Дегидрирование н-бутана в бутадиеН-1,3 на алюмохромовом катализаторе: 1. Кинетика реакций дегидрирования и коксообразования
Full article
| Journal |
Катализ в промышленности
ISSN: 1816-0387
|
| Output data |
Year: 2024,
Volume: 24,
Number: 3,
Pages: 16-28
Pages count
: 13
DOI:
10.18412/1816-0387-2024-3-16-28
|
| Tags |
кинетическая модель, н-бутан, бутадиен-1,3, дегидрирование, гидрокрекинг, коксообразование |
| Authors |
Овчинникова Е.В.
1
,
Петров Р.В.
1
,
Чумаченко В.А.
1
,
Носков А.С.
1
|
| Affiliations |
| 1 |
Институт катализа СО РАН, Новосибирск, Россия
|
|
Funding (1)
|
1
|
Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation
|
FWUR-2024-0037
|
Исследована кинетика дегидрирования н-бутана в бутадиен при вариации температуры Т 550-625С, длительности стадии дегидрирования t 5-30 мин и объемной скорости V 4400-35200 ч-1 на аналогичном промышленному катализаторе K-CrOx/γ-Al2O3 в виде фракции размером 56-94 мкм. Перед исследованиями катализатор был стабилизирован: сначала гранулированный катализатор в цикле восстановление-дегидрирование-регенерация при 593°С, затем измельченный до фракции 56-94 мкм катализатор в цикле дегидрирование-регенерация при 650°С. Максимальная селективность по бутадиену ~25%мол получена при конверсии н-бутана 26-30% (V=35200ч-1), Т= 600°С, t=5 мин, а максимальный выход бутадиена ~10%мол получен при увеличении конверсии до ~50% (V=8800ч-1) при тех же условиях. Увеличение Т до 625°С, t до 30 мин и снижение V до ~4400ч-1 привело к увеличению селективности по побочным продуктам до ~50%мол. Установлено, что наблюдаемая энергия активации скоростей образования продуктов снижается в ряду: побочные продукты > бутилен > бутадиен. Предложена кинетическая модель, которая описывает образование бутадиена через бутилен, образование побочных продуктов этана/этилена и метана/пропилена при гидрокрекинге бутилена, вторичные превращения побочных продуктов, а также образование кокса и его влияние на активность катализатора. В модели торможение реакций дегидрирования компонентами реакционной смеси описывается механизмом, в котором определяющей стадией является поверхностная реакция c участием двух активных центров. Адекватность кинетической модели подтверждена хорошим совпадением расчетных результатов с экспериментальными