Одностадийное получение изопрена из третбутилового спирта и формальдегида с электромагнитным нагревом модифицированного катализатора

• Автор: Юнусов, Джалиль Шамилевич
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 124 с. : ил.

Содержание
Введение

1 .Литературный обзор

1.1 Промышленное получение изопрена

1.2 Промышленные технологии получения изопрена

1.3 Использование СВЧ излучения в каталитических процессах химических производств

1.4 Особенности проведения гетерогеннокаталитических

процессов в СВЧ поле

2. Экспериментальное исследование процесса получения изопрена с применением СВЧ излучения и специально

приготовленных катализаторов

2.1 Методика проведения экспериментов

2.2 Описание лабораторной установки
2.3 Катализаторы исследуемого процесса получения изопрена
2.4 Определение оптимальных условий проведения процесса
2.5 Исследование глубин проникновения СВЧ излучения
МГц в используемые катализаторы
3. Обработка результатов экспериментов
3.1 Уравнение определяющее оптимальные условия
проведения процесса
3.2 Расчт нагрева катализатора в СВЧ иоле
4. Разработка технологии получения изопрена
4.1 Реактор получения изопрена под воздействием СВЧ излучения
4.2 Материальный баланс
4.3 Расчт теплового баланса
4.4 Расчт энергозатрат на получение изопрена из изопентана.
4.4 Технология промышленного процесса получения
изопрена из ТМК
Выводы
Список использованных источников


Возможность получения изопрена не исчерпывается приведенными выше методами. Если учитывать только важнейшие варианты того или иного превращения в одну или несколько стадий, в жидкой или паровой фазе, основные типы катализаторов и т. Одним из наиболее перспективных на данный момент является синтез из изобутилена и формальдегида. На базе больших ресурсов иентанов от нефтепереработки имеются крупные производства изопрена из изопентана. Эти процессы могут быть осуществлены по одно и двухстадийной схеме. Метод двухстадийного дегидрирования изопентана был разработан НИИМСК совместно с Гипрокаучуком и И11ХП АН АзССР и освоен в промышленном масштабе, например, на Стсрлитамакском АО Каучук. Дегидрирование изопентана в изоамилены проводится на алюмохромовом катализаторе, аналогично применяемому для дегидрирования нбутана. Процесс осуществляется непрерывным способом в кипящем слое катализатора, при температуре от 0 до 0С, давлении над кипящим слоем катализатора от 0, до 0, МПа, скорости подачи сырья 0 ч1 и плотности кипящего слоя 0 кгм3. При таком режиме выход изоамиленов и изопрена составляет в сумме от до масс. После охлаждения и компримирования контактный газ поступает в абсорбер, орошаемый тяжелой углеводородной фракцией, для отделения метановодородной фракции и затем на трхколонную ректификационную установку, где выделяется фракция С5. Получение изопрена осложняется образованием большего числа изомеров. Фракция С5 дегидрирования изопентана содержит не прореагировавший изопентан . В отечественной промышленной практике для разделения изопентанизоамилеиовых смесей применяется экстрактивная ректификация с диметилформамидом. Метод синтеза изопрена двухстадийным дегидрированием изопентана имеет следующие недостатки относительно высок расход сырья, который составляет около 2,0 2,4 т изопентана на 1 т изопрена многостадийность большой расход энергосредств сложность очистки изопренасырца от нежелательных примесей. Процесс одностадийного дегидрирования изопентана разработан в опытнопромышленном масштабе и пока не внедрен в промышленность. Одностадийное дегидрирование изопентана имеет ряд преимуществ по сравнению с двухстадийным. Прежде всего это более простая технологическая схема вследствие исключения стадии разделения изопентанизоамиленовых смесей. Однако, он уступает двухстадийному по выходу целевого продукта. Дегидрирование изопентана проводится при 55С и остаточном давлении ,9 ,6 кПа. Скорость подачи сырья составляет 1,53,5 объема на 1 объем катализатора 3. На контактирование подается смесь перегретых паров изопентана и рецикловой изопентанизоамиленовой фракции. Контактный газ охлаждается в колонне циркулирующим маслом, компримируется и подается на разделение. Установка разделения состоит из абсорбера, десорбера и дебутаниатора. Фракция С5 разделяется ректификацией на возвратную изопентанизоамиленовую фракцию, пиперилен и изопрен концентрацией ,5. Основной примесыо в изопрене являются изоамилены 5. Из 1 т прореагировавшего изопентана получается 7 кг изопрена, кг пиперилеиа, 1 кг фракции С4, кг водорода 1. Остальной изопентан конвертируется в метан и углеводороды С2и С3. Ниже, в таблице 1. Таблица 1. При применении в качестве сырья фракции С5 каталитического крекинга выход изопрена может быть повышен с до 1,7. Условия равновесия при дегидрировании таковы, что для достижения технически приемлимой конверсии сырья необходимы температуры порядка 00С и дорогостоящие катализаторы. Кроме того, при таких температурах с заметной скоростью протекают нежелательные побочные реакции крекинга и изомеризации. Также, относительно высок расход сырья, который составляет около 2,0 т изопентана на 1 т изопрена. Данные факторы делают процесс дорогим и не эффективным, несмотря на наличие большого количества относительно дешвого сырья. Так же как в случае дегидрирования бутиленов в бутадиен, дегидрирование изоамиленов в изопрен может быть самостоятельным процессом получения изопрена при наличии источников изоамиленов или служить второй стадией двухстадийного метода дегидрирования изопентана.