Лекция 29. Дегидрирование изопентана

============================================================

Свойстваизопрена: М=68; Тк=34,1⁰С; плотность=681 кг/м куб.;

теплота исп.= 26,3 кДж/моль.

Нерастворим в воде, растворим в спирте, эфире и др. органических жидкостях.

ПДК = 0,04 мг/л (в 2,5 раза токсичнее дивинила). Пределы взрываемости 1,7—11,5% (об.)

Впервые выделен в 1860 г. Вильямсом; получен в 1884 г. Тильденом при нагреве скипидара.

Применение: мономер в производстве СКИ и БК.

Изопентан: М=72; Тк=27,9⁰С; ПДК=0,3 мг/л; плотность (ж) =

619 кг/м куб; плотность по воздуху = 2,491

Технический изопентан - смесь углеводородов С_З-С₅ с содержанием изопентана > 75%. Содержится в газах стабилизации нефти и попутных газах.

При каталитическом дегидрирвании изопентана образуется 3 изомера изоамиленов (2-метйлбутен-1, 3-метилбутен-1, 2- метилбутен-2), каждый из которых дает изопрен.

Побочные реакции изомеризации приводят к образованию:

СН₂=СН-СН₂-СН₂-СН₃ CH = CH

СН₂ = СН-СН=СН₂-СН₃ ¾® CH₂

СН₃-СН=СН-СН₂-СН₃ -H₂ -H₂ CH = CH

н—пентены пиперилен циклопентадиен

Стадии 2-х стадийного технологического процесса:

****************************************************

1. Осушка, испарение и перегрев изопентана (Т=500⁰С, Р=0,45 МПа) ;

2. Каталитическое дегидрирование изопентана в изоамилены.

(катализатор; 40% оксид хрома, 50% оксид алюминия; 10% оксид берилия — срок службы 4—5 тыс.часов, чувствителен к водяному пару. Т=530—560⁰С (регенерация воздухом Т=600-650⁰С). Конверсия 35—40%;

селективность 75—81%. Выход: на пропущ.=30—35%, на разлож.= 70-80%. Регенерация при 600—650⁰С воздухом).

Реакторы: а) Трубчатый с неподвижным слоем катализатора -таблетки 3,2 х 3,2 мм (процесс фирмы "филлипс", США) трубы: длина 3045 мм, диаметр 50 мм;

б) С псевдоожиженным слоем (СССР) — диаметр гранул = 0,9 мм., Т=560⁰С, Р= 1атм. Процесс проводится в токе азота. Регенерация катализатора при Т=620⁰С в течение 30 сек.

3. Выделение изопентан—изоамиленовой фракции — в абсорбере при Р=0,5 МПа, орошаемом тяжелой углеводородной фракцией. Сверху отводится метан и водород, абсорбат направляется в десорбер, где от кубовых (С₆) отгоняются летучие (С₅) с последующим разделением изопентана и изоамиленов.

2 стадия - каталитическое дегидрирование изоамнленов проводят в адиабатическом реакторе с неподвижным слоем кальций-никель-фосфатного катализатора ИМ-2204 (срок службы 2000 час., конверсия 40%, селективность 82—84%) или железооксидный (25-90% оксида железа, 2-50% оксида хрома с промоторами; конверсия 17-20%, селективность 80-85%.Р=0,22 МПа (только для преодоления гидравлического сопротивления), Т=550—600⁰С; разбавление водяным паром (20:1 для ИМ—2204 и 10:1 для железооксидного катализатора), объемная скорость газа 150—200 1/с.

Затем проводится отделение изопрен-изоамиленовой фракции;

выделение изопрена экстрактивной дистилляцией диметилформамидом;

очистка его от аминов, кислородосодержащих соединений промывка, азеотропная осушка изопрена—сырца, тонкая очистка и ректификация до 99,8% (селективное гидрирование для удаления ацетилена, отмывка водой карбонильных соединений, осушка на цеолитах)