप्त होने वाला उत्पाद एक मूल्यवान रासायनिक कच्चे माल माना जाता है। यह उत्पादन की मांग है जो हाइड्रोकार्बन को टोकन में सीमित करने के लिए नई तकनीकी श्रृंखलाओं की खोज का मुख्य कारण है।