Главная -> Словарь

Окислительное дегидрирование

Рис. 97. Схема пилотной окислительной установки колонного типа:

Для производства окисленных битумов применяют главным образом горизонтальные и вертикальные цилиндрические кубы, колонные аппараты и змеевиковые реакторы периодического, полунепрерывного и непрерывного действия. Они' имеют устройства для подачи воздуха, удаления отработанных газов, контроля и регулирования расхода сырья и воздуха, температуры и уровня продукта. Установки могут значительно отличаться друг от друга способом подачи воздуха и схемой обработки отходящих газов. В литературе приводятся описания: окислительного куба с внутренней мешалкой и системой отражающих экранов для равномерного распределения воздуха и лучшего контакта с жидкой фазой ; одноступенчатой установки непрерывного окисления ; системы из вертикальных колонн, совмещающих процессы перегонки сырья и окисления остатков с противотоком сырье — воздух ; окислительной установки из двух последовательно работающих кубов, оборудованных мешалкой с электроприводом ; установки из трех колонн . Предложен также реактор, состоящий из ряда ячеек, через которые последовательно проходит окисляемое сырье, контактируемое с воздухом. Битум, отбираемый из разных ячеек, имеет различную степень окисления .

Рис. 60. Схема пилотной окислительной установки колонного типа: I — резервуар для сырья; 2 —трубчатый подогреватель гудрона; 3 — окислительная колонна; 4 — напорная емкость; 5 —конденсатор-холодильник; 5 —приемник для отгона; 7 —сырьевой насос; 8 — циркуляционный насос; 9— воздушный

Рис. 1. Схема опытной аэрационно-окислительной установки.

Рис. 1. Схема лабораторной окислительной установки.

Для производства окисленных битумов применяют главным образом горизонтальные и вертикальные цилиндрические кубы, колонные аппараты и змеевиковые реакторы периодического, полунепрерывного и непрерывного действия. Они имеют устройства для подачи воздуха, удаления отработанных газов, контроля и регулирования расхода сырья и воздуха, температуры и уровня продукта. Установки могут значительно отличаться друг от друга способом подачи воздуха'и схемой обработки отходящих газов. В литературе приводятся описания: окислительного куба с внутренней мешалкой и системой отражающих экранов для равномерного распределения воздуха и лучшего контакта с жидкой фазой ; одноступенчатой установки непрерывного окисления ; системы из вертикальных колонн, совмещающих процессы перегонки сырья и окисления остатков с противотоком сырье — воздух ; окислительной установки из двух последовательно работающих кубов, оборудованных мешалкой с электроприводом ; установки из трех колонн . Предложен также реактор, состоящий из ряда ячеек, через которые последовательно проходит окисляемое сырье, контактируемое с воздухом. Битум, отбираемый из разных ячеек, имеет различную степень окисления .-.

Рис. 60. Схема пилотной окислительной установки колонного типа:

Большую работу по окислению петролатума как в лабораторных, так и в заводских условиях провел В. К. Цьсковский . На основании своих экспериментальных данных он установил влияние отдельных факторов, в частности различных катализаторов, температуры, количества и скорости воздуха, времени окисления, а также конструкции окислительной установки. на ход окисления петролатума Установлено, что при оптимальных условиях окисления петролатума до 70% исходного сырья переходит в ценные кислородные со единения.

Исходным сырьем для получения покровного битума на большинстве кровельных заводов служат битумы БНК 45/180 с разных нефтеперерабатывающих заводов. Исходные битумы смешиваются в общем битумохранилище. Поэтому на окисление поступает сырье разного состава с различными качественными показателями. Это отрицательно влияет на стабильность процесса окисления и качество получаемого покровного битума, вызывает перерасход сжатого воздуха, снижает качество покровной массы, нарушает технологический процесс производства рубероида. Для устранения негативных явлений впервые в отрасли предлагается система автоматического регулирования окислительной установки для регулирования соотношения "битум-воздух" между окисляемым битумом и окисляющим его воздухом, с корректирующими воздействиями по расходу и качеству исходного сырья, усредненной температуре процесса в конверторе и степени готовности битума.

струкции реактора, позволяющей проводить процесс окисления без применения агрегатов для нагнетания воздуха. Метод этот подучил название бескомпрессорного. Основным аппаратом бескомпрессорной окислительной установки является горизонтальный цилиндрический реактор, имещий рабочий объем 32 м . Реактор разделен перегородками на пять реакционных и одну отстойную секции. Секции сообщаются друг с другом через гидравлические затворы. В реакционных секциях установлены диспергаторы диаметром 0,4 м; они приводятся во вращение трехскоростными электромоторами мощностью 120 кВт с частотой вращения 480, 750 и 960 об/мин.

Ростовским филиалом Гипронефтезаводы в 1962 г. был разработан способ ускоренного охлаждения и расфасовки твердых битумов с применением специальной машины для их формования. Принципиальная схема этой фасовочной машины показана на рис. 11. Работа ее заключается в следующем. В термоизолированную емкость 1 с окислительной установки поступает в жидком состоянии битум при температуре 140—150 °С; через задвижку 2 он самотеком выливается в распределитель 3 и в виде отдельных струй вытекает через отверстия в камеру воздушного охлаждения 4. В камере битумные струи охлаждаются циркулирующим воздухом, поступающим через жалюзи 5. Из бункера 7, который постоянно прогревается паром, загустевшие полупласты сползают на специальную влажную транспортерную ленту 9.

Окисление пропилена в акролеин на катализаторах окиси меди и молибдата висмута проводится в промышленном масштабе. О механизме реакции до сих пор известно лишь то, что первой ступенью реакции является окислительное дегидрирование.

На установках по производству метилэтилкетона выделение втор-бутилового спирта не намечается. Получаемый после ректификации азеотроп «втор-бутанол — вода» направляется непосредственно на окислительное дегидрирование, осуществляемое кислородом воздуха при 500° С на катализаторе «серебро на пемзе».

Окислительное дегидрирование проводят при недостатке кислорода, поэтому глубокое окисление не получает значительного развития. В то же время само дегидрирование, инициируемое кислородом, протекает быстрее, и все ранее упомянутые побочные реакции не так заметны, как при дегидрировании первичных спиртов. Это позволяет работать при более высокой температуре , большой скорости реакции и времени контакта 0,01—003 с. Выход формальдегида на пропущенное сырье достигает 80—85% при степени конверсии метанола 85—90%. Замечено, что добавление воды к исходному метанолу повышает выход и степень конверсии, по-видимому, в результате разложения ацет-алей. Катализаторами синтеза формальдегида этим методом служит металлическая медь или серебро, осажденное на пемзе. Последний катализатор оказался более эффективным и широко применяется в промышленности.

Дегидрирование и окислительное дегидрирование олефинов

Окислительное дегидрирование олефинов. Рассмотренный процесс дегидрирования олефинов имеет существенные недостатки: цикличность работы катализатора и реакционного узла, сравнительно низкие степень конверсии и селективность, большой расход энергии. Это стимулировало поиски более эффективных методов получения диенов из олефинов.

Схема окислительного дегидрирования н-бутилена изображена на рис. 144. Пар и воздух смешивают и перегревают в трубчатой печи 1 до 500 °С. Непосредственно перед реактором 2 в эту смесь вводят бутиленовую фракцию. Процесс осуществляют на стационарном катализаторе в адиабатических условиях при 400—500°С и «0,6 МПа. Тепло горячих реакционных газов используют в котле-утилизаторе 3 для получения пара . Затем газ охлаждают водой в скруббере 4 с холодильником 5 и промывают минеральным маслом в абсорбере 6. Там поглощаются углеводороды С4, а продукты крекинга, азот и остатки кислорода выводят с верха абсорбера и используют в качестве топливного газа в трубчатой печи /. Насыщенное масло из абсорбера 6 направляют в отпар-ную колонну 8, где регенерируется поглотительное масло, возвращаемое после охлаждения на абсорбцию. Фракция €4 с верха от-парной колонны 8 содержит ж70% бутадиена. Из нее уже известными методами выделяют чистый бутадиен, а непревращенные н-бутилены возвращают на окислительное дегидрирование.

Когда сырьем для производства диенов являются соответствующие парафины , процесс осуществляют двумя способами: 1) как двухстадийный ; 2) как одностадийный.

Как следует из приведенных данных, в начальные моменты выжига происходит своеобразное окислительное дегидрирование кокса.

Однако на практике реализация этого метода встретила целый ряд труд» ностей. Прежде всего, при дегидрировании алканов С4—С5 существенную роль играют термодинамические ограничения , вследствие чего получить целевой диен в одну стадию с технически приемлемым выходом в обычных условиях практически невозможно, и лишь с помощью специальных приемов выход диена может быть поднят до требуемого уровня. Второй принципиальный недостаток метода дегидрирования в любом его варианте — это сложность выделения целевого продукта. При дегидрировании, как правило, образуется практически весь возможный ассортимент низкокипящих углеводородов с одинаковым числом С-атомов .

В результате для выделения как дивинила, так и изопрена требуемого качества необходимо применение сложных и энергоемких систем хемосорбции или экстрактивной ректификации и т. д. Тем не менее метод дегидрирования, особенно в его наиболее современных вариантах , остается одним из важнейших методов получения мономеров для СК. Учитывая, что технологические процессы дегидрирования бутана в дивинил и изопентана в изопрен аналогичны, эти методы будут рассмотрены совместно.

Одностадийное деги- Окислительное дегидрирование (лабораторные или пилотные