Химия и технология пропилена

Пиролиз метилпентена

Третьей стадией современного синтеза изопрена является пиро­лиз 2-метилпентена-2 в изопрен и метан. Для этого' требуются высо­кие температуры и короткое время контакта. Благодаря резонансу изопрен сравнительно стабилен. При удачном подборе условий ре­акции можно избежать образования ароматических веществ и неже­лательных промежуточных продуктов типа ацетилена.

Пиролиз метилпентена

Рис. 60. Схема лабораторной установки для пиролиза:

1 — сборник с дистиллированной водой; 2 — бюретки для реактивов с воронками для запол­нения; 3 — фильтры; 4 — расходомеры жидкости; 5 — подогреватель; « — подогревательная труба из нержавеющей стали, заполненная стружкой из нержавеющей стали; 7 — смеситель; 8 — реактор; 9 — тигельная печь; 10 — холодильник Либиха (максимальная температура 70 °С); 11 — медная трубка, обмотанная нагревательной проволокой; 12 — газопровод, обмо­танный нагревательной лентой; 13 — водоотделитель (температура 40 °С); 14 — сушильная башня с ВаО (температура 40 °С); 15 — водосборник; 16 — буферная емкость; 17 — ртутный затвор; 18 — баллон для проб газа; 19 — восьмиходовой кран с трубкой для проб газа в тер­мостате при 40 °С; 20 — колонка для газо-жидкостной хроматографии; 21 — катарометр в термостате при 40 °С; 22 — впрыск жидкости; 23 — сигнал катарометра на измерительный щит и регистрирующий прибор; 24 — кран прецезионной регулировки; 25 — осушитель; 26' — открытый жидкостной манометр; 27 — счетчик пузырей; 28 — подогреватель для нагревания азота-разбавителя. (В подогревателе, смесителе и в реакторе имеются термоэлементы платина/

Платина—родий).

Пиролиз 2-метилпентена-2 в изопрен проводится в крекинг-печи. Для того чтобы добиться превращения олефинов с хорошими выхо­дами и с минимумом побочных реакций, в качестве катализатора применяют бромистый водород, а в качестве разбавителя — пар. Пиролиз 2-метилпентена-2 проводится при температурах 650—800 °С и времени контакта от 0,05 до 0,3 с. Изопрен, метан, другие газы и непрореагировавший 2-метилпсптсп-2 разделяются ректификацией. 2-Метилпентен-2 снова возвращается в пиролизную печь.

Наиболее эффективными оказались кислые катализаторы. Среди прочих рекомендуются у-А1203 и НВг. Применяемый бромистый водород выделяют на резко охлаждаемых системах (квенч-системах) и тоже возвращают в пиролизную печь.

750

800

800

800

0,02

0,01

0,01

0,02

19,6

17,7

24,1

53,3

18,4

18,1

16,9

14,6

800 0,02 52,9 15,7

Баас с сотрудниками [5с] тщательно исследовал эту реакцию и в полупромышленном масштабе. На рис. 60 схематически изобра­жена аппаратура, в которой при пиролизе 2-метилпентена-1 (по­лучен димеризацией пропилена под действием A1R3; степень чистоты 98,9%), 2-метилпентена-2 (получен изомеризацией 2-метилпенте - на-1; степень чистоты >98,5%) и З-метилпентена-2 (получен дегид­рированием З-метилпентанола-З) они получили различные количс-' ства изопрена (табл. 23).

* Т а б л и ц а 23

Результаты пиролиза гексенов

Номера опытов

Параметры процесса

I

II

III

IV

V

Пиролиз 2-м етилпентен а-1*

Температура, °С. Время контакта, с Конверсия, мол. %

Пиролиз 2-м етилпентен а-2

N2;

N2;

Н20;

Н2о

1 : 3

1:3

1 : 3

1: 3

650

700

750

750

760

760

800

700

800

0,10

0,01

0,005

0,02

0,02

0,15

0,04

0,06

0,005

11,4

12,8

4,8

38,8

45,8

93,4

74,3

12,1

22,2

60,3

60,2

61,2

57,3

52,3

34,7

47,8

62,5

60,0

Пиролиз 3-м етилпентен а-2*

Разбавление

Температура, РС. Время контакта, с Конверсия, мол. % Выход изопрена, %

Температура, °С. , Время контакта, с. Конверсия, мол. % Выход пзопрена, %

750

800

800

800

800

0,02

0,005

0,01

0,02

0,015

20,6

6,0

16,6

48,7

39,0

71,0

81,6

74,9

60,1

65,2

* Пиролиз 2-метйлпентена-1 и з-метилпентена-2 проводили без разбавления.

Данные табл. 23 показывают, что до пиролиза целесообразно сначала изомеризовать 2-метшшентен-1 в 2-метилпентен-2. Еще лучше было бы использовать в качестве исходного материала 3-метил - пентен-2, но, к сожалению, его трудно получить.

Коэффициент полезного действия этого метода производства изо­прена определяется в первую очередь последней стадией, т. е. де - метанизацией. Перед последней стадией выход изопрена достигает около 65 мол. %. Опыты показывают, что расщепление происходит точно или примерно по реакции первого порядка, когда имеет место разрыв одной или нескольких С— С-связей. Однако энергии
активации, относящиеся к этим процессам первого порядка, значи­тельно меньше, чем энергии диссоциации С—С-связей.

Такие экспериментально найденные закономерности теоретиче­ски оказываются вполне понятными, если исходить из предположе­ния, что реакции разложения проходят через цепные радикальные реакции [113]. Реакция пиролиза состоит из трех частей: иницииро­вания, роста цепи (цепная реакция) и обрыва цепи. При реакции инициирования образуются радикалы, которые, отщепляя водород, вызывают множество следующих друг за другом цепных реакций.

Эти цепные реакции состоят из двух частей: отщепления водо­рода и стабилизации радикалов, образовавшихся после отщепления водорода. В частности, реакции отщепления водорода влияют на окончательный состав продукта пиролиза. В результате рекомбина­ции радикалов происходит обрыв цепи и цепные реакции прекраща­ются. Все это можно проиллюстрировать следующей схемой:

Инициирование

М —v 2R

Рост цепи

R + M —>• RH + R' (отщепление водорода) R' —>- M'+R (стабилизация радикала) R + M —> RH + R' R' M' + R и т. д.

Обрыв цепи

R + R' —► М"

Очень часто возникновение начальных реакций ложно объясняют столкновением со стенкой реактора. Возможно, что инициирование происходит бимолекулярно, как это предполагают в случае пиро­лиза этана [114]:

М + Х—>- 2R + X

Причем X может быть равен М.

Непосредственно за каждой начальной реакцией быстро следуют цепные реакции, которые благодаря образованию новых радикалов сами обеспечивают дальнейший рост цепи. Соотношение между ро­стом цепи и инициированием (средняя длина цепи) очень велико. В схеме окончание выбрано произвольно. Эта реакция может про­ходить также на стейке реактора или тримолекулярно:

R + R'+(молекула газа) —>- М

По данной схеме можно вычислить в стационарном состоянии что рассматриваемый пиролиз протекает как реакция первого по­рядка. Однако это зависит от выбранной схемы пиролиза.

Химия и технология пропилена

ПОЛУЧЕНИЕ ИЗОПРЕНА ИЗ ПРОПИЛЕНА

Изопрен [1—12] был впервые получе-н в 1860 г. в результате сухой перегонки каучука [13]. Вскоре после того как стало известно, что изопрен является основным элементом структуры натурального кау­чука, были предприняты …

«Сухое» окисление кумола

Третий метод [188—190] разработан Bataaf Petroleum Maats - chappij. Очищенный кислотой кумол окисляется кислородом в мед­ных башнях при 120—130 °С. Медь (в форме колец) при специальных условиях протравливается азотной кислотой. …

ТЕРМИЧЕСКАЯ ОЛИГОМЕРИЗАЦИЯ

Первые опыты по термической полимеризации пропилена [1] были проведены Ипатьевым [2], который показал, что при высоком давлении и 330—370 °С образуется полимер следующего состава в %): TOC \o "1-3" \h …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.