Suche nach dem Verfahren zur Isomerisierung eines Buten-Rahmens zu Isobuten sowie zu technischen Fragen zum Lernen*
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Detaillierte Inhalte, die Sie veröffentlichen möchten: Suche nach dem Verfahren zur Isomerisierung eines Buten-Rahmens zu Isobuten sowie technischen Fragen und Antworten zum Lernen*. Ziel, das erreicht werden soll: Weitere Anmerkungen: Bitte bewerten Sie die Helfer rechtzeitig
Ich habe eine Ewigkeit lang nachgeforscht. Ich kann es nicht finden. Ich habe nach Informationen gesucht – hoffentlich hilft das dir. Hier sind einige Nutzer, mit denen Sie über diese Themen kommunizieren können: @zhangqi1234 @zhjy200311 @wsh7014 @河边水草 @那疼、绕心弦 @紫藤 @liu421454805 @hu792016761. Ich selbst bin der Bediener dieser Anlage. Bitte erklären Sie mir detailliert die Lösungen für folgende Probleme:
1. Das Problem der Isomerisierung von n-Buten: http://bbs.hcbbs.com/thread-1235316-1-1.html (Quelle: HaiChuan Chemical Forum)
2. Fragen zur Herstellung von Isobuten durch die Isomerisierung von 1-Buten und 2-Buten: http://bbs.hcbbs.com/thread-424427-1-1.html (Quelle: HaiChuan Chemical Forum)
3. Die Isomerisierung des n-Buten-Skeletts: http://bbs.hcbbs.com/thread-896890-1-1.html (Quelle: HaiChuan Chemical Forum)
Die Dehydrierungsmethode für Isobutan – Es handelt sich dabei um eine wettbewerbsfähige Methode zur Herstellung von Isobuten. Es wird dabei das in dem Ölfeldgas enthaltene Isobutan in Höhe von 20%-40% genutzt. Nach der Trennung im Isobutanentzugsturm gelangt das Isobutan, das an der Oberseite des Turms herauskommt, in eine Dehydrogenationsanlage, wo es in das gewünschte Produkt Isobuten umgewandelt wird. Falls es nur darum geht, chemische Rohstoffe zu gewinnen, kann das entstandene Isobuten direkt verwendet werden. Um ein Produkt von hoher Reinheit zu erhalten, kann Isobuten in die MTBE-Syntheseanlage eingespeist werden. Der Butan, der am Boden der Kolonne austritt, gelangt in die Isomerisierungsanlage. Die Produkte der Isomerisierung werden wieder in die Dekanalisiererkolonne zurückgeführt und anschließend in die Dehydrogenierungsanlage, wodurch Isobuten gewonnen wird. Auf diese Weise werden die C4-Kohlenwasserstoffressourcen voll ausgenutzt – was sie bei vielen Herstellern beliebt macht. Der Schlüssel zur Technologie ist ein guter Katalysator. Die Dehydrierung von Isobutan ist ein starker endothermer Prozess, der durch kinetische Faktoren gesteuert wird. Hohe Temperaturen tragen dazu bei, die Ausbeute zu erhöhen – doch bei hohen Temperaturen neigt der Katalysator dazu, inaktiv zu werden ； Ein niedrigerer Wasserstoffdruck ist vorteilhaft für die Dehydrierung, doch in der Praxis ist zur Verhinderung von Koksbildung und zum Entfernen von Ablagerungen eine Wasserstoffatmosphäre erforderlich, wodurch die Umsetzung dieses Prozesses schwierig ist. Zurzeit gibt es im Ausland bereits entwickelte industrielle Verfahren wie das Oleflex-Verfahren der Firma UOP, das Catofin-Verfahren der Firma Lummus, das STAR-Verfahren der Firma Phillips, das FBD-4-Verfahren der Firma Snamprogetti sowie das Linde-Verfahren der Firma Linde. Der Prozess des Unternehmens zur Herstellung von Isobuten durch Dehydrierung von Isobutan umfasst drei Schritte: die Reaktion, die kontinuierliche Regeneration des Katalysators sowie die Rückgewinnung des Produkts. Als Katalysator wird ein Mehrmetallkatalysator auf Basis von Platin verwendet, wobei Aluminiumoxid in Ball förmiger Struktur als Träger dient. Durch dieses Verfahren kann die Gesamtselektivität bei der Umwandlung von Isobutan in Isobuten 91–93 % (mol) erreicht werden. Die ehemalige Sowjetunion verwendete Katalysatoren auf Basis von Aluminiumchromat in einem Siedebett zur Dehydrierung von Isobutan – sowie von n-Butan oder Mischungen aus Isobutan und n-Butan. Diese Methode war effektiv: Die Umwandlungsrate von Isobutan lag bei 50–55 %, während die Selektivität für die Umwandlung in Isobuten bei 82–86 % lag. Es gibt viele Unternehmen im Inland, die mit Russland in Kontakt stehen. Die eigentliche Umsetzung sollte in Panjin und Yun stattfinden. Die Dehydrierung von Isobutan hängt von der weiteren Verarbeitung des Isobuten ab – falls es weiter zu Polyisobuten, Butylkautschuk, Isoprenkautschuk oder MMA verarbeitet wird, sind die Vorteile sehr groß. ! Die Speicherkapazität für Isobutan bei der Dehydrierung beträgt 1,16 t Isobutan pro t Isobuten. In China wurde bereits die Technologie des russischen Forschungsinstituts YARSINTEZ übernommen, um industrielle Anlagen zur Dehydrierung von Isobutan zu errichten. Dabei wird ein Fluidbettverfahren verwendet, wodurch eine Umwandlungsrate von über 50 % erreicht wird. Laut Vertragsbedingungen darf Russland diese Technologie in den ersten 4 Jahren nach Abschluss des Vertrags an keine Partei weitergeben. In Shandong baut Yu Huang Anlagen, deren Kapazität etwa 200.000 Tonnen beträgt – ähnlich wie in anderen Ländern, wo diese Technologie bereits industrialisiert wurde. 8 C’ Y(P1 F, N5 T(Z): Aufgrund der hohen Investitionskosten – m7 |5 G3 }5 – wird eine Menge von 100.000 Tonnen sicherlich nicht die wirtschaftliche Größenordnung erreichen, es sei denn, Isobuten wird weiterverarbeitet, z. B. zu Butylkautschuk oder Isopren usw. Unser Unternehmen ist ein privates Unternehmen, das sich auf die tiefgehende Verarbeitung von Kohlenwasserstoffen der Klasse C4 spezialisiert hat. Derzeit produzieren wir MEBE sowie hochreinen Isobuten. Zudem beschäftigen wir uns mit der Isomerisierung von n-Buten sowie mit aromatischen Verbindungen. Auch die Dehydrogenation von Isobutan gehört zu den Entwicklungsrichtungen unseres Unternehmens. Können Sie mir sagen, ob diese Prozesse bereits in der Industrie umgesetzt werden oder ob es sich noch um Laborversuche handelt? Wie hoch ist der Anteil an Olefinen in den Abgasen nach der Aromatisierung? Ich habe den Eindruck, dass Ihre Dehydrogenationskatalysatoren Ähnlichkeiten mit Ihren Isomerisierungskatalysatoren aufweisen. Inländisch wurde bereits die Technologie des russischen Forschungsinstituts YARSINTEZ übernommen, um industrielle Anlagen zur Dehydrierung von Isobutan zu errichten. Dabei wird das Fluidbettverfahren verwendet – die Umwandlungsrate liegt bei über 50%. Laut Vertragsbedingungen darf Russland diese Technologie innerhalb von 4 Jahren nach Abschluss des Vertrags an keine der Parteien weitergeben.
Eine Möglichkeit zur Nutzung der Kohlenwasserstoffe der Klasse C4 ist die Verwendung von Butan als Rohstoff für Adipinsäure und Butadien. Butadien wird hauptsächlich zur Herstellung von Kunststoffen wie ABS, SBS, Nitrilgummi, Chloroprenkautschuk und Styrolbutadiengummi verwendet. Die Technologie zur Herstellung von Adipinsäure aus Butadien gehört zu den fortschrittlichsten Methoden von BASF. Isobuten kann wiederum als Rohstoff für Ethylen verwendet werden. Zudem kann es zu MTBE oder tert-Butanol verarbeitet werden – dadurch entsteht hochreines Isobuten, das wiederum zur Herstellung von Methylacrylat, Butylgummi, Polyisobuten sowie Schmierstoffdispersanten verwendet werden kann. Buten-1 und Buten-2 können ebenfalls zur Herstellung von Ethylethylether verwendet werden – außerdem kann durch Dehydrierung Butadien gewonnen werden. Erklärung 2: Isobutan ist aufgrund seiner unreaktiven Eigenschaften schwer weiterzuverarbeiten, weshalb es in der Chemieindustrie nur selten eingesetzt wird. Es dient hauptsächlich zur direkten Alkylierung zur Herstellung von Benzin. Butan kann durch Oxidation zu Maleinsäuredianhydrid umgewandelt werden. Die häufigste Anwendung von Isobuten ist die Reaktion mit Methanol zur Herstellung von MTBE. Heutzutage wird Isobuten zunehmend als Rohstoff zur Herstellung von Methylmethacrylat (MMA) verwendet. Butylen wird hauptsächlich zur Oxidationsdehydrogenierung zur Herstellung von Butadien und Cyclohexanon sowie zur Herstellung von Methylethylester verwendet. Außerdem kann 1-Buten als Monomer für Polyethylen, als Ausgangsstoff für Sec-butanol sowie zur Herstellung von Produkten durch gasförmige Polymerisation verwendet werden. Zudem dient 1-Buten als Ausgangsstoff für die Herstellung von Oxalsäure. Die wichtigsten Anwendungen von 2-Buten sind: (1) Die Herstellung von alkylierter Benzin mittels indirekter Alkylierungstechniken – das ist die wichtigste Anwendung von 2-Buten und macht etwa 90 Prozent des Verbrauchs an 2-Buten aus. (2) Herstellung von Propen aus 2-Buten und Ethylen. (3) Durch die Hydratation von 2-Buten entsteht sec-Butanol, das anschließend dehydriert wird, um Methylethen zu erzeugen. Bis in die frühen 1990er Jahre wurde Butadien ausschließlich zur Herstellung von Synthikautschuk verwendet. Im Laufe der Zeit erweiterte sich sein Einsatzbereich auf die Herstellung von Synthharzen, thermoplastischen Elastomeren, Styrolbutadien-Latex sowie anderen organischen Chemikalien. Insbesondere stieg der Verbrauch von Produkten wie dem Acrylnitril-Butadien-Styrol-Kopolymer (ABS), den blockkopolaren Polymeren aus Styrol und Butadien (SBS) sowie dem Styrolbutadien-Latex stark an. Außerdem kann Butadien direkt zu einigen Grundstoffen synthetisiert werden, wie z. B. Butanediol, **Furan, Styrol, Adiponitril, Caprolactam, Butanal/Butanol sowie 2-Ethylethanol und 1-Octen/1-Octanol usw. Es wird erklärt, dass aus 53 % Triisobuten (IB) und 47 % Ethanol (EtOH) ETBE hergestellt werden kann. ETBE ist ein hochwertiger Zusatzstoff für Benzin mit hohem Oktanwert. ETBE, Ethanol und MTBE sind alle Verbesserungsmittel für hochoktanigen Benzin – sie werden auch als „Bio-Benzinzusätze“ bezeichnet. Bei Benzin der Sorte M8 oder O9 beträgt die maximale Menge an ETBE 17 Vol%. ETBE kann nicht nur dazu beitragen, den Oktanwert von Benzin zu erhöhen, sondern kann auch als Ko- Lösungsmittel verwendet werden. ETBE hat einen hohen Siedepunkt und bildet mit Kohlenwasserstoffen keine Azeotropen. So kann sowohl der Luftwiderstand im Motor verringert als auch der Verdampfungsverlust gesenkt werden. ETBE kann außerdem von aeroben Mikroorganismen abgebaut werden. Daher kann ETBE nicht nur den Oktanzahlwert von Benzin erhöhen, sondern auch die Wirtschaftlichkeit und Sicherheit des Benzins verbessern. Er gilt somit als ein hervorragender Zusatzstoff mit großem Marktpotenzial. Hintergrundinformationen 1: „Hochoktanziger Benzin“ und seine Entwicklungsrichtungen
Beim Verbrennen von Benzin in den Zylindern eines Automotorers kommt es aufgrund von unzureichendem Sauerstoff im Zylinder zu einer unvollständigen Verbrennung. Dadurch entstehen starke Vibrationen des Motors, was wiederum zu einer Verringerung der Leistung führt sowie zu Schäden an den Motorenteilen. Das ist właśnie die Knallfestigkeit des Benzins. Der numerische Indikator, der die Entzündungsbeständigkeit von Benzin angibt, wird Oktanzahl genannt. Das ist auch der Begriff, unter dem man normalerweise die Qualität des Benzins bezeichnet – beispielsweise „90#“ oder „93#“. Diese Zahlen geben an, wie gut das Benzin gegen Entzündungen widerstandsfähig ist. Je höher die Zahl, desto besser ist die Entzündungsbeständigkeit. Der Einsatz von Benzin mit hohem Oktanwert wird zu einem wichtigen Mittel, um den Automotor zu schützen und die Fahrleistungen des Autos zu verbessern. Eine Möglichkeit, die Knallfestigkeit von Benzin zu verbessern, besteht darin, andere chemische Stoffe in das Benzin hinzuzufügen. Früher wurde Tetraethylblei weit verbreitet verwendet, wodurch Bleigasoline entstand. Aufgrund der Schäden, die Blei für den menschlichen Körper verursacht, wurde Tetraethylblei ab 1997 weltweit verboten. Die derzeit gebräuchlichen Benzinarten mit hohem Oktanwert sind bleifreies Benzin mit den Oktanzahlen 92, 93, 95, 97 und 98. Zu den Etherverbindungen gehören Methyltert-butylether (MTBE), Ethyltert-butylether (ETBE) sowie Methyltert-amylether (TAME). Diese Verbindungen eignen sich hervorragend als Zusatzstoffe zur Herstellung von bleifreiem, sauerstoffhaltigem Benzin mit hohem Oktanwert. Mit der Entwicklung der Zeit rückt das Umweltschutzthema immer mehr in den Fokus der Menschen. Um die Belastung der Atmosphäre durch Autoabgase zu verringern, erlassen Länder auf der ganzen Welt immer strengere Benzinstandards. In den letzten zehn Jahren wurde Methyltert-butylether (MTBE) als wichtiges Additiv in neuen Benzinformulierungen in den USA sowie in vielen Ländern und Regionen – einschließlich Taiwan – verwendet. Es dient dazu, den Oktanwert des Benzins zu erhöhen und die Emissionen von Fahrzeugen zu verringern. In den letzten Jahren haben jedoch in mehreren US-Bundesstaaten – insbesondere in Kalifornien – Lecks an Öltanks sowie Kontaminationen des Grundwassers durch MTBE zu Besorgnis und Panik geführt. In den letzten Jahren haben wissenschaftliche Studien die Nachteile von MTBE aufgezeigt: Es lässt sich nicht leicht zersetzen und verunreinigt das Grundwasser in gewissem Maße ； Es hat einen leichten Geruch, der den Fahrer stört und zu Übelkeit, Augenschmerzen sowie Hautbläschen führen kann. Die USA haben kürzlich ein „Reinigungsstoffgesetz“ verabschiedet, das vorsieht, MTBE ab dem Jahr 2004 innerhalb von 4 Jahren zu verbieten. Sobald MTBE verboten wird, werden Fragen auftauchen, wie welche Verbindungen den Oktanwert im Benzin ersetzen werden, wohin die entsprechenden Produktionsanlagen gebracht werden sollen und wofür das Rohmaterial Isobuten verwendet werden kann. Unter den vorhandenen Alternativen zum MTBE wird Ethanol am häufigsten empfohlen. In den USA gibt es jedoch Probleme mit unzureichender Inlandsversorgung sowie hohen Preisen. Zwar gibt es steuerliche Anreize, doch ob diese dauerhaft bestehen bleiben, ist fraglich. Zudem weist Ethanol einen recht hohen Dampfdruck auf (18 psia). Aus diesem Grund ist Isoocten, ein Stoff mit niedrigem Dampfdruck, eine bessere Alternative. Außerdem neigt Ethanol dazu, Staub und wasserlösliche Verunreinigungen aufzunehmen – daher eignet es sich nicht zur Transportierung über Leitungen. Die Mischung erfolgt in der Regel in Tankstellen. Was die Verwendung von Isobuten angeht, so werden derzeit aktive Ansätze entwickelt. Einerseits kann Isobuten durch Doppelpolymerisierung in Isooctan umgewandelt werden, welches anschließend hydriert wird, um ein Kraftstoffadditiv mit hohem Oktanzahlwert – Isooctan – zu erzeugen. Andererseits kann Isobuten mit Ethanol zu Ethyltert-butylether (ETBE) synthetisiert werden ； Obwohl ETBE zur gleichen Klasse wie MTBE gehört, weist es einen höheren Oktanzahlwert auf (111). Zudem ist sein Dampfdruck niedriger (4 psia), und seine Wasserlöslichkeit ist geringer als die von MTBE. Deshalb eignet sich ETBE besser als Ethanol als Sauerstoffadditiv für Benzin. Außerdem ist das Destillationsintervall von ETBE und Isooktan eng – dadurch kann der Fahrbarkeitsindex verbessert werden ； Die Kontrolle von DI sowie der VOC (flüchtigen organischen Verbindungen) bei der Mischung – der US-Finanzministerium hat inzwischen zugestimmt, bei der Verwendung von ETBE zur Beimischung zum Benzin Steuererleichterungen für den Ethanolanteil zu gewähren. Europa ist der zweitgrößte Markt für MTBE. Das Europäische Parlament hat eine Verordnung erlassen, deren Ziel es ist, dass bis zum Jahr 2010 5,75 % des Verbrauchs an Kraftstoffen für den Transport (basierend auf dem Energiegehalt) aus Biokraftstoffen stammen. Biodiesel wird zum wichtigsten Biokraftstoff werden. Der größte Teil des Ethanol-Anstiegs in Europa wird voraussichtlich aus Ethyltert-butylether (ETBE) stammen. Schon mehrere MTBE-Anlagen wurden umgerüstet, um ETBE herzustellen. Weitere Umrüstungen sowie einige neu errichtete ETBE-Anlagen sollen bis zum Jahr 2010 abgeschlossen werden. Der Verbrauch an ETBE wird voraussichtlich auf 2,15 bis 2,57 Millionen Tonnen pro Jahr ansteigen. Der Verbrauch von Ethanol in Europa – als direkter Zusatzstoff oder als Rohstoff für ETBE – wird voraussichtlich auf 1,07 bis 1,5 Millionen Tonnen pro Jahr ansteigen. In Zukunft werden die globalen Vorschriften für Benzin immer strenger. Neben den Anforderungen bezüglich des Sauerstoff- und Schwefelgehalts werden auch weitere Anforderungen wie ein hoher Oktanwert, ein niedriger RVP-Wert, ein niedriger Ölgehalt sowie ein niedriger Aromatengehalt dazu führen, dass die Kosten für Benzin steigen. In Zukunft könnte vielleicht noch ein weiterer Parameter hinzukommen – der sogenannte „Fahrbarkeitsindex“ (DI)
1. Das Problem der Isomerisierung von n-Buten: http://bbs.hcbbs.com/thread-1235316-1-1.html (Quelle: HaiChuan Chemical Forum)
2. Fragen zur Herstellung von Isobuten durch die Isomerisierung von 1-Buten und 2-Buten: http://bbs.hcbbs.com/thread-424427-1-1.html (Quelle: HaiChuan Chemical Forum)
3. Die Isomerisierung des n-Buten-Skeletts: http://bbs.hcbbs.com/thread-896890-1-1.html (Quelle: HaiChuan Chemical Forum)
Die Dehydrierungsmethode für Isobutan – Es handelt sich dabei um eine wettbewerbsfähige Methode zur Herstellung von Isobuten. Es wird dabei das in dem Ölfeldgas enthaltene Isobutan in Höhe von 20%-40% genutzt. Nach der Trennung im Isobutanentzugsturm gelangt das Isobutan, das an der Oberseite des Turms herauskommt, in eine Dehydrogenationsanlage, wo es in das gewünschte Produkt Isobuten umgewandelt wird. Falls es nur darum geht, chemische Rohstoffe zu gewinnen, kann das entstandene Isobuten direkt verwendet werden. Um ein Produkt von hoher Reinheit zu erhalten, kann Isobuten in die MTBE-Syntheseanlage eingespeist werden. Der Butan, der am Boden der Kolonne austritt, gelangt in die Isomerisierungsanlage. Die Produkte der Isomerisierung werden wieder in die Dekanalisiererkolonne zurückgeführt und anschließend in die Dehydrogenierungsanlage, wodurch Isobuten gewonnen wird. Auf diese Weise werden die C4-Kohlenwasserstoffressourcen voll ausgenutzt – was sie bei vielen Herstellern beliebt macht. Der Schlüssel zur Technologie ist ein guter Katalysator. Die Dehydrierung von Isobutan ist ein starker endothermer Prozess, der durch kinetische Faktoren gesteuert wird. Hohe Temperaturen tragen dazu bei, die Ausbeute zu erhöhen – doch bei hohen Temperaturen neigt der Katalysator dazu, inaktiv zu werden ； Ein niedrigerer Wasserstoffdruck ist vorteilhaft für die Dehydrierung, doch in der Praxis ist zur Verhinderung von Koksbildung und zum Entfernen von Ablagerungen eine Wasserstoffatmosphäre erforderlich, wodurch die Umsetzung dieses Prozesses schwierig ist. Zurzeit gibt es im Ausland bereits entwickelte industrielle Verfahren wie das Oleflex-Verfahren der Firma UOP, das Catofin-Verfahren der Firma Lummus, das STAR-Verfahren der Firma Phillips, das FBD-4-Verfahren der Firma Snamprogetti sowie das Linde-Verfahren der Firma Linde. Der Prozess des Unternehmens zur Herstellung von Isobuten durch Dehydrierung von Isobutan umfasst drei Schritte: die Reaktion, die kontinuierliche Regeneration des Katalysators sowie die Rückgewinnung des Produkts. Als Katalysator wird ein Mehrmetallkatalysator auf Basis von Platin verwendet, wobei Aluminiumoxid in Ball förmiger Struktur als Träger dient. Durch dieses Verfahren kann die Gesamtselektivität bei der Umwandlung von Isobutan in Isobuten 91–93 % (mol) erreicht werden. Die ehemalige Sowjetunion verwendete Katalysatoren auf Basis von Aluminiumchromat in einem Siedebett zur Dehydrierung von Isobutan – sowie von n-Butan oder Mischungen aus Isobutan und n-Butan. Diese Methode war effektiv: Die Umwandlungsrate von Isobutan lag bei 50–55 %, während die Selektivität für die Umwandlung in Isobuten bei 82–86 % lag. Es gibt viele Unternehmen im Inland, die mit Russland in Kontakt stehen. Die eigentliche Umsetzung sollte in Panjin und Yun stattfinden. Die Dehydrierung von Isobutan hängt von der weiteren Verarbeitung des Isobuten ab – falls es weiter zu Polyisobuten, Butylkautschuk, Isoprenkautschuk oder MMA verarbeitet wird, sind die Vorteile sehr groß. ! Die Speicherkapazität für Isobutan bei der Dehydrierung beträgt 1,16 t Isobutan pro t Isobuten. In China wurde bereits die Technologie des russischen Forschungsinstituts YARSINTEZ übernommen, um industrielle Anlagen zur Dehydrierung von Isobutan zu errichten. Dabei wird ein Fluidbettverfahren verwendet, wodurch eine Umwandlungsrate von über 50 % erreicht wird. Laut Vertragsbedingungen darf Russland diese Technologie in den ersten 4 Jahren nach Abschluss des Vertrags an keine Partei weitergeben. In Shandong baut Yu Huang Anlagen, deren Kapazität etwa 200.000 Tonnen beträgt – ähnlich wie in anderen Ländern, wo diese Technologie bereits industrialisiert wurde. 8 C’ Y(P1 F, N5 T(Z): Aufgrund der hohen Investitionskosten – m7 |5 G3 }5 – wird eine Menge von 100.000 Tonnen sicherlich nicht die wirtschaftliche Größenordnung erreichen, es sei denn, Isobuten wird weiterverarbeitet, z. B. zu Butylkautschuk oder Isopren usw. Unser Unternehmen ist ein privates Unternehmen, das sich auf die tiefgehende Verarbeitung von Kohlenwasserstoffen der Klasse C4 spezialisiert hat. Derzeit produzieren wir MEBE sowie hochreinen Isobuten. Zudem beschäftigen wir uns mit der Isomerisierung von n-Buten sowie mit aromatischen Verbindungen. Auch die Dehydrogenation von Isobutan gehört zu den Entwicklungsrichtungen unseres Unternehmens. Können Sie mir sagen, ob diese Prozesse bereits in der Industrie umgesetzt werden oder ob es sich noch um Laborversuche handelt? Wie hoch ist der Anteil an Olefinen in den Abgasen nach der Aromatisierung? Ich habe den Eindruck, dass Ihre Dehydrogenationskatalysatoren Ähnlichkeiten mit Ihren Isomerisierungskatalysatoren aufweisen. Inländisch wurde bereits die Technologie des russischen Forschungsinstituts YARSINTEZ übernommen, um industrielle Anlagen zur Dehydrierung von Isobutan zu errichten. Dabei wird das Fluidbettverfahren verwendet – die Umwandlungsrate liegt bei über 50%. Laut Vertragsbedingungen darf Russland diese Technologie innerhalb von 4 Jahren nach Abschluss des Vertrags an keine der Parteien weitergeben.
Eine Möglichkeit zur Nutzung der Kohlenwasserstoffe der Klasse C4 ist die Verwendung von Butan als Rohstoff für Adipinsäure und Butadien. Butadien wird hauptsächlich zur Herstellung von Kunststoffen wie ABS, SBS, Nitrilgummi, Chloroprenkautschuk und Styrolbutadiengummi verwendet. Die Technologie zur Herstellung von Adipinsäure aus Butadien gehört zu den fortschrittlichsten Methoden von BASF. Isobuten kann wiederum als Rohstoff für Ethylen verwendet werden. Zudem kann es zu MTBE oder tert-Butanol verarbeitet werden – dadurch entsteht hochreines Isobuten, das wiederum zur Herstellung von Methylacrylat, Butylgummi, Polyisobuten sowie Schmierstoffdispersanten verwendet werden kann. Buten-1 und Buten-2 können ebenfalls zur Herstellung von Ethylethylether verwendet werden – außerdem kann durch Dehydrierung Butadien gewonnen werden. Erklärung 2: Isobutan ist aufgrund seiner unreaktiven Eigenschaften schwer weiterzuverarbeiten, weshalb es in der Chemieindustrie nur selten eingesetzt wird. Es dient hauptsächlich zur direkten Alkylierung zur Herstellung von Benzin. Butan kann durch Oxidation zu Maleinsäuredianhydrid umgewandelt werden. Die häufigste Anwendung von Isobuten ist die Reaktion mit Methanol zur Herstellung von MTBE. Heutzutage wird Isobuten zunehmend als Rohstoff zur Herstellung von Methylmethacrylat (MMA) verwendet. Butylen wird hauptsächlich zur Oxidationsdehydrogenierung zur Herstellung von Butadien und Cyclohexanon sowie zur Herstellung von Methylethylester verwendet. Außerdem kann 1-Buten als Monomer für Polyethylen, als Ausgangsstoff für Sec-butanol sowie zur Herstellung von Produkten durch gasförmige Polymerisation verwendet werden. Zudem dient 1-Buten als Ausgangsstoff für die Herstellung von Oxalsäure. Die wichtigsten Anwendungen von 2-Buten sind: (1) Die Herstellung von alkylierter Benzin mittels indirekter Alkylierungstechniken – das ist die wichtigste Anwendung von 2-Buten und macht etwa 90 Prozent des Verbrauchs an 2-Buten aus. (2) Herstellung von Propen aus 2-Buten und Ethylen. (3) Durch die Hydratation von 2-Buten entsteht sec-Butanol, das anschließend dehydriert wird, um Methylethen zu erzeugen. Bis in die frühen 1990er Jahre wurde Butadien ausschließlich zur Herstellung von Synthikautschuk verwendet. Im Laufe der Zeit erweiterte sich sein Einsatzbereich auf die Herstellung von Synthharzen, thermoplastischen Elastomeren, Styrolbutadien-Latex sowie anderen organischen Chemikalien. Insbesondere stieg der Verbrauch von Produkten wie dem Acrylnitril-Butadien-Styrol-Kopolymer (ABS), den blockkopolaren Polymeren aus Styrol und Butadien (SBS) sowie dem Styrolbutadien-Latex stark an. Außerdem kann Butadien direkt zu einigen Grundstoffen synthetisiert werden, wie z. B. Butanediol, **Furan, Styrol, Adiponitril, Caprolactam, Butanal/Butanol sowie 2-Ethylethanol und 1-Octen/1-Octanol usw. Es wird erklärt, dass aus 53 % Triisobuten (IB) und 47 % Ethanol (EtOH) ETBE hergestellt werden kann. ETBE ist ein hochwertiger Zusatzstoff für Benzin mit hohem Oktanwert. ETBE, Ethanol und MTBE sind alle Verbesserungsmittel für hochoktanigen Benzin – sie werden auch als „Bio-Benzinzusätze“ bezeichnet. Bei Benzin der Sorte M8 oder O9 beträgt die maximale Menge an ETBE 17 Vol%. ETBE kann nicht nur dazu beitragen, den Oktanwert von Benzin zu erhöhen, sondern kann auch als Ko- Lösungsmittel verwendet werden. ETBE hat einen hohen Siedepunkt und bildet mit Kohlenwasserstoffen keine Azeotropen. So kann sowohl der Luftwiderstand im Motor verringert als auch der Verdampfungsverlust gesenkt werden. ETBE kann außerdem von aeroben Mikroorganismen abgebaut werden. Daher kann ETBE nicht nur den Oktanzahlwert von Benzin erhöhen, sondern auch die Wirtschaftlichkeit und Sicherheit des Benzins verbessern. Er gilt somit als ein hervorragender Zusatzstoff mit großem Marktpotenzial. Hintergrundinformationen 1: „Hochoktanziger Benzin“ und seine Entwicklungsrichtungen
Beim Verbrennen von Benzin in den Zylindern eines Automotorers kommt es aufgrund von unzureichendem Sauerstoff im Zylinder zu einer unvollständigen Verbrennung. Dadurch entstehen starke Vibrationen des Motors, was wiederum zu einer Verringerung der Leistung führt sowie zu Schäden an den Motorenteilen. Das ist właśnie die Knallfestigkeit des Benzins. Der numerische Indikator, der die Entzündungsbeständigkeit von Benzin angibt, wird Oktanzahl genannt. Das ist auch der Begriff, unter dem man normalerweise die Qualität des Benzins bezeichnet – beispielsweise „90#“ oder „93#“. Diese Zahlen geben an, wie gut das Benzin gegen Entzündungen widerstandsfähig ist. Je höher die Zahl, desto besser ist die Entzündungsbeständigkeit. Der Einsatz von Benzin mit hohem Oktanwert wird zu einem wichtigen Mittel, um den Automotor zu schützen und die Fahrleistungen des Autos zu verbessern. Eine Möglichkeit, die Knallfestigkeit von Benzin zu verbessern, besteht darin, andere chemische Stoffe in das Benzin hinzuzufügen. Früher wurde Tetraethylblei weit verbreitet verwendet, wodurch Bleigasoline entstand. Aufgrund der Schäden, die Blei für den menschlichen Körper verursacht, wurde Tetraethylblei ab 1997 weltweit verboten. Die derzeit gebräuchlichen Benzinarten mit hohem Oktanwert sind bleifreies Benzin mit den Oktanzahlen 92, 93, 95, 97 und 98. Zu den Etherverbindungen gehören Methyltert-butylether (MTBE), Ethyltert-butylether (ETBE) sowie Methyltert-amylether (TAME). Diese Verbindungen eignen sich hervorragend als Zusatzstoffe zur Herstellung von bleifreiem, sauerstoffhaltigem Benzin mit hohem Oktanwert. Mit der Entwicklung der Zeit rückt das Umweltschutzthema immer mehr in den Fokus der Menschen. Um die Belastung der Atmosphäre durch Autoabgase zu verringern, erlassen Länder auf der ganzen Welt immer strengere Benzinstandards. In den letzten zehn Jahren wurde Methyltert-butylether (MTBE) als wichtiges Additiv in neuen Benzinformulierungen in den USA sowie in vielen Ländern und Regionen – einschließlich Taiwan – verwendet. Es dient dazu, den Oktanwert des Benzins zu erhöhen und die Emissionen von Fahrzeugen zu verringern. In den letzten Jahren haben jedoch in mehreren US-Bundesstaaten – insbesondere in Kalifornien – Lecks an Öltanks sowie Kontaminationen des Grundwassers durch MTBE zu Besorgnis und Panik geführt. In den letzten Jahren haben wissenschaftliche Studien die Nachteile von MTBE aufgezeigt: Es lässt sich nicht leicht zersetzen und verunreinigt das Grundwasser in gewissem Maße ； Es hat einen leichten Geruch, der den Fahrer stört und zu Übelkeit, Augenschmerzen sowie Hautbläschen führen kann. Die USA haben kürzlich ein „Reinigungsstoffgesetz“ verabschiedet, das vorsieht, MTBE ab dem Jahr 2004 innerhalb von 4 Jahren zu verbieten. Sobald MTBE verboten wird, werden Fragen auftauchen, wie welche Verbindungen den Oktanwert im Benzin ersetzen werden, wohin die entsprechenden Produktionsanlagen gebracht werden sollen und wofür das Rohmaterial Isobuten verwendet werden kann. Unter den vorhandenen Alternativen zum MTBE wird Ethanol am häufigsten empfohlen. In den USA gibt es jedoch Probleme mit unzureichender Inlandsversorgung sowie hohen Preisen. Zwar gibt es steuerliche Anreize, doch ob diese dauerhaft bestehen bleiben, ist fraglich. Zudem weist Ethanol einen recht hohen Dampfdruck auf (18 psia). Aus diesem Grund ist Isoocten, ein Stoff mit niedrigem Dampfdruck, eine bessere Alternative. Außerdem neigt Ethanol dazu, Staub und wasserlösliche Verunreinigungen aufzunehmen – daher eignet es sich nicht zur Transportierung über Leitungen. Die Mischung erfolgt in der Regel in Tankstellen. Was die Verwendung von Isobuten angeht, so werden derzeit aktive Ansätze entwickelt. Einerseits kann Isobuten durch Doppelpolymerisierung in Isooctan umgewandelt werden, welches anschließend hydriert wird, um ein Kraftstoffadditiv mit hohem Oktanzahlwert – Isooctan – zu erzeugen. Andererseits kann Isobuten mit Ethanol zu Ethyltert-butylether (ETBE) synthetisiert werden ； Obwohl ETBE zur gleichen Klasse wie MTBE gehört, weist es einen höheren Oktanzahlwert auf (111). Zudem ist sein Dampfdruck niedriger (4 psia), und seine Wasserlöslichkeit ist geringer als die von MTBE. Deshalb eignet sich ETBE besser als Ethanol als Sauerstoffadditiv für Benzin. Außerdem ist das Destillationsintervall von ETBE und Isooktan eng – dadurch kann der Fahrbarkeitsindex verbessert werden ； Die Kontrolle von DI sowie der VOC (flüchtigen organischen Verbindungen) bei der Mischung – der US-Finanzministerium hat inzwischen zugestimmt, bei der Verwendung von ETBE zur Beimischung zum Benzin Steuererleichterungen für den Ethanolanteil zu gewähren. Europa ist der zweitgrößte Markt für MTBE. Das Europäische Parlament hat eine Verordnung erlassen, deren Ziel es ist, dass bis zum Jahr 2010 5,75 % des Verbrauchs an Kraftstoffen für den Transport (basierend auf dem Energiegehalt) aus Biokraftstoffen stammen. Biodiesel wird zum wichtigsten Biokraftstoff werden. Der größte Teil des Ethanol-Anstiegs in Europa wird voraussichtlich aus Ethyltert-butylether (ETBE) stammen. Schon mehrere MTBE-Anlagen wurden umgerüstet, um ETBE herzustellen. Weitere Umrüstungen sowie einige neu errichtete ETBE-Anlagen sollen bis zum Jahr 2010 abgeschlossen werden. Der Verbrauch an ETBE wird voraussichtlich auf 2,15 bis 2,57 Millionen Tonnen pro Jahr ansteigen. Der Verbrauch von Ethanol in Europa – als direkter Zusatzstoff oder als Rohstoff für ETBE – wird voraussichtlich auf 1,07 bis 1,5 Millionen Tonnen pro Jahr ansteigen. In Zukunft werden die globalen Vorschriften für Benzin immer strenger. Neben den Anforderungen bezüglich des Sauerstoff- und Schwefelgehalts werden auch weitere Anforderungen wie ein hoher Oktanwert, ein niedriger RVP-Wert, ein niedriger Ölgehalt sowie ein niedriger Aromatengehalt dazu führen, dass die Kosten für Benzin steigen. In Zukunft könnte vielleicht noch ein weiterer Parameter hinzukommen – der sogenannte „Fahrbarkeitsindex“ (DI)
Die Isomerisierung des n-Buten-Rahmens zu Isobuten lässt sich je nach Zusammensetzung des Katalysators in den Prozess mit Aluminiumoxid und den Prozess mit Molekularsieben einteilen
Der Vorteil des Aluminiumoxid-Katalysierungsverfahrens ist, dass der Katalysator günstig und leicht verfügbar ist. Allerdings weist er eine geringe Aktivität auf, und die Reaktionstemperatur ist hoch – was thermodynamisch der Bildung von Isobuten nicht zugutekommt. Die Ausbeute dieses Verfahrens liegt bei etwa 30 %, und der Aluminiumoxid-Katalysator deaktiviert sich schnell. Die Aktivität der Molekülsieb-Katalysatoren ist im Vergleich zu Alumina-Katalysatoren erheblich höher. Die Reaktionstemperatur kann auf 350–400 °C gesenkt werden, wodurch eine Ausbeute von etwa 40 % erreicht wird
Bitte erläutern Sie die Lösung detailliert: Das Verfahren zur Isomerisierung von n-Buten zur Herstellung von Isobuten basiert auf dem Prinzip der Katalyse durch hochselektive Molekularsiebkatalysatoren. Dabei kommt es unter katalytischer Wirkung zu einer Strukturisomerisierungsreaktion des n-Butens in den Tetrahydrocarbonen, wodurch Isobuten entsteht. Die Technologie zur Isomerisierung von n-Buten zur Herstellung von Isobuten zeichnet sich dadurch aus, dass keine Verdünnungsgase wie Stickstoff, Wasserstoff oder Wasserdampf benötigt werden. Der Reaktionsdruck ist niedrig (etwa 0,02–0,07 MPa), die Reaktionstemperatur liegt im mittleren Bereich (300–420 °C). Die Reaktionsmaterialien müssen nicht streng gereinigt werden. Dadurch ist der Prozess einfach, und die Investitions- sowie Betriebskosten sind gering. Der Reaktionsmechanismus ist wie folgt: Es wird allgemein angenommen, dass es sich bei der Isomerisierungsreaktion des n-Butylen-Rückgrats um einen Einmolekülar-Reaktionsmechanismus handelt. Zunächst wird das n-Butylen am sauren Aktivzentrum des Katalysators aktiviert und zu einem Carben-Zwischenprodukt. Anschließend rearrangiert sich dieses Carben-Zwischenprodukt zu einem protonierten Cyclopropan-Zwischenprodukt. Wenn sich das Cyclopropan-Zwischenprodukt öffnet, entsteht ein n-Butylcarben, das schließlich in Isobutylen umgewandelt wird. Im Laufe dieses Prozesses finden außerdem Doppelbindungsisomerisierungen sowie cis-trans-Isomerisierungen statt. Neben der Hauptreaktion der Isomerisierung des n-Buten-Rückgrats treten während des Reifeprozesses auch Nebenreaktionen wie Polymerisation, Kracking, Aromatisierung und Kohlenstoffablagerung auf. Butenmoleküle können an stark sauren Aktivstätten dimerisieren oder trimerisieren. Die entstehenden Oligome gehen wiederum in Spaltungsreaktionen über, wodurch kleinere Alken wie Propen und Penten entstehen ； Diese Oligome können weiter polymerisieren und zu langkettigen Kohlenwasserstoffmolekülen werden, oder sie können aromatisiert werden und zu Aromaten werden ； Es entstehen außerdem Kohlenstoffablagerungen auf der Oberfläche des Katalysators, die die sauren Aktivstellen bedecken oder die Poren des Katalysators verstopfen, wodurch der Katalysator inaktiv wird. Das Auftreten dieser Nebenreaktionen hängt vom gewählten Katalysator ab. Durch eine sinnvolle Optimierung der Art und Struktur des Katalysators kann das Auftreten von Nebenreaktionen so weit wie möglich eingeschränkt werden. Reaktionstemperatur Die Temperatur am Eingang des Reaktors ist der wichtigste Steuerparameter zur Regulierung der Reaktion. Im Laufe der Reaktion nimmt die Aktivität des Katalysators allmählich ab, wodurch die Umwandlungsrate des Isobuten sinkt. Um die Umwandlungsrate des Isobuten zu gewährleisten, muss die Reaktionstemperatur schrittweise erhöht werden. Aus der Reaktionsmechanistik geht hervor, dass es bei der Modifizierungsreaktion sowohl exotherme als auch endotherme Reaktionen gibt; insgesamt führt dies zu einem geringfügigen Temperaturanstieg. Doch Reaktionen wie die Dehydrierung von Cycloalkanen sowie die cyclische Dehydrierung von Alkanen sind endotherme Prozesse; eine angemessene Erhöhung der Temperatur trägt zur Steigerung der Umsetzungsrate des Butens bei ； Aus Sicht der chemischen Kinetik kann eine Erhöhung der Reaktionstemperatur die Geschwindigkeit der chemischen Reaktion erhöhen, was der Isomerisierung von Buten zugutekommt. Doch zu hohe Reaktionstemperaturen fördern die Zunahme von Nebenreaktionen wie der thermischen Zersetzung, was zu einer erhöhten Koksproduktion führt. Gleichzeitig wird die Stabilität des Katalysators beeinflusst, einschließlich seiner thermischen Stabilität und seines Kohlenstoffaufnahmefähigkeiten. Während des Reaktionsverlaufs nimmt die Aktivität des Katalysators aufgrund von Kohlenablagerungen ab. Um eine ausreichende Reaktionsgeschwindigkeit zu gewährleisten, sollte die Reaktionstemperatur mit abnehmender Katalysatoraktivität schrittweise erhöht werden. Daher wird die Reaktionstemperatur auf 370–430 °C festgelegt, wodurch die Eigenschaften des Produkts sowie seine Verteilung recht gut sind. Zufuhrsgeschwindigkeit: Die Geschwindigkeit gibt an, wie lang die Reaktionszeit ist. Für einen bestimmten Reaktor gilt: Je höher die Luftgeschwindigkeit, desto größer ist auch die Verarbeitungskapazität. Die mögliche Reaktionsgeschwindigkeit hängt hauptsächlich vom Aktivitätsniveau des Katalysators ab. In nicht-hydrogenierten Reaktionen gilt: Je höher die Luftstromgeschwindigkeit ist, desto kürzer ist die Verweildauer der Rohstoffe im Katalysatorbett. Dadurch gibt es weniger Nebenreaktionen, und die Umwandlungsrate des Isobuten ist höher. Doch bei zu hoher Luftgeschwindigkeit nimmt die Aktivität des Katalysators zu schnell ab, die Reaktionstemperatur steigt an, wodurch sich der Reaktionszyklus des Katalysators verkürzt und es häufig zu Verbrennungen im Reaktor kommt ； Umgekehrt führt eine zu niedrige Durchflussgeschwindigkeit des Eingangsstoffs dazu, dass zwar die Reaktionszeit zunimmt, aber es zu mehr Nebenreaktionen kommt, wodurch die Ausbeute des gewünschten Produkts sinkt. Durch die Kontrolle der Verarbeitungslast bei 60–120 % kann eine gute Produktverteilung gewährleistet werden, und der Katalysator weist außerdem einen längeren Betriebszyklus auf. Reaktionsdruck: Die derzeit verwendeten Katalysatoren weisen eine hohe Kohlenstoffaufnahmefähigkeit sowie gute Stabilität auf, wodurch ein niedrigerer Reaktionsdruck verwendet werden kann. Doch zu niedriger Druck ist nicht vorteilhaft für den Betrieb des Kompressors. Daher ist es sinnvoll, den Reaktionsdruck auf 0,10 MPa(g) zu halten.
Ich möchte eine Aufgabe übernehmen! Aber die HaiChuan-Münzen reichen nicht aus! Man kann miteinander kommunizieren und gemeinsam verbessern!
Bitte erläutern Sie die Lösung im Detail: UOP-Butamer-Prozess
Dieser Beitrag wurde zuletzt von njdlmyl am 23.06.2016 um 14:11 bearbeitet. In China gibt es bereits fast 20 Anlagen zur Herstellung von Butadienisomeren – es handelt sich dabei um äußerst ausgereifte Technologien. Der Prozess ist einfach: Es handelt sich um ein Reaktionsystem, ein Kompressionsystem, ein Destillationsystem und ein Regenerierungssystem. Wir entwerfen ziemlich viel.
Ja, wir ändern derzeit die Betriebsanleitungen und suchen nach Referenzmaterialien