Химизм процесса

Дегидрирование изобутана проводится в "кипящем" слое смеси катализаторов ИМ-2201, Сг-1710Р и АОК-73-21. Основная реакция дегидрирования изобутана идет при температуре до 600⁰С и давлении до 0,06 МПа (0,6 кгс/см²):

СН₃---СН---СН₃ ^{катализатор} (Сг ⁺⁶) СН₃---С = СН₂ + Н₂

СН₃ СН₃

Реакция дегидрирования изобутана эндотермическая. Для получения одного моля изобутилена необходимо 127,7 кДж тепла.

Параллельно основной реакции протекает побочная:

iC₄H₁₀ CH₄ + C₃H₆

iC₄H₁₀ C₂H₆ + C₂H₄

iC₄H₁₀ 2CH₄ + H₂ + 2C и т.д.

Внешним условием дегидрирования является применение катализаторов ИМ-2201, АОК, С-212-10, основой которых является Сг⁺⁶, смещающих реакцию в нужном направлении и изменяющего скорость протекания процесса. Сам катализатор химически нейтрален. В аппараты одного реакторного блока загружается 307 т катализатора. Процесс дегидрирования изобутана характеризуется следующими показателями:

- выход изобутилена на пропущенный изобутан есть выраженное в процентах отношение количества полученного изобутилена к общему количеству изобутана, пропущенного через реактор Р-5, что характеризует производительность реактора Р-5;

- выход изобутилена на разложенный изобутан есть выраженное в процентах отношение полученного изобутилена к количеству разложенного изобутана, что определяет селективность процесса.

Реакция дегидрирования изобутана эндотермична, необходимое количество тепла для реакции подводится с горячим регенерированным катализатором, за счет выжига кокса и сгорания топливного газа.

Кокс откладывается на катализаторе, закрывая его активные центры, в результате чего снижается активность катализатора.

Для восстановления активности катализатора проводится его регенерация в «кипящем» слое.

В процессе регенерации происходит:

-выжиг кокса с поверхности катализатора С + О₂ СО₂;

-окисление трехвалентного хрома до шестивалентного

2Сr₂0₃ + 30₂ 4Сr0₃

Регенерация катализатора осуществляется за счет окисления кислородом воздуха. В окисленном катализаторе имеется кислород, связанный с шестивалентным хромом и избыточный адсорбированный кислород.

Поскольку активность катализатора зависит от начального содержания СrО₃, а не от текущего его содержания, в процессе дегидрирования проводят восстановление катализатора абгазом, поступающим из отделения БК-3, в стакане регенератора поз. 14.

Восстановление катализатора заключается в связывании избыточного адсорбированного кислорода, восстановлении шестивалентного хрома до трехвалентного и десорбции азотом образовавшихся при этом паров воды, СО, СО₂. Этим достигается снижение расхода изобутана на связывание кислорода, повышение активности и селективности катализатора, уменьшение коксообразования на поверхности катализатора.