Penyahhidrogenan butana dijalankan dalam lapisan terbendalir atau bergerak daripada pemangkin kromium dan aluminium. Proses ini dijalankan pada suhu dalam julat dari 550 hingga 575 darjah. Antara ciri tindak balas, kami perhatikan kesinambungan rantaian teknologi.
Ciri Teknologi
Penyahhidrogenan butana terutamanya dijalankan dalam reaktor adiabatik sentuhan. Tindak balas dilakukan dengan kehadiran wap air, yang secara signifikan menurunkan tekanan separa bahan gas yang berinteraksi. Pampasan dalam radas tindak balas permukaan untuk kesan haba endotermik dijalankan dengan membekalkan haba melalui permukaan dengan gas serombong.
Versi ringkas
Penyahhidrogenan butana dengan cara paling mudah melibatkan impregnasi aluminium oksida dengan larutan kromik anhidrida atau kalium kromat.
Pemangkin yang terhasil menyumbang kepada proses yang pantas dan berkualiti tinggi. Pemecut proses kimia ini mampu dimiliki dalam julat harga.
Skim pengeluaran
Penyahhidrogenan butana ialah tindak balas di mana tiada penggunaan mangkin yang ketara dijangkakan. Produkpenyahhidrogenan bahan permulaan dibawa ke unit penyulingan ekstraktif, di mana pecahan olefin yang diperlukan diasingkan. Penyahhidrogenan butana kepada butadiena dalam reaktor tiub dengan pilihan pemanasan luaran membolehkan hasil produk yang baik.
Kekhususan tindak balas adalah dalam keselamatan relatifnya, serta dalam penggunaan minimum sistem dan peranti automatik yang kompleks. Antara kelebihan teknologi ini, seseorang boleh menyebut kesederhanaan reka bentuk, serta penggunaan rendah pemangkin yang murah.
Ciri Proses
Penyahhidrogenan butana ialah proses boleh balik, dan peningkatan dalam isipadu campuran diperhatikan. Menurut prinsip Le Chatelier, untuk mengalihkan keseimbangan kimia dalam proses ini ke arah mendapatkan produk interaksi, adalah perlu untuk menurunkan tekanan dalam campuran tindak balas.
Optimum ialah tekanan atmosfera pada suhu sehingga 575 darjah, apabila menggunakan mangkin campuran kromium-aluminium. Oleh kerana pemecut proses kimia didepositkan pada permukaan bahan yang mengandungi karbon, yang terbentuk semasa tindak balas sampingan pemusnahan mendalam hidrokarbon asal, aktivitinya berkurangan. Untuk memulihkan aktiviti asalnya, pemangkin dijana semula dengan meniupnya dengan udara, yang bercampur dengan gas serombong.
Keadaan Aliran
Semasa penyahhidrogenan butana, butena tak tepu terbentuk dalam reaktor silinder. Reaktor mempunyai grid pengedaran gas khas, dipasangsiklon yang menangkap habuk pemangkin yang dibawa oleh aliran gas.
Penyahhidrogenan butana kepada butena adalah asas untuk pemodenan proses perindustrian untuk penghasilan hidrokarbon tak tepu. Sebagai tambahan kepada interaksi ini, teknologi serupa digunakan untuk mendapatkan pilihan lain untuk parafin. Penyahhidrogenan n-butana telah menjadi asas kepada penghasilan isobutana, n-butilena, etilbenzena.
Terdapat beberapa perbezaan antara proses teknologi, contohnya, apabila menyahhidrogenkan semua hidrokarbon bagi sebilangan parafin, pemangkin yang serupa digunakan. Analogi antara penghasilan etilbenzena dan olefin bukan sahaja dalam penggunaan satu pemecut proses, tetapi juga dalam penggunaan peralatan yang serupa.
Masa penggunaan mangkin
Apakah ciri penyahhidrogenan butana? Formula mangkin yang digunakan untuk proses ini ialah kromium oksida (3). Ia dimendakan pada alumina amfoterik. Untuk meningkatkan kestabilan dan selektiviti pemecut proses, ia akan ditiru dengan kalium oksida. Dengan penggunaan yang betul, purata tempoh operasi penuh pemangkin ialah setahun.
Semasa ia digunakan, pemendapan beransur-ansur sebatian pepejal pada campuran oksida diperhatikan. Ia mesti dibakar tepat pada masanya menggunakan proses kimia khas.
Keracunan mangkin berlaku dengan wap air. Pada campuran pemangkin inilah penyahhidrogenan butana berlaku. Persamaan tindak balas dipertimbangkan di sekolah dalam kursus organikkimia.
Dalam kes peningkatan suhu, pecutan proses kimia diperhatikan. Tetapi pada masa yang sama, selektiviti proses juga berkurangan, dan lapisan kok didepositkan pada pemangkin. Di samping itu, di sekolah menengah, tugas berikut sering ditawarkan: tulis persamaan untuk tindak balas penyahhidrogenan butana, pembakaran etana. Proses ini tidak melibatkan sebarang kesulitan tertentu.
Tulis persamaan untuk tindak balas penyahhidrogenan, dan anda akan faham bahawa tindak balas ini berlaku dalam dua arah yang saling bertentangan. Untuk satu liter isipadu pemecut tindak balas, terdapat kira-kira 1000 liter butana dalam bentuk gas sejam, ini adalah bagaimana penyahhidrogenan butana berlaku. Tindak balas menggabungkan butena tak tepu dengan hidrogen ialah proses terbalik penyahhidrogenan butana biasa. Hasil butilena dalam tindak balas langsung adalah secara purata 50 peratus. Kira-kira 90 kilogram butilena terbentuk daripada 100 kilogram alkana permulaan selepas penyahhidrogenan jika proses dijalankan pada tekanan atmosfera dan suhu kira-kira 60 darjah.
Bahan mentah untuk pengeluaran
Mari kita lihat dengan lebih dekat penyahhidrogenan butana. Persamaan proses adalah berdasarkan penggunaan bahan mentah (campuran gas) yang terbentuk semasa penapisan minyak. Pada peringkat awal, pecahan butana ditulenkan secara menyeluruh daripada pentena dan isobutena, yang mengganggu perjalanan biasa tindak balas penyahhidrogenan.
Bagaimanakah butana menyahhidrogenasi? Persamaan untuk proses ini melibatkan beberapa langkah. Selepas penulenan, penyahhidrogenan yang disucikanbutena kepada butadiena 1, 3. Pekat yang mengandungi empat atom karbon, yang diperoleh dalam kes penyahhidrogenan katalitik n-butana, mengandungi butena-1, n-butana, dan butena-2.
Agak bermasalah untuk menjalankan pengasingan campuran yang ideal. Dengan menggunakan penyulingan ekstraktif dan pecahan dengan pelarut, pengasingan sedemikian boleh dijalankan dan kecekapan pengasingan ini boleh dipertingkatkan.
Apabila menjalankan penyulingan pecahan pada radas dengan kapasiti pengasingan yang besar, adalah mungkin untuk mengasingkan sepenuhnya butana normal daripada butena-1, serta butena-2.
Dari sudut ekonomi, proses penyahhidrogenan butana kepada hidrokarbon tak tepu dianggap sebagai pengeluaran yang murah. Teknologi ini memungkinkan untuk mendapatkan petrol motor, serta pelbagai jenis produk kimia.
Secara amnya, proses ini dijalankan hanya di kawasan yang memerlukan alkena tak tepu, dan butana mempunyai kos yang rendah. Disebabkan oleh pengurangan kos dan penambahbaikan prosedur untuk penyahhidrogenan butana, skop penggunaan diolefin dan monolefin telah berkembang dengan ketara.
Prosedur penyahhidrogenan butana dijalankan dalam satu atau dua peringkat, terdapat pemulangan bahan mentah yang tidak bertindak balas kepada reaktor. Buat pertama kalinya di Kesatuan Soviet, penyahhidrogenan butana dijalankan dalam katil pemangkin.
Sifat kimia butana
Selain proses pempolimeran, butana mempunyai tindak balas pembakaran. Etana, propana, lain-lainTerdapat cukup wakil hidrokarbon tepu dalam gas asli, jadi ia adalah bahan mentah untuk semua transformasi, termasuk pembakaran.
Dalam butana, atom karbon berada dalam keadaan sp3-hibrid, jadi semua ikatan adalah tunggal, mudah. Struktur ini (bentuk tetrahedral) menentukan sifat kimia butana.
Ia tidak mampu memasuki tindak balas penambahan, ia hanya dicirikan oleh proses pengisomeran, penggantian, penyahhidrogenan.
Penggantian dengan molekul halogen diatomik dijalankan mengikut mekanisme radikal, dan keadaan yang agak teruk (penyinaran ultraungu) diperlukan untuk pelaksanaan interaksi kimia ini. Daripada semua sifat butana, pembakarannya, disertai dengan pembebasan jumlah haba yang mencukupi, adalah kepentingan praktikal. Di samping itu, proses penyahhidrogenan hidrokarbon tepu amat menarik untuk pengeluaran.
khusus penyahhidrogenan
Prosedur penyahhidrogenan butana dijalankan dalam reaktor tiub dengan pemanasan luaran pada mangkin tetap. Dalam kes ini, hasil butilena meningkat, automasi pengeluaran dipermudahkan.
Antara kelebihan utama proses ini ialah penggunaan mangkin minimum. Antara kelemahan, penggunaan keluli aloi yang ketara, pelaburan modal yang tinggi dicatatkan. Di samping itu, dehidrasi pemangkin butana melibatkan penggunaan sejumlah besar unit, kerana ia mempunyai produktiviti yang rendah.
Pengeluaran mempunyai produktiviti yang rendah, jadisebagai sebahagian daripada reaktor tertumpu pada penyahhidrogenan, dan bahagian kedua adalah berdasarkan penjanaan semula. Selain itu, bilangan pekerja yang ramai dalam pengeluaran juga dianggap sebagai kelemahan rantaian teknologi ini. Perlu diingat bahawa tindak balas adalah endotermik, jadi proses berjalan pada suhu tinggi, dengan kehadiran bahan lengai.
Tetapi dalam keadaan sedemikian terdapat risiko kemalangan. Ini boleh dilakukan jika pengedap dalam peralatan rosak. Udara yang memasuki reaktor, apabila dicampur dengan hidrokarbon, membentuk campuran mudah letupan. Untuk mengelakkan keadaan sedemikian, keseimbangan kimia dialihkan ke kanan dengan memasukkan wap air ke dalam campuran tindak balas.
varian proses satu langkah
Sebagai contoh, dalam kursus kimia organik, tugas berikut ditawarkan: tulis persamaan untuk tindak balas penyahhidrogenan butana. Untuk menangani tugas sedemikian, cukup untuk mengingati sifat kimia asas hidrokarbon kelas hidrokarbon tepu. Mari kita analisa ciri-ciri mendapatkan butadiena melalui proses satu peringkat penyahhidrogenan butana.
Bateri penyahhidrogenan butana termasuk beberapa reaktor berasingan, bilangannya bergantung pada kitaran operasi, serta pada jumlah bahagian. Pada asasnya, lima hingga lapan reaktor disertakan dalam bateri.
Proses penyahhidrogenan dan penjanaan semula adalah 5-9 minit, peringkat peniupan wap mengambil masa 5 hingga 20 minit.
Disebabkan oleh fakta bahawa penyahhidrogenanbutana dijalankan dalam lapisan yang bergerak secara berterusan, prosesnya stabil. Ini menyumbang kepada peningkatan prestasi operasi pengeluaran, meningkatkan produktiviti reaktor.
Proses penyahhidrogenan satu peringkat n-butana dijalankan pada tekanan rendah (sehingga 0.72 MPa), pada suhu yang lebih tinggi daripada yang digunakan untuk pengeluaran yang dijalankan pada mangkin aluminium-kromium.
Memandangkan teknologi melibatkan penggunaan reaktor jenis regeneratif, penggunaan stim dikecualikan. Selain butadiena, butena terbentuk dalam campuran, ia dimasukkan semula ke dalam campuran tindak balas.
Satu peringkat dikira melalui nisbah butana dalam gas sesentuh kepada nombornya dalam cas reaktor.
Antara kelebihan kaedah penyahhidrogenan butana ini, kami perhatikan skim pengeluaran teknologi yang dipermudahkan, pengurangan dalam penggunaan bahan mentah, serta pengurangan kos tenaga elektrik untuk proses tersebut.
Parameter negatif teknologi ini diwakili oleh tempoh sentuhan yang singkat bagi komponen yang bertindak balas. Automasi yang canggih diperlukan untuk membetulkan masalah ini. Walaupun dengan masalah sedemikian, penyahhidrogenan butana satu peringkat adalah proses yang lebih baik daripada pengeluaran dua peringkat.
Apabila menyahhidrogenkan butana dalam satu peringkat, bahan suapan dipanaskan pada suhu 620 darjah. Campuran dihantar ke reaktor, ia bersentuhan langsung dengan mangkin.
Untuk mencipta rarefaction dalam reaktor,pemampat vakum digunakan. Gas sentuhan meninggalkan reaktor untuk disejukkan, kemudian ia dihantar ke pengasingan. Selepas kitaran penyahhidrogenan selesai, bahan mentah dipindahkan ke reaktor seterusnya, dan dari mereka di mana proses kimia telah berlalu, wap hidrokarbon dikeluarkan dengan meniup. Produk dipindahkan dan reaktor digunakan semula untuk penyahhidrogenan butana.
Kesimpulan
Tindak balas penyahhidrogenan utama butana normal ialah penghasilan pemangkin campuran hidrogen dan butena. Sebagai tambahan kepada proses utama, mungkin terdapat banyak proses sampingan yang merumitkan rantaian teknologi dengan ketara. Produk yang diperoleh hasil daripada penyahhidrogenan dianggap sebagai bahan mentah kimia yang berharga. Permintaan untuk pengeluaranlah yang menjadi sebab utama pencarian rantai teknologi baharu untuk penukaran hidrokarbon siri pengehad kepada alkena.
