4.1 Описание технологического процесса

Основная реакция дегидрирования изоамиленов является равновесной, при которой все три изоамилена, полученные в процессе дегидрирования изопентана, образуют изопрен

или

Кроме основной реакции протекает ряд побочных, продуктами которых являются пиперилен, легкие углеводороды (метан, этан, этилен, пропан, пропилен, бутан и бутилены), СО, СО₂, кокс, а также в малых количествах ацетиленовые, карбонильные и циклопентадиен.

Процесс дегидрирования изомиленов в изопрен осуществляется на стационарном слое хром-кальций-никельфасфатного катализатора марки ИМ-2204М в смеси с инертным теплоносителем и на железоокисном катализаторе марки К-24И в присутствии водяного пара, подаваемого для уменьшения парциального давления углеводородов и поддержания температуры реакции.

Образующийся в процессе дегидрирования изоамиленов кокс откладывается на катализаторе, закрывает его активные центры, в результате чего активность катализатора снижается.

Для восстановления активных свойств катализатора ИМ-2204 проводят его регенерацию, заключающуюся в выжиге отложившегося кокса кислородом воздуха по реакции

,

поэтому установка для дегидрирования изоамиленов на катализаторе ИМ-2204 включает два однотипных реактора: один реактор находится на дегидрировании, другой – на регенерации.

Железоокисный катализатор дегидрирования изоамиленов обладает саморегенерирующейся способностью: регенерация катализатора (удаление кокса с активных центров катализатора) происходит в процессе дегидрирования изоамиленов кислородом водяного пара по реакции

,

поэтому процесс дегидрирования изоамиленов на железоокисном катализаторе происходит непрерывно. При снижении активности катализатора, увелечении содержания СО₂ в контактном газе проводится периодически регенерация (термообработка) катализатора водяным паром при температуре 650…680^оС в течении от одного до шести часов.

Технологический процесс дегидрирования изоамиленов включает следующие стадии:

• испарение изоамиленовой фракции;

• перегрев паров изоамиленовой фракции;

• дегидрирование изоамиленов на стационарном слое катализатора в присутсвии водяного пара;

• охлаждение и очистка контактного газа от катализаторной пыли и тяжелых углеводородов;

• регенерация катализатора.

В общем виде процесс дегидрирования изоамиленов можно описать следующим образом:

изоамиленовая фракция поступает на испарительную станцию для испарения и подогрева. Испаренный продукт перегревается в сырьевых змеевиках печи 4. Одновременно в паровых змеевиках печи 4 перегревается пар. После печи сырье и пар одним потоком поступают в реактор 5, в котором протекает процесс дегидрирования при температуре 570…650⁰С на неподвижном слое катализатора.

Контактный газ (пар+продукты реакции) из реактора 5 поступает в котел-утилизатор 6 для охлаждения и утилизации тепла. Из котла-утилизатора контактный газ направляется в скруббер 7, в котором охлаждается до температуры 105…120⁰С циркулирующей водой или дизельным топливом. Из скруббера 7 контактный газ поступает в конденсатор, где конденсируется водяной пар и дизельное топливо с полимерами. Далее контактный газ поступает в скруббер 10, в котором также происходит конденсация водяного пара и охлаждение контактного газа циркулирующим конденсатом. Из скруббера 10 контактный газ поступает в конденсатор для окончательной конденсации водяного пара и охлаждения контактного газа до температуры 45…55⁰С. Охлажденный контактный газ поступает в общий коллектор контактного газа и далее на компримирование и выделение изоамилен-изопреновой фракции.