Bütanın hidrojenden arındırılması, akışkanlaştırılmış veya hareketli bir krom ve alüminyum katalizör yatağında gerçekleştirilir. İşlem, 550 ila 575 derece aralığında bir sıcaklıkta gerçekleştirilir. Reaksiyonun özellikleri arasında teknolojik zincirin sürekliliğine dikkat çekiyoruz.
Teknolojik Özellikler
Bütan hidrojen giderme esas olarak temaslı adyabatik reaktörlerde gerçekleştirilir. Reaksiyon, etkileşen gaz halindeki maddelerin kısmi basıncını önemli ölçüde az altan su buharı varlığında gerçekleştirilir. Endotermik termal etki için yüzey reaksiyon aparatlarında kompanzasyon, baca gazları ile yüzeyden ısı verilerek gerçekleştirilir.
Basitleştirilmiş sürüm
Bütanın en basit şekilde hidrojenden arındırılması, alüminyum oksidin bir kromik anhidrit veya potasyum kromat çözeltisi ile emprenye edilmesini içerir.
Ortaya çıkan katalizör, hızlı ve kaliteli bir sürece katkıda bulunur. Bu kimyasal işlem hızlandırıcı, bir fiyat aralığında ekonomiktir.
Üretim şeması
Bütan hidrojen giderme, önemli bir katalizör tüketiminin beklenmediği bir reaksiyondur. Ürün:% sbaşlangıç materyalinin dehidrojenasyonu, gerekli olefinik fraksiyonun izole edildiği ekstraktif damıtma ünitesine alınır. Harici ısıtma seçeneğine sahip boru şeklindeki bir reaktörde bütanın bütadiyene dehidrojenasyonu iyi bir ürün verimi sağlar.
Reaksiyonun özgüllüğü, göreceli güvenliğinde ve ayrıca karmaşık otomatik sistemlerin ve cihazların minimum kullanımındadır. Bu teknolojinin avantajları arasında tasarımların basitliği ve ucuz bir katalizörün düşük tüketimi sayılabilir.
Süreç Özellikleri
Bütanın hidrojenden arındırılması geri dönüşümlü bir işlemdir ve karışımın hacminde bir artış gözlenir. Le Chatelier ilkesine göre, bu süreçteki kimyasal dengeyi etkileşim ürünleri elde etmeye doğru kaydırmak için reaksiyon karışımındaki basıncı düşürmek gerekir.
Optimum, karışık bir krom-alüminyum katalizörü kullanıldığında 575 dereceye kadar sıcaklıklarda atmosferik basınçtır. Kimyasal işlemin hızlandırıcısı, orijinal hidrokarbonun derin yıkımının yan reaksiyonları sırasında oluşan karbon içeren maddelerin yüzeyinde biriktiğinden, aktivitesi azalır. Orijinal aktivitesini eski haline getirmek için, katalizör, baca gazları ile karıştırılmış hava ile üflenerek yenilenir.
Akış Koşulları
Bütanın dehidrojenasyonu sırasında silindirik reaktörlerde doymamış büten oluşur. Reaktör, kurulu özel gaz dağıtım şebekelerine sahiptir.gaz akımı tarafından taşınan katalizör tozunu yakalayan siklonlar.
Bütanın bütenlere dehidrojenasyonu, doymamış hidrokarbonların üretimi için endüstriyel süreçlerin modernizasyonunun temelidir. Bu etkileşime ek olarak, parafinler için başka seçenekler elde etmek için benzer bir teknoloji kullanılır. N-bütanın hidrojenden arındırılması, izobütan, n-bütilen, etilbenzen üretiminin temeli haline geldi.
Teknolojik işlemler arasında bazı farklılıklar vardır, örneğin, bir dizi parafinin tüm hidrokarbonlarını dehidrojene ederken benzer katalizörler kullanılır. Etilbenzen ve olefin üretimi arasındaki analoji sadece bir proses hızlandırıcının kullanımında değil, aynı zamanda benzer ekipmanların kullanımında da vardır.
Katalizör kullanım süresi
Bütanın dehidrojenasyonunu karakterize eden nedir? Bu işlem için kullanılan katalizörün formülü krom oksittir (3). Amfoterik alümina üzerinde çökeltilir. Proses hızlandırıcının kararlılığını ve seçiciliğini arttırmak için potasyum oksit ile taklit edilecektir. Doğru kullanımla, katalizörün tam teşekküllü çalışmasının ortalama süresi bir yıldır.
Kullanıldığı için, oksit karışımı üzerinde kademeli olarak katı bileşiklerin birikmesi gözlenir. Özel kimyasal işlemler kullanılarak zamanında yakılmalıdır.
Katalizör zehirlenmesi su buharı ile oluşur. Butanın dehidrojenasyonunun meydana geldiği bu katalizör karışımı üzerindedir. Reaksiyon denklemi okulda organik derste dikkate alınır.kimya.
Sıcaklığın artması durumunda kimyasal süreçte bir hızlanma gözlenir. Ancak aynı zamanda, işlemin seçiciliği de azalır ve katalizör üzerinde bir kok tabakası biriktirilir. Ek olarak, lisede genellikle aşağıdaki görev sunulur: bütanın dehidrojenasyonu, etanın yanması reaksiyonu için bir denklem yazın. Bu işlemler herhangi bir özel zorluk içermez.
Dehidrojenasyon reaksiyonunun denklemini yazın ve bu reaksiyonun birbirine zıt iki yönde ilerlediğini anlayacaksınız. Reaksiyon hızlandırıcı hacminin bir litresi için saatte yaklaşık 1000 litre gaz halinde bütan vardır, bütanın dehidrojenasyonu bu şekilde gerçekleşir. Doymamış bütenin hidrojen ile birleştirilmesinin reaksiyonu, normal bütanın dehidrojenasyonunun tersi işlemidir. Doğrudan reaksiyonda bütilen verimi ortalama yüzde 50'dir. İşlem atmosfer basıncında ve yaklaşık 60 derecelik bir sıcaklıkta gerçekleştirilirse, dehidrojenasyondan sonra 100 kilogram başlangıç alkanından yaklaşık 90 kilogram bütilen oluşur.
Üretim için hammaddeler
Bütanın dehidrojenasyonuna daha yakından bakalım. Proses denklemi, yağın rafine edilmesi sırasında oluşan besleme stoğunun (gaz karışımı) kullanımına dayanmaktadır. İlk aşamada, bütan fraksiyonu, dehidrojenasyon reaksiyonunun normal seyrine müdahale eden pentenlerden ve izobütenlerden tamamen saflaştırılır.
Bütan nasıl hidrojeni giderir? Bu işlemin denklemi birkaç adım içerir. Arıtmadan sonra, saflaştırılmış maddenin dehidrojenasyonubütadien 1, 3'e bütenler. N-bütanın katalitik dehidrojenasyonu durumunda elde edilen dört karbon atomu içeren konsantre, büten-1, n-bütan ve büten-2 içerir.
Karışımı ideal şekilde ayırmak oldukça problemlidir. Bir çözücü ile ekstraktif ve fraksiyonel damıtma kullanılarak böyle bir ayırma gerçekleştirilebilir ve bu ayırmanın verimliliği artırılabilir.
Ayırma kapasitesi büyük olan aparatlar üzerinde fraksiyonel damıtma gerçekleştirirken, normal bütanı büten-1'den ve ayrıca büten-2'den tamamen ayırmak mümkün hale gelir.
Ekonomik bir bakış açısından, bütanın doymamış hidrokarbonlara dehidrojenasyon süreci ucuz bir üretim olarak kabul edilir. Bu teknoloji, çok çeşitli kimyasal ürünlerin yanı sıra motor benzini elde etmeyi mümkün kılar.
Genel olarak, bu işlem yalnızca doymamış bir alkenin gerekli olduğu ve bütanın maliyetinin düşük olduğu alanlarda gerçekleştirilir. Maliyetteki azalma ve bütanın hidrojen giderme prosedürünün iyileştirilmesi nedeniyle, diolefinlerin ve monolefinlerin kullanım kapsamı önemli ölçüde genişlemiştir.
Bütan hidrojen giderme prosedürü bir veya iki aşamada gerçekleştirilir, reaksiyona girmemiş besleme stoğunun reaktöre geri dönüşü vardır. Sovyetler Birliği'nde ilk kez, bir katalizör yatağında bütan dehidrojenasyonu gerçekleştirildi.
Bütanın kimyasal özellikleri
Polimerizasyon işlemine ek olarak, bütanın bir yanma reaksiyonu vardır. Etan, propan, diğerleriDoğal gazda doymuş hidrokarbonların yeterince temsilcisi vardır, bu nedenle yanma dahil tüm dönüşümlerin hammaddesidir.
Bütanda, karbon atomları sp3-hibrit durumundadır, bu nedenle tüm bağlar tektir, basittir. Bu yapı (tetrahedral şekil) bütanın kimyasal özelliklerini belirler.
İlave reaksiyonlarına giremez, sadece izomerizasyon, sübstitüsyon, dehidrojenasyon süreçleri ile karakterize edilir.
Diatomik halojen molekülleri ile ikame radikal bir mekanizmaya göre gerçekleştirilir ve bu kimyasal etkileşimin uygulanması için oldukça ağır koşullar (ultraviyole ışınlama) gereklidir. Bütanın tüm özelliklerinden, yeterli miktarda ısı salınımının eşlik ettiği yanması pratik öneme sahiptir. Ek olarak, doymuş hidrokarbonun hidrojen giderme işlemi, üretim için özellikle ilgi çekicidir.
Dehidrojenasyon özellikleri
Bütan hidrojen giderme prosedürü, sabit bir katalizör üzerinde harici ısıtma ile boru şeklinde bir reaktörde gerçekleştirilir. Bu durumda bütilen verimi artar, üretim otomasyonu basitleştirilir.
Bu işlemin ana avantajları arasında minimum katalizör tüketimi yer alır. Eksiklikler arasında, önemli miktarda alaşımlı çelik tüketimi, yüksek sermaye yatırımları belirtilmektedir. Ek olarak, bütanın katalitik dehidrasyonu, düşük üretkenliğe sahip oldukları için önemli sayıda birimin kullanılmasını içerir.
Üretim düşük üretkenliğe sahiptir, bu nedenlereaktörlerin bir kısmı dehidrojenasyona odaklanır ve ikinci kısım rejenerasyona dayanır. Ayrıca üretimde çalışan sayısının fazla olması da bu teknolojik zincirin bir dezavantajı olarak görülüyor. Reaksiyonun endotermik olduğu unutulmamalıdır, bu nedenle işlem, inert bir maddenin varlığında yüksek bir sıcaklıkta ilerler.
Fakat böyle bir durumda kaza riski vardır. Bu, ekipmandaki contalar kırılmışsa mümkündür. Reaktöre giren hava, hidrokarbonlarla karıştırıldığında patlayıcı bir karışım oluşturur. Böyle bir durumu önlemek için reaksiyon karışımına su buharı katılarak kimyasal denge sağa kaydırılır.
Tek adımlı süreç varyantı
Örneğin, organik kimya dersinde aşağıdaki görev sunulur: bütan dehidrojenasyonunun reaksiyonu için bir denklem yazın. Böyle bir görevle başa çıkmak için, doymuş hidrokarbonlar sınıfındaki hidrokarbonların temel kimyasal özelliklerini hatırlamak yeterlidir. Tek aşamalı bir bütan dehidrojenasyon işlemi ile bütadien elde etmenin özelliklerini analiz edelim.
Bütan hidrojen giderme pili birkaç ayrı reaktör içerir, sayıları çalışma döngüsüne ve bölümlerin hacmine bağlıdır. Temel olarak, bataryaya beş ila sekiz reaktör dahildir.
Dehidrojenasyon ve rejenerasyon süreci 5-9 dakikadır, buhar üfleme aşaması 5 ila 20 dakika sürer.
Dehidrojenasyon nedeniylebütan sürekli hareket eden bir katmanda gerçekleştirilir, işlem stabildir. Bu, üretimin operasyonel performansının iyileştirilmesine katkıda bulunur, reaktörün verimliliğini artırır.
n-bütanın tek aşamalı hidrojen giderme işlemi, düşük basınçta (0,72 MPa'ya kadar), bir alüminyum-krom katalizörü üzerinde gerçekleştirilen üretim için kullanılandan daha yüksek bir sıcaklıkta gerçekleştirilir.
Teknoloji, rejeneratif tipte bir reaktör kullanımını içerdiğinden, buhar kullanımı hariçtir. Karışımda bütadiene ek olarak bütenler oluşur, bunlar reaksiyon karışımına yeniden verilir.
Bir aşama, kontak gazındaki bütanların reaktör şarjındaki sayılarına oranıyla hesaplanır.
Bu bütan hidrojen giderme yönteminin avantajları arasında, basitleştirilmiş bir teknolojik üretim şeması, hammadde tüketiminde bir azalma ve işlem için elektrik enerjisi maliyetinde bir azalma olduğunu not ediyoruz.
Bu teknolojinin negatif parametreleri, reaksiyona giren bileşenlerin kısa süreli temasıyla temsil edilir. Bu sorunu düzeltmek için gelişmiş otomasyon gereklidir. Bu tür problemlerde bile, tek aşamalı bütan hidrojen giderme, iki aşamalı üretimden daha uygun bir süreçtir.
Bütan bir aşamada hidrojeni giderirken, besleme stoğu 620 derecelik bir sıcaklığa ısıtılır. Karışım reaktöre gönderilir, katalizör ile doğrudan temas halindedir.
Reaktörlerde enderlik yaratmak için,vakum kompresörleri kullanılmaktadır. Kontak gazı soğutma için reaktörü terk eder, ardından ayırmaya gönderilir. Dehidrojenasyon döngüsü tamamlandıktan sonra ham madde bir sonraki reaktörlere aktarılır ve kimyasal işlemin geçtiği reaktörlerden hidrokarbon buharları üflenerek uzaklaştırılır. Ürünler boş altılır ve reaktörler bütan dehidrojenasyonu için yeniden kullanılır.
Sonuç
Normal bütanın ana hidrojen giderme reaksiyonu, bir hidrojen ve büten karışımının katalitik üretimidir. Ana sürece ek olarak, teknolojik zinciri önemli ölçüde karmaşıklaştıran birçok yan süreç olabilir. Dehidrojenasyon sonucu elde edilen ürün, değerli bir kimyasal hammadde olarak kabul edilir. Sınırlayıcı serideki hidrokarbonların alkenlere dönüştürülmesi için yeni teknolojik zincir arayışlarının temel nedeni üretim talebidir.