การดีไฮโดรจีเนชันของบิวเทนจะกระทำในการเดือดหรือเตียงเคลื่อนที่ของตัวเร่งปฏิกิริยาโครเมียมและอะลูมิเนียม กระบวนการนี้ดำเนินการที่อุณหภูมิตั้งแต่ 550 ถึง 575 องศา ในบรรดาคุณสมบัติของปฏิกิริยาเราสังเกตเห็นความต่อเนื่องของห่วงโซ่เทคโนโลยี
การคายน้ำบิวเทนส่วนใหญ่ดำเนินการในติดต่อเครื่องปฏิกรณ์อะเดียแบติก ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นเมื่อมีไอน้ำซึ่งจะช่วยลดความดันบางส่วนของสารก๊าซที่มีปฏิกิริยา การชดเชยในเครื่องทำปฏิกิริยาพื้นผิวของเอฟเฟกต์ความร้อนดูดความร้อนทำได้โดยการให้ความร้อนผ่านพื้นผิวด้วยก๊าซไอเสีย
การขจัดบิวเทนด้วยวิธีที่ง่ายที่สุดเกี่ยวข้องกับการทำให้อลูมิเนียมออกไซด์อิ่มตัวด้วยสารละลายโครเมียมแอนไฮไดรด์หรือโพแทสเซียมโครเมต
ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ได้นั้นก่อให้เกิดกระบวนการที่รวดเร็วและมีคุณภาพสูง สารเร่งกระบวนการทางเคมีนี้มีจำหน่ายในช่วงราคา
ดีไฮโดรจีเนชันของบิวเทนเป็นปฏิกิริยาที่ไม่มีสมมติว่ามีการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่สำคัญ ผลิตภัณฑ์จากการคายน้ำของวัสดุเริ่มต้นจะไปที่หน่วยแก้ไขสารสกัดซึ่งแยกส่วนของโอเลฟินที่ต้องการออก การดีไฮโดรจีเนชันของบิวเทนเป็นบิวทาไดอีนในเครื่องปฏิกรณ์แบบท่อที่มีตัวเลือกการทำความร้อนภายนอกให้ผลผลิตที่ดี
ความจำเพาะของปฏิกิริยาในความสัมพันธ์ความปลอดภัยตลอดจนการใช้ระบบและอุปกรณ์อัตโนมัติที่ซับซ้อนน้อยที่สุด ข้อดีของเทคโนโลยีนี้สามารถกล่าวถึงความเรียบง่ายของการออกแบบเช่นเดียวกับการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาราคาไม่แพง
การดีไฮโดรจีเนชันของบิวเทนสามารถย้อนกลับได้กระบวนการและมีการเพิ่มขึ้นของปริมาณของส่วนผสม ตามหลักการของ Le Chatelier เพื่อที่จะเปลี่ยนสมดุลทางเคมีในกระบวนการนี้ไปสู่การได้รับผลิตภัณฑ์ที่มีปฏิสัมพันธ์จำเป็นต้องลดความดันในส่วนผสมของปฏิกิริยา
ความดันบรรยากาศถือว่าเหมาะสมที่สุดที่อุณหภูมิสูงถึง 575 องศาเมื่อใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาโครเมียม - อลูมิเนียมผสม เนื่องจากตัวเร่งปฏิกิริยาของกระบวนการทางเคมีถูกสะสมไว้บนพื้นผิวของสารที่มีคาร์บอนซึ่งเกิดขึ้นระหว่างปฏิกิริยาข้างเคียงของการทำลายไฮโดรคาร์บอนเริ่มต้นอย่างลึกซึ้งกิจกรรมของมันจะลดลง ในการทำให้มันกลับสู่กิจกรรมเดิมตัวเร่งปฏิกิริยาจะถูกสร้างขึ้นใหม่โดยการเป่าด้วยอากาศซึ่งผสมกับก๊าซไอเสีย
เมื่อขาดน้ำบิวเทนจะเกิดขึ้นในเครื่องปฏิกรณ์ทรงกระบอกบิวทีนไม่อิ่มตัว เครื่องปฏิกรณ์มีกริดการจ่ายก๊าซพิเศษติดตั้งไซโคลนซึ่งช่วยให้ดักจับฝุ่นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ไหลออกไปโดยการไหลของก๊าซ
การคายน้ำของบิวเทนเป็นบิวเทนเป็นพื้นฐานเพื่อความทันสมัยของกระบวนการอุตสาหกรรมสำหรับการผลิตไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัว นอกเหนือจากการโต้ตอบนี้แล้วยังมีการใช้เทคโนโลยีที่คล้ายคลึงกันเพื่อให้ได้พาราฟินในรูปแบบอื่น ๆ การดีไฮโดรจีเนชันของเอ็น - บิวเทนกลายเป็นพื้นฐานสำหรับการผลิตไอโซบิวเทน, เอ็น - บิวทิลีน, เอทิลเบนซีน
มีบ้างความแตกต่างเช่นในการดีไฮโดรจีเนชันของสารไฮโดรคาร์บอนทั้งหมดของพาราฟินชุดหนึ่งจะใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่คล้ายกัน การเปรียบเทียบระหว่างการผลิตเอทิลเบนซีนและโอเลฟินส์ไม่เพียง แต่ในการใช้ตัวเร่งกระบวนการเดียวเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการใช้อุปกรณ์ที่คล้ายคลึงกันด้วย
ลักษณะของการดีไฮโดรจีเนชันบิวเทนคืออะไร?ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้สำหรับกระบวนการนี้คือโครเมียมออกไซด์ (3) มันถูกฝากไว้บน amphoteric alumina เพื่อเพิ่มความเสถียรและความสามารถในการคัดเลือกของตัวเร่งกระบวนการจำลองด้วยโพแทสเซียมออกไซด์ เมื่อใช้อย่างถูกต้องอายุของตัวเร่งปฏิกิริยาเฉลี่ยคือหนึ่งปี
ในระหว่างการทำงานจะสังเกตเห็นการสะสมของสารประกอบของแข็งบนส่วนผสมออกไซด์อย่างค่อยเป็นค่อยไป ต้องเผาทิ้งในเวลาที่เหมาะสมโดยใช้กระบวนการทางเคมีพิเศษ
พิษของตัวเร่งปฏิกิริยาเกิดขึ้นกับไอน้ำ มันอยู่บนส่วนผสมของตัวเร่งปฏิกิริยาที่ทำให้เกิดการคายน้ำของบิวเทน สมการปฏิกิริยาได้รับการพิจารณาที่โรงเรียนในรายวิชาเคมีอินทรีย์
หากอุณหภูมิสูงขึ้นการเร่งกระบวนการทางเคมี แต่ในขณะเดียวกันการคัดเลือกของกระบวนการก็ลดลงเช่นกันและชั้นโค้กจะตกตะกอนบนตัวเร่งปฏิกิริยา นอกจากนี้ในโรงเรียนมัธยมมักเสนองานต่อไปนี้: เขียนสมการสำหรับปฏิกิริยาของการคายน้ำบิวเทนการเผาไหม้อีเทน กระบวนการเหล่านี้ไม่เกี่ยวข้องกับปัญหาใด ๆ โดยเฉพาะ
เขียนสมการสำหรับปฏิกิริยาดีไฮโดรจีเนชันและคุณคุณจะเข้าใจว่าปฏิกิริยานี้ดำเนินไปในสองทิศทางซึ่งกันและกัน ปริมาตรตัวเร่งปฏิกิริยาหนึ่งลิตรมีบิวเทนประมาณ 1,000 ลิตรในรูปแบบก๊าซต่อชั่วโมงนี่คือวิธีที่เกิดการคายน้ำของบิวเทน ปฏิกิริยาของการรวมบิวทีนไม่อิ่มตัวกับไฮโดรเจนเป็นการย้อนกลับของการคายน้ำของบิวเทนปกติ ผลผลิตบิวทิลีนในปฏิกิริยาโดยตรงเฉลี่ย 50 เปอร์เซ็นต์ จากอัลเคนเริ่มต้น 100 กิโลกรัมหลังการคายน้ำจะเกิดบิวทิลีนประมาณ 90 กิโลกรัมหากกระบวนการดำเนินการที่ความดันบรรยากาศและอุณหภูมิประมาณ 60 องศา
ให้เราพิจารณารายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับการคายน้ำของบิวเทนสมการของกระบวนการขึ้นอยู่กับการใช้วัตถุดิบ (ส่วนผสมของก๊าซ) ที่เกิดขึ้นระหว่างการกลั่นน้ำมัน ในระยะเริ่มต้นเศษบิวเทนจะถูกทำให้บริสุทธิ์อย่างทั่วถึงจากเพนเทนและไอโซบูเตนซึ่งขัดขวางกระบวนการปกติของปฏิกิริยาดีไฮโดรจีเนชัน
การคายน้ำบิวเทนเกิดขึ้นได้อย่างไร?สมการของกระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับหลายขั้นตอน หลังจากการทำให้บริสุทธิ์บิวทีนที่ผ่านการทำให้บริสุทธิ์จะถูก dehydrogenated เป็นบิวทาไดอีน 1, 3 ในอาหารข้นที่มีคาร์บอนสี่อะตอมซึ่งได้มาในกรณีของการเร่งปฏิกิริยาดีไฮโดรจีเนชันของ n-บิวเทน, บิวทีน -1, เอ็น - บิวเทนและบิวเทน -2
การแยกส่วนผสมที่สมบูรณ์แบบก็เพียงพอแล้วมีปัญหา เมื่อใช้การสกัดและการกลั่นแบบเศษส่วนด้วยตัวทำละลายสามารถแยกสารที่คล้ายกันได้และประสิทธิภาพของการแยกนี้จะเพิ่มขึ้น
เมื่อทำการกลั่นแบบเศษส่วนในอุปกรณ์ที่มีความสามารถในการแยกขนาดใหญ่จะสามารถแยกบิวเทนปกติออกจากบิวทีน -1 ได้อย่างเต็มที่เช่นเดียวกับบิวทีน -2
จากมุมมองทางเศรษฐกิจกระบวนการการดีไฮโดรจีเนชันของบิวเทนเป็นไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัวถือเป็นการผลิตที่ไม่แพง เทคโนโลยีนี้ทำให้ได้รับน้ำมันเบนซินสำหรับรถยนต์รวมถึงผลิตภัณฑ์เคมีที่หลากหลาย
โดยทั่วไปกระบวนการนี้จะดำเนินการเฉพาะในบริเวณที่ต้องการแอลคีนไม่อิ่มตัวและบิวเทนมีต้นทุนต่ำ เนื่องจากกระบวนการดีไฮโดรจีเนชันของบิวเทนถูกทำให้ถูกลงและปรับปรุงขอบเขตของการใช้ไดโอเลฟินส์และโมโนเลนฟินจึงขยายตัวอย่างมีนัยสำคัญ
ขั้นตอนการคายน้ำบิวเทนจะดำเนินการในหนึ่งหรือสองขั้นตอนจะสังเกตเห็นการส่งคืนวัตถุดิบที่ไม่ได้ทำปฏิกิริยาไปยังเครื่องปฏิกรณ์ เป็นครั้งแรกในสหภาพโซเวียตบิวเทนถูกคายน้ำในเตียงตัวเร่งปฏิกิริยา
นอกจากกระบวนการพอลิเมอไรเซชันแล้วบิวเทนยังมีปฏิกิริยาการเผาไหม้ อีเทนโพรเพนและตัวแทนอื่น ๆ ของไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวมีอยู่ในก๊าซธรรมชาติอย่างเพียงพอดังนั้นก๊าซนี้จึงเป็นวัตถุดิบสำหรับการเปลี่ยนแปลงทั้งหมดรวมถึงการเผาไหม้
ในบิวเทนอะตอมของคาร์บอนจะอยู่ในสถานะไฮบริด sp3 ดังนั้นพันธะทั้งหมดจึงเป็นแบบเดี่ยวเรียบง่าย โครงสร้างนี้ (รูปทรงจัตุรมุข) กำหนดคุณสมบัติทางเคมีของบิวเทน
ไม่สามารถเข้าสู่ปฏิกิริยานอกจากนี้มีลักษณะเฉพาะโดยกระบวนการไอโซเมอไรเซชันการทดแทนและการคายน้ำ
การแทนที่ด้วยโมเลกุลของไดอะตอมมิคฮาโลเจนดำเนินการโดยกลไกที่รุนแรงและสำหรับการใช้งานปฏิสัมพันธ์ทางเคมีนี้ต้องใช้สภาวะที่ค่อนข้างรุนแรง (การฉายรังสีอัลตราไวโอเลต) จากคุณสมบัติทั้งหมดของบิวเทนความสำคัญในทางปฏิบัติคือการเผาไหม้พร้อมกับการปล่อยความร้อนในปริมาณที่เพียงพอ นอกจากนี้กระบวนการของการดีไฮโดรจีเนชันของไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวยังเป็นที่น่าสนใจสำหรับการผลิต
ขั้นตอนการดีไฮโดรจีเนชันของบิวเทนจะดำเนินการในเครื่องปฏิกรณ์แบบท่อที่มีความร้อนภายนอกบนตัวเร่งปฏิกิริยาคงที่ ในกรณีนี้ผลผลิตของบิวทิลีนจะเพิ่มขึ้นและทำให้การผลิตอัตโนมัติง่ายขึ้น
ข้อดีหลัก ๆ ของกระบวนการนี้คือเน้นการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาขั้นต่ำ ในบรรดาข้อเสียคือการบริโภคเหล็กอัลลอยด์อย่างมีนัยสำคัญการลงทุนสูง นอกจากนี้การคายน้ำของตัวเร่งปฏิกิริยาของบิวเทนยังเกี่ยวข้องกับการใช้หน่วยจำนวนมากเนื่องจากมีผลผลิตต่ำ
การผลิตมีผลผลิตต่ำดังนั้นในฐานะส่วนหนึ่งของเครื่องปฏิกรณ์พวกเขามุ่งเน้นไปที่การคายน้ำและส่วนที่สองขึ้นอยู่กับการสร้าง นอกจากนี้จำนวนพนักงานในการผลิตยังถือเป็นข้อเสียของห่วงโซ่เทคโนโลยีนี้ ต้องจำไว้ว่าปฏิกิริยาคือการดูดความร้อนดังนั้นกระบวนการนี้จะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงขึ้นต่อหน้าสารเฉื่อย
แต่ในสถานการณ์เช่นนี้มีความเสี่ยงอุบัติเหตุ. สิ่งนี้เป็นไปได้หากซีลในอุปกรณ์แตก อากาศที่เข้าสู่เครื่องปฏิกรณ์เมื่อผสมกับไฮโดรคาร์บอนจะทำให้เกิดส่วนผสมที่ระเบิดได้ เพื่อป้องกันสถานการณ์ดังกล่าวสมดุลทางเคมีจะเลื่อนไปทางขวาโดยการนำไอน้ำเข้าไปในส่วนผสมของปฏิกิริยา
ตัวอย่างเช่นหลักสูตรเคมีอินทรีย์เปิดสอนงานดังกล่าว: เขียนสมการสำหรับปฏิกิริยาของการดีไฮโดรจีเนชันของบิวเทน เพื่อที่จะรับมือกับงานดังกล่าวก็เพียงพอที่จะระลึกถึงคุณสมบัติทางเคมีพื้นฐานของไฮโดรคาร์บอนในชั้นไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัว ให้เราวิเคราะห์ลักษณะเฉพาะของการผลิตบิวทาไดอีนด้วยกระบวนการดีไฮโดรจีเนชันบิวเทนขั้นตอนเดียว
แบตเตอรี่บิวเทนดีไฮโดรจีเนชันประกอบด้วยเครื่องปฏิกรณ์แยกหลายตัวจำนวนขึ้นอยู่กับวัฏจักรของการทำงานเช่นเดียวกับปริมาตรของส่วนต่างๆ โดยทั่วไปแบตเตอรี่ประกอบด้วยเครื่องปฏิกรณ์ห้าถึงแปดเครื่อง
กระบวนการกำจัดน้ำและการฟื้นฟูย้อนกลับใช้เวลา 5-9 นาทีขั้นตอนการเป่าไอน้ำใช้เวลา 5 ถึง 20 นาที
เนื่องจากความจริงแล้วการคายน้ำของบิวเทนดำเนินการในชั้นที่เคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่องกระบวนการมีเสถียรภาพ สิ่งนี้ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการดำเนินงานของการผลิตเพิ่มผลผลิตของเครื่องปฏิกรณ์
กระบวนการ dehydrogenation ขั้นตอนเดียวของ n-butane ดำเนินการที่ความดันต่ำ (สูงถึง 0.72 MPa) ที่อุณหภูมิสูงกว่าที่ใช้ในการผลิตโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาโครเมียมอลูมินา
เนื่องจากเทคโนโลยีนี้เกี่ยวข้องกับการใช้เครื่องปฏิกรณ์แบบปฏิรูปจึงไม่รวมการใช้ไอน้ำ นอกจากบิวทาไดอีนแล้วบิวเทนยังเกิดขึ้นในส่วนผสมพวกมันจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่ในส่วนผสมของปฏิกิริยา
ขั้นตอนหนึ่งคำนวณโดยใช้อัตราส่วนของบิวเทนที่มีอยู่ในก๊าซสัมผัสกับจำนวนของมันในประจุของเครื่องปฏิกรณ์
ข้อดีของวิธีการดีไฮโดรจีเนชันนี้บิวเทนเราสังเกตเห็นรูปแบบเทคโนโลยีที่เรียบง่ายของการผลิตการลดลงของการใช้วัตถุดิบรวมถึงการลดการใช้พลังงานไฟฟ้าสำหรับกระบวนการนี้
พารามิเตอร์เชิงลบของเทคโนโลยีนี้แสดงโดยช่วงเวลาสั้น ๆ ของการสัมผัสกับส่วนประกอบที่ทำปฏิกิริยา จำเป็นต้องใช้ระบบอัตโนมัติที่ซับซ้อนเพื่อแก้ไขปัญหานี้ แม้จะมีปัญหาเหล่านี้อยู่ในใจ แต่การดีไฮโดรจีเนชันบิวเทนขั้นตอนเดียวก็เป็นกระบวนการที่ดีกว่าการผลิตแบบสองขั้นตอน
เมื่อกำจัดบิวเทนในขั้นตอนเดียววัตถุดิบจะถูกทำให้ร้อนที่อุณหภูมิ 620 องศา ส่วนผสมจะถูกส่งไปยังเครื่องปฏิกรณ์ซึ่งสัมผัสโดยตรงกับตัวเร่งปฏิกิริยา
ในการสร้างปฏิกิริยาหายากในเครื่องปฏิกรณ์ให้ใช้เครื่องอัดสุญญากาศ ก๊าซสัมผัสไปจากเครื่องปฏิกรณ์เพื่อระบายความร้อนจากนั้นจะถูกส่งไปแยก หลังจากเสร็จสิ้นวงจรการดีไฮโดรจีเนชันวัตถุดิบจะถูกถ่ายโอนไปยังเครื่องปฏิกรณ์ถัดไปและจากที่ผ่านกระบวนการทางเคมีแล้วไอระเหยของไฮโดรคาร์บอนจะถูกกำจัดออกโดยการเป่า ผลิตภัณฑ์จะถูกอพยพออกและเครื่องปฏิกรณ์จะถูกใช้อีกครั้งสำหรับการดีไฮโดรจีเนชันของบิวเทน
ปฏิกิริยาหลักของการดีไฮโดรจีเนชันของบิวเทนโครงสร้างปกติคือการเร่งปฏิกิริยาของส่วนผสมของไฮโดรเจนและบิวเทน นอกเหนือจากกระบวนการหลักแล้วอาจมีกระบวนการด้านข้างอีกมากมายที่ทำให้ห่วงโซ่เทคโนโลยีซับซ้อนขึ้นอย่างมาก ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการคายน้ำถือเป็นวัตถุดิบทางเคมีที่มีคุณค่า เป็นความต้องการในการผลิตซึ่งเป็นเหตุผลหลักในการค้นหาเครือข่ายเทคโนโลยีใหม่สำหรับการเปลี่ยนการ จำกัด ไฮโดรคาร์บอนเป็นอัลคีน
