Дегидрировние изопентана и изопентенов

Решение систем линейных ДУ с постоянными коэффициентами.

Пример: Найти частное решение системы {x`+x-y =e<sup>t</sup> и y`+3x-2y =2e^t при x(0)=1, y(0)=1. Пусть x(t) ¸X(p), y(t) ¸Y(p). Тогда x`+x-y ¸(pX-x(0))+X-Y =pX-1+X-Y, e<sup>t</sup> ¸1/(p-1); y`+3x-2y ¸(pY-y(0))+3X-Y =pY-1+3X-Y, 2e^t ¸2/(p-1). Система операторных уравнений: {(p+1)X-Y-1 =1/(p-1) и (p-2)Y+3X-1 =2/(p-1) Þ {(p+1)X-Y =p/(p-1) и 3X+(p-2)Y =(p+1)/(p-1) Решая эту алгебраическую систему, находим X(p) =1/(p-1), Y(p) =1/(p-1) Þ {x(t) =e^t и y(t) =e^t.

Процесс двухстадийный. Разработан и освоен у нас в стране в промышленно масштабе. В качестве сырья для дегидрирования используется изопентановая фракция газовых бензинов и изопентан – изопентеновые фракции каталитического крекинга. Изопентановая фракция должна содержать от 97-98% изопентана. При дегидрировании изопентана образуется смесь следующих изомеров.

Преимущественно образуется 2-метилбутен-2, затем 2-метилбутен-1, затем еще в меньшем количестве 3-метилбутен-1 и при последующем дегидрировании образуется изопрен.

Наряду с дегидрированием протекает реакция распада с образованием углеводородов С1-С4, а также реакции уплотнения, образования кокса, протекают реакции изомеризации, приводящие к образованию пиперилена (тетадиена-1,3) и циклопентадиена

Образуется значительное количество пиперилена, весьма нежелательного продукта, вследствии снижения выхода и качества изопрена, и усложнения его очистки в одну стадию. Дегидрирование изопентана проводят в реакторе с псевдоожиженным слоем катализатора. В качестве катализатора используют алюмо-хромовый катализатор марки ИМ-2201, температура процесса 525-540 °С. Выход изопентенов составляет 30-32% на пропущенный изопентен, при селективности 68-72%.

Технологическая схема процесса приведена в альбоме на стр. 56 рис.20.

Вторую стадию дегидрирования проводят в реакторах адиабатического типа с неподвижным слоем катализатора. Сырье разбавляют водяным паром, катализатор Cr-Co-Ni-Fe одностадийное дегидрирование изопентана, по схеме фирмы Гудри, не получило распространения, т.к. образуется большое количество пиперилена и кокса, что усложняет процесс регенерации катализатора в условиях коротких циклов.

Дата добавления: 2014-01-07