ВУЗ:
Составители:
процесса (более горячий катализатор контактирует с частично прореагировавшей смесью и наоборот, чем достигается
выравнивание скоростей реакции по всему объёму). В верхней части реактора имеется «закалочный» змеевик, где реакционные
газы охлаждаются н-бутаном, идущим на дегидрирование. Температура газов быстро снижается (450 … 500
°С),
предотвращается их дальнейшее разложение. В циклонах (наверху реактора) из газов улавливают захваченный ими
катализатор, который возвращают по трубе в слой катализатора. Тепло горячих газов, выделяющихся при дегидрировании,
используют в котле-утилизаторе 9 для получения водяного пара. Затем их дополнительно охлаждают в скруббере 10
циркулирующей через холодильник 11 водой, которая улавливает катализаторную пыль, прошедшую через циклоны.
Закоксованный катализатор с низа реактора 4 стекает по трубе (десорбер), в которой его отдувают от углеводородов
азотом. Далее катализатор подхватывается потоком горячего транспортирующего газа (воздух + газы сгорания топлива) и
при помощи пневмотранспорта поступает на верх регенератора 5. Последний имеет распределительную и несколько
провальных решёток, которые делят его объём на секции.
Регенерация осуществляется с псевдоожиженным слоем катализатора при противотоке газа-окислителя, поступающего
под нижнюю распределительную решётку регенератора. Поскольку необходимо избегать перегревов, ведущих к
дезактивированию катализатора, проводят регенерацию смесью воздуха с газами сгорания топлива, содержащей только 2 … 3%
(об.) кислорода. При этом оксид хрома всё же частично окисляется в СrО
3
, и при восстановлении последнего в реакторе
образуется вода, вредно влияющая на свойства катализатора. Во избежание этого в десорбер регенератора подают топочный
газ, восстанавливающий катализатор, и ещё ниже – азот, отдувающий пары воды и газы сгорания. После этого
регенерированный катализатор при 640 … 650
°С подхватывается транспортирующим газом и возвращается в реактор.
Газы регенерации проходят циклоны, расположенные в верхней части регенератора, и их тепло используют в котле-
утилизаторе 6, где получается водяной пар. Затем в электрофильтре 7 улавливают захваченный газами катализатор и
сбрасывают дымовые газы в атмосферу. Этот катализатор вновь возвращают пневмотранспортом в регенератор. Для
восполнения катализатора имеется бункер 8, из которого свежий катализатор стекает по трубе, подхватывается
транспортирующим газом и поступает в реактор дегидрирования.
Реакционные газы после скруббера 10 имеют температуру 60°С. Их сжимают в компрессоре 12 до 1,3 МПа и охлаждают
водой в холодильнике 13; из конденсата отделяют воду в сепараторе 14. Затем газ дополнительно охлаждают в рассольном
холодильнике 15. Несконденсировавшийся газ, состоящий из водорода, СО и низших углеводородов, поступает в абсорбер
16, орошаемый фракцией С
5
, которая улавливает захваченные газом пары С
4
и частично С
3
. Кубовая жидкость этого
абсорбера через теплообменник 17 направляется в отпарную колонну 18, в кубе которой собирается фракция С
5
,
направляемая через теплообменник 17 и холодильник 19 на орошение абсорбера 16.
Лёгкий погон колонны 18, углеводородный слой из сепаратора 14 и конденсат из холодильника 15 подвергают ректификации
в колоннах 20 и 21. В первой отгоняют углеводороды С
3
, а во второй – бутан-бутеновую фракцию от высших углеводородов.
Заключительную стадию разделения С
4
- или С
5
-фракций нельзя осуществить ректификацией из-за близости температур
кипения компонентов смеси. Используют метод экстрактивной дистилляции. Изобутен получают из изобутана так же. В
этом случае температура реакции ниже 550 … 580
°С.
Одностадийное дегидрирование парафинов в диены. Двухстадийный метод получения бутадиена-1,3 имеет
недостатки: необходимость разделения газовых смесей после каждой стадии, повышенные энергетические и капитальные
затраты. При одностадийном процессе протекают две обратимые последовательные стадии дегидрирования:
C
4
H
10
C
4
H
8
C
4
H
6
.
- H
2
- H
2
Реакционный узел при одностадийном процессе включает ряд блоков, состоящих из 5 … 8 горизонтальных реакторов
со стационарным слоем катализатора. Каждый реактор работает периодически, по регенеративному принципу
использования тепла. В период выжигания кокса и регенерации катализатора последний разогревается до 600
°С. Затем
следуют эвакуация газов сгорания при помощи вакуума (1,5 … 2 мин) и дегидрирование, когда тепло насадки используется
для проведения эндотермического процесса и она охлаждается до минимально допустимой температуры (580
°С). После
этого реактор продувают перегретым водяным паром для вытеснения углеводородов (1,5 … 2 мин) и вновь проводят
регенерацию катализатора. Чтобы охлаждение в период дегидрирования происходило не слишком быстро, к катализатору
добавляют гранулы прокалённого глинозёма, играющего роль аккумулятора тепла. В этом случае стадии дегидрирования и
регенерации длятся по 5 … 9 мин с общей длительностью цикла работы реактора 15 … 20 мин. Все переключения потоков
проводятся автоматически, и благодаря наличию в блоке 5 … 8 реакторов создаётся непрерывный и постоянный поток
исходных веществ и получаемых продуктов. Степень конверсии исходного сырья составляет 20 … 30% при селективности
≈55%. Контактный газ содержит ≈11% (масс.) бутадиена-1,3 и 25 … 30% (масс.) бутенов.
Дегидрирование высших н-парафинов в олефины С
12
–C
18
сильно отличается по своей технологии от рассмотренного
выше процесса. Процесс проводится с использованием Pt-катализаторов с добавками металлов и щёлочей, нанесённых на
А1
2
О
3
, цеолиты или силикагель. Другое отличие состоит в необходимости разбавления смеси водородом, который
предотвращает быстрое закоксовывание катализатора и развитие последовательных реакций дегидрирования. Мольное
отношение водорода и н-парафинов составляет (6 … 8):1 и общее давление 0,2 … 0,4 МПа, что неблагоприятно сказывается
на равновесной степени конверсии. Степень конверсии достигает 11 … 14% при селективности 89 … 93%. Дегидрирование
ведут в реакторе со стационарным сплошным слоем катализатора в адиабатических условиях (460 … 500
°С).
Дегидрирование олефинов в термодинамическом отношении неблагоприятно, как и дегидрирование
алкилароматических углеводородов. Поэтому для повышения равновесной степени конверсии при температуре ≈600
°С
разбавляют реагирующую смесь водяным паром.
н-Бутены или изопентены, поступающие на дегидрирование, представляют собой смесь изомеров (непосредственно
дегидрируются только
α-олефины):
–
–
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- …
- следующая ›
- последняя »
