부틴 골격을 이소부틴으로 이성질화하는 작업 과정과 기술 관련 질문들을 통해 배우고 싶습니다*
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발행하고자 하는 상세 내용: 부틴 골격의 이소부틴으로의 이성질화 공정과 관련된 기술적 질문들을 통해 배우고 싶습니다*. 달성하고자 하는 목적: 기타 설명: 참여하여 도움을 준 분들에 대한 평가를 신속히 진행해 주시기 바랍니다
반나절 동안 찾아줬어.찾을 수 없어요. 정보를 찾아봤는데, 도움이 되길 바랍니다. 관련 문제들을 논의할 수 있는 친구들입니다: @zhangqi1234, @zhjy200311, @wsh7014, @河边水草, @那疼、绕心弦, @紫藤, @liu421454805, @hu792016761. 저는 바로 이 장비를 조작하는 사람입니다. 해결 방안을 자세히 설명해 주세요:
1. 정부틸렌의 이성질화 문제: http://bbs.hcbbs.com/thread-1235316-1-1.html (출처: 해천화공포럼)
2. 1-부틸렌과 2-부틸렌을 이용한 이소부틸렌 생산 공정에 대한 문의: http://bbs.hcbbs.com/thread-424427-1-1.html (출처: 해천화공포럼)
3. 정부틸렌의 골격 구조 변환에 관한 문제: http://bbs.hcbbs.com/thread-896890-1-1.html (출처: 해천화공포럼)
이소부탄 탈수법: 이 방법은 경쟁력 있는 이소부틸렌 생산 공정입니다.이는 유전 가스에 포함된 20%-40%의 이부탄을 활용하여, 이부탄 제거 탑을 통해 분리한 뒤, 탑에서 나온 이부탄을 탈수소 장치로 보내어 목표물인 이부틸렌으로 전환시키는 방식입니다.화학 원료를 얻기 위한 목적만이라면, 얻어진 이부텐을 그대로 사용할 수 있습니다.고순도의 제품을 얻고자 한다면, 이소부텐은 MTBE 합성 장치로 들어가고, 탑 바닥에서 나오는 정부탄은 이성화 장치로 들어갑니다. 이성화된 생성물은 다시 탈이소부탄 탑으로 돌아가서, 그곳에서 다시 탈수소 장치로 보내져 이소부텐이 만들어집니다. 이와 같은 방식으로 C4 알케인 자원을 효율적으로 활용할 수 있으므로, 많은 생산업체들이 선호합니다.기술의 핵심은 우수한 촉매를 갖추는 것입니다.이부탄 탈수소는 강한 흡열 과정으로, 동역학적 제어를 받으며, 고온은 수율 향상에 유리하지만 고온에서는 촉매가 쉽게 불활성화된다；낮은 수소 압력은 탈수소에 유리하지만, 실제 운전에서는 침전물 형성을 억제하고 탄소 축적을 제거하기 위해 수소 환경이 필요하므로 이 과정을 실현하는 데는 일정한 어려움이 있다.현재 해외에서 개발된 산업화 기술로는 UOP사의 Oleflex 공정, Lummus사의 Catofin 공정, Phillips사의 STAR 공정, Snamprogetti사의 FBD-4 공정, Linde사의 Linde 공정이 있습니다. 회사의 이부탄 탈수소화를 통한 이부텐 생산 공정은 반응, 촉매의 연속적인 재생, 그리고 제품 회수의 세 가지 단계로 구성됩니다. 여기서 사용되는 촉매는 백금을 주성분으로 하는 다금속이며, 구형 산화알루미늄이 촉매의 운반체 역할을 합니다.이 방법을 사용하면 이부탄을 이부틸렌으로 전환할 때의 전체 선택도가 91%-93% (몰 기준)에 달한다. 구소련에서는 알루미늄크로뮴 촉매를 이용한 보일러형 반응기를 사용하여 이부탄(그리고 정부탄 또는 이부탄과 정부탄의 혼합물)을 탈수소화시켰습니다. 이 방법은 효과적이어서, 이부탄의 전환율은 50%-55%에 달했으며, 이부텐으로의 전환 선택성은 82%-86%였습니다.국내에서 러시아와 접촉하는 기업들이 적지 않은데, 실질적인 단계에 들어간 것은 판진과 윈인 것 같습니다. 이부탄 탈수소는 향후 이부틸렌의 활용 문제에 달려 있습니다. 만약 이를 계속해서 가공하여 폴리이부틸렌, 부틸 고무, 이소프렌 고무 또는 MMA로 만든다면, 그 효과는 매우 좋을 것입니다.! D+ 이부탄 탈수 과정에서의 단위 소비량은 1.16톤의 이부탄당 1톤의 이부틸렌입니다. 중국에서는 이미 러시아의 YARSINTEZ 합성연구소의 기술을 도입하여 이부탄 탈수를 위한 산업용 설비를 건설했습니다. 여기서는 유동층 공정이 사용되며, 전환율은 50% 이상입니다. 또한 계약 조건에 따라, 러시아 측은 계약 체결 후 4년 동안 어느 쪽에도 이 기술을 양도하지 않습니다. 0 c: o’ l* 산둥 유후앙도 중국 내에서 이미 산업화된 설비를 건설하고 있으며, 그 규모는 모두 20만 톤 정도입니다.8 C’ Y(P1 F, N5 T(Z). 투자 규모가 상당히 크기 때문에, -m7 |5 G3 }5. 이소부텐을 부틸 고무나 이소프렌과 같은 제품으로 추가적으로 가공하지 않는 한, 10만 톤이라는 수준에는 결코 도달할 수 없습니다.저희 회사는 탄소 4의 심층 가공을 전문으로 하는 민간 기업입니다. 현재는 MEBE, 고순도 이부텐, 정부텐 이성질화, 방향족화 공정을 수행하고 있습니다. 여러분이 언급한 이부탄 탈수소화도 저희 회사의 발전 방향 중 하나입니다. 혹시 이미 산업화가 이루어졌는지, 아니면 여전히 실험실 단계의 데이터인지 궁금합니다. 또한 방향족화 공정 후의 배기가스에 포함된 올레핀의 양은 어느 정도인가요? 제 생각에는 여러분의 탈수소화 촉매와 이성질화 촉매가 유사한 점이 있는 것 같습니다.국내에서는 이미 러시아의 YARSINTEZ 합성연구소의 기술을 도입하여 이부탄 탈수소화를 위한 산업 시설을 건설했습니다. 여기서는 유동층 공정이 사용되며, 전환율은 50% 이상입니다. 또한 계약 조건에 따라, 러시아 측은 계약 체결 후 4년 동안 어느 한쪽에도 이 기술을 양도하지 않습니다.
카본포의 다양한 활용 방법에 대해 설명하자면, 부탄은 순산-부틸렌으로 가장 많이 사용됩니다. 주로 ABS, SBS, 슈퍼바이든 고무, 니트릴 고무, 클로로프렌 고무, 부타디엔 고무와 같은 합성 재료로 사용됩니다. 부틸렌을 이용한 헥사나이트릴 생산은 BASF의 가장 진보된 기술입니다. 카본포는 에틸렌 생산에 사용될 수 있으며, 이부탄은 MTBE나 테르피네올로 전환될 수 있습니다. 이를 통해 고순도의 이부탄을 얻을 수 있으며, 이를 이용해 메틸메타크리레이트, 부틸 고무, 폴리이부탄 등을 생산할 수 있습니다. 부틸렌-1과 부틸렌-2는 메탄올 및 에탄올 생산에도 사용될 수 있으며, 탈수소화를 통해 부틸렌도 생산될 수 있습니다. 설명 2: 이부탄은 그 특성상 활성도가 낮아 심층 가공이 어렵기 때문에 화학 산업에서의 활용이 적으며, 주로 직접 알킬화를 통해 휘발유를 생산하는 데 사용됩니다. 또한 이부탄은 과산화 처리를 통해 순부티렌디아네이트(순안)를 제조하는 데에도 사용됩니다.이부텐은 주로 메탄올과 반응하여 MTBE를 만드는 데 사용됩니다. 현재는 이부텐을 원료로 하여 메틸메타크릴레이트(MMA)를 생산하는 경우가 많습니다. 정부텐은 대부분 산화 탈수 반응을 통해 부타디엔이나 시안화수소를 만드는 데 사용됩니다.또한 1-부텐은 폴리에틸렌 단량체, 중부탄올 및 기상 중합 제품의 생산 원료로 사용될 수 있으며, 순안하이드라이드를 생산하는 데에도 사용된다. 2-부텐의 주요 용도는 다음과 같다: (1) 간접 알킬화 기술을 이용하여 알킬화 휘발유를 생산하는 것으로, 이가 2-부텐의 가장 주요한 용도이며, 전체 사용량의 약 90%를 차지한다.(2) 2-부텐과 에틸렌으로 프로필렌을 생산한다.(3) 2-부텐을 수화시켜 중부탄올을 생성한 다음 탈수하여 메틸에틸케톤을 얻는다.부타디엔은 1990년대 초에는 전적으로 합성고무 생산에 사용되었지만, 점차 합성수지, 열가소성 엘라스토머, 부타디엔스티렌 라텍스 및 기타 유기화학 제품의 생산에도 활용되게 되었습니다. 특히 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS) 수지, 스티렌과 부타디엔의 블록 공중합체(SBS) 형태의 열가소성 엘라스토머, 그리고 부타디엔스티렌 라텍스와 같은 제품들의 소비량이 크게 증가하고 있습니다.또한, 부타디엔은 부탄올, **푸란, 스티렌, 헥사나이트릴, 헥사메틸렌라크탐, 부탈데하이드/부탄올, 그리고 2-에틸에탄올과 1-옥텐/1-옥탄올과 같은 일부 기본 원료들을 직접 합성하는 데에도 사용됩니다.트라이이소부텐(IB) 53%와 에탄올(EtOH) 47%를 혼합하면 ETBE(에틸 테르시어리 에터)가 만들어집니다. ETBE는 우수한 성능을 가진 고옥탄가 휘발유의 첨가제입니다.ETBE와 에탄올, MTBE는 모두 고옥탄가 휘발유 개선제로, “바이오 휘발유 첨가제”라고도 불립니다. M8 o9 X$ @$ G 휘발유의 경우 ETBE의 최대 첨가량은 17Vol%입니다.ETBE는 가솔린의 옥탄가를 높이는 효과가 있을 뿐만 아니라, 공용 용매로도 사용될 수 있습니다.ETBE는 끓는점이 높아, 탄화수소와 혼합해도 공비혼합물을 생성하지 않습니다.이렇게 하면 엔진 내부의 기류 저항을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 증발 손실도 감소시킬 수 있습니다.ETBE는 호기성 미생물에 의해서도 분해될 수 있습니다. 따라서 ETBE는 휘발유의 옥탄가를 높일 뿐만 아니라, 휘발유의 경제성과 안전성도 향상시킬 수 있으므로, 매우 큰 시장 잠재력을 가진 우수한 첨가제라고 할 수 있습니다. 배경 자료 1, “고옥탄가 휘발유”와 그 발전 동향
휘발유는 자동차 엔진의 실린더 내에서 연소될 때, 실린더 내의 산소가 부족하여 연소가 불완전해집니다. 이로 인해 기계가 심하게 진동하고, 그 결과 출력이 감소하며 기계 부품들이 손상됩니다. 이것이 바로 휘발유의 내폭성입니다.휘발유의 폭발 저항성을 나타내는 수치 지표가 바로 옥탄가입니다. 이것이 바로 사람들이 흔히 말하는 휘발유의 등급인 것입니다. 예를 들어 “90#”, “93#”와 같은 표시는 해당 휘발유의 폭발 저항성을 의미합니다. 숫자가 높을수록 폭발 저항성도 더 좋습니다. 고옥탄가 휘발유를 사용하는 것은 자동차 엔진을 보호하고 주행 성능을 향상시키는 중요한 수단이 됩니다. 휘발유의 점화 안정성을 향상시키는 방법은 휘발유에 다른 화학제를 첨가하는 것입니다.과거에는 테트라에틸납이 널리 사용되었으며, 그 결과 납이 함유된 휘발유가 만들어졌습니다. 납이 인체에 미치는 해로운 영향 때문에, 테트라에틸납은 1997년부터 전 세계적으로 사용이 금지되었습니다.현재 널리 사용되는 고옥탄가 휘발유로는 92, 93, 95, 97, 98 등급의 무연 휘발유가 있습니다. 에터류 화합물로는 메틸터부틸에터(MTBE), 에틸터부틸에터(ETBE), 메틸테트라부틸에터(TAME) 등이 있으며, 이들은 무연이면서 산소를 함유하고 고옥탄가를 가진 휘발유를 생산하는 데 유용한 성분입니다. 시대가 발전함에 따라, 환경 보호 문제는 점점 더 많은 사람들의 관심을 받고 있습니다.자동차 배기가스로 인한 대기 오염을 줄이기 위해, 전 세계의 각국은 점점 더 엄격한 휘발유 기준을 마련하고 있습니다.지난 10년 동안 메틸트리부틸에터(MTBE)는 미국의 신형 휘발유(RFG)와 많은 국가 및 지역(대만을 포함함)의 휘발유에 주로 사용되는 첨가제로, 휘발유의 옥탄가를 높이고 자동차의 배기 오염을 줄이는 데 활용되어 왔습니다.그러나 최근 몇 년간 미국 내 여러 주(특히 캘리포니아주)에서 석유 탱크 누출 및 MTBE로 인한 지하수 오염 사건이 발생하여, 각계의 우려와 공포를 불러일으켰습니다.최근 과학 연구를 통해 MTBE의 단점이 밝혀졌습니다. 즉, 이 물질은 분해되기 어렵으며 지하수를 오염시킬 수 있다는 것입니다；약간의 냄새가 나서 운전자에게 불쾌감을 주며, 메스꺼움, 눈의 통증, 수포 발생 등의 증상을 유발할 수 있습니다.미국은 최근 ‘청정 연료 법안’을 통과시켜, 2004년부터 4년간 MTBE의 사용을 금지하기로 했습니다. MTBE가 금지되면, 휘발유의 옥탄가를 대체할 화합물은 무엇인지, 관련 생산 설비의 처리 방안은 무엇인지, 그리고 원료인 이부텐의 용도는 무엇인지와 같은 문제들이 제기될 것입니다.현재 MTBE의 대체제 중에서는 에탄올(알코올)이 가장 많이 거론되고 있지만, 미국에서는 국내 공급량이 부족하고 가격도 비싼 문제가 있습니다. 현재 세금 감면 혜택은 있지만, 이러한 혜택이 지속될 수 있을지는 의문입니다. 또한 에탄올의 레이즈 압력이 상당히 높기 때문에(18psia), 낮은 RVP를 가진 혼합 원료인 이오노센이 더 적합합니다. 게다가 에탄올은 먼지나 수용성 불순물을 쉽게 흡수하는 특성이 있어 파이프라인을 통해 운반하기에는 적합하지 않습니다. 따라서 에탄올의 혼합 작업은 보통 저장소에서 이루어집니다.이소부텐의 처리 방법에 대해서는 현재 활발한 연구가 진행되고 있습니다. 그 중 하나는 이소부텐을 이중 중합시켜 이소옥텐으로 만든 다음, 수소화 처리를 통해 고옥탄가의 휘발유 첨가제인 이소옥탄으로 전환하는 것입니다. 또 다른 방법은 이소부텐을 에탄올과 반응시켜 에틸트라이부틸에터(ETBE)를 만드는 것입니다；ETBE는 MTBE와 같은 종류에 속하지만, 옥탄가가 더 높으며(111), 레이즈 증기압도 낮습니다(4psia). 또한 수용성도 MTBE보다 낮아서, 에탄올보다 휘발유의 산소 첨가제로 더 적합합니다. 게다가 ETBE와 이오크탄의 증류 범위가 좁아서, 운전성 지수를 향상시킬 수 있습니다； DI) 및 혼합 시 VOC(휘발성 유기물)의 관리와 관련하여, 현재 미국 재무부는 ETBE를 휘발유에 혼합하여 사용할 경우 에탄올 부분에 대해 세금 혜택을 주는 데 동의했습니다.유럽은 MTBE의 두 번째로 큰 시장입니다. 유럽의회는 2010년까지, 연료 소비량의 5.75%를 바이오연료로 충당하도록 하는 지침을 발표했습니다. 이 수치는 에너지 함량을 기준으로 한 것입니다.바이오디젤이 주요 바이오연료가 될 것입니다.유럽에서의 에탄올 생산 증가는 대부분 에틸터트부틸에터(ETBE) 형태로 이루어질 것으로 예상됩니다. 이미 여러 MTBE 생산 설비들이 ETBE 생산용으로 전환되었으며, 나머지 설비들도 전환되거나 새로운 ETBE 생산 설비들이 건설되면 2010년까지 그 과정이 완료될 것으로 보입니다. ETBE의 사용량은 연간 215만~257만 톤에 이를 것으로 예상됩니다.유럽의 에탄올 사용량(직접 혼합 성분 또는 ETBE 원료로서)은 연간 107만~150만 톤으로 증가할 것으로 예상됩니다. 앞으로 전 세계적으로 휘발유에 대한 규제가 점점 더 엄격해질 것입니다. 산소 함량과 황 함량이라는 두 가지 기준 외에도, 고옥탄가, 낮은 RVP 값, 낮은 올레핀 함량, 그리고 낮은 방향족 화합물 함량과 같은 다른 요구사항들도 휘발유의 비용을 상승시킬 것입니다. 앞으로는 ‘운전 가능성 지수’라는 새로운 기준도 추가될 수 있습니다(DI)
1. 정부틸렌의 이성질화 문제: http://bbs.hcbbs.com/thread-1235316-1-1.html (출처: 해천화공포럼)
2. 1-부틸렌과 2-부틸렌을 이용한 이소부틸렌 생산 공정에 대한 문의: http://bbs.hcbbs.com/thread-424427-1-1.html (출처: 해천화공포럼)
3. 정부틸렌의 골격 구조 변환에 관한 문제: http://bbs.hcbbs.com/thread-896890-1-1.html (출처: 해천화공포럼)
이소부탄 탈수법: 이 방법은 경쟁력 있는 이소부틸렌 생산 공정입니다.이는 유전 가스에 포함된 20%-40%의 이부탄을 활용하여, 이부탄 제거 탑을 통해 분리한 뒤, 탑에서 나온 이부탄을 탈수소 장치로 보내어 목표물인 이부틸렌으로 전환시키는 방식입니다.화학 원료를 얻기 위한 목적만이라면, 얻어진 이부텐을 그대로 사용할 수 있습니다.고순도의 제품을 얻고자 한다면, 이소부텐은 MTBE 합성 장치로 들어가고, 탑 바닥에서 나오는 정부탄은 이성화 장치로 들어갑니다. 이성화된 생성물은 다시 탈이소부탄 탑으로 돌아가서, 그곳에서 다시 탈수소 장치로 보내져 이소부텐이 만들어집니다. 이와 같은 방식으로 C4 알케인 자원을 효율적으로 활용할 수 있으므로, 많은 생산업체들이 선호합니다.기술의 핵심은 우수한 촉매를 갖추는 것입니다.이부탄 탈수소는 강한 흡열 과정으로, 동역학적 제어를 받으며, 고온은 수율 향상에 유리하지만 고온에서는 촉매가 쉽게 불활성화된다；낮은 수소 압력은 탈수소에 유리하지만, 실제 운전에서는 침전물 형성을 억제하고 탄소 축적을 제거하기 위해 수소 환경이 필요하므로 이 과정을 실현하는 데는 일정한 어려움이 있다.현재 해외에서 개발된 산업화 기술로는 UOP사의 Oleflex 공정, Lummus사의 Catofin 공정, Phillips사의 STAR 공정, Snamprogetti사의 FBD-4 공정, Linde사의 Linde 공정이 있습니다. 회사의 이부탄 탈수소화를 통한 이부텐 생산 공정은 반응, 촉매의 연속적인 재생, 그리고 제품 회수의 세 가지 단계로 구성됩니다. 여기서 사용되는 촉매는 백금을 주성분으로 하는 다금속이며, 구형 산화알루미늄이 촉매의 운반체 역할을 합니다.이 방법을 사용하면 이부탄을 이부틸렌으로 전환할 때의 전체 선택도가 91%-93% (몰 기준)에 달한다. 구소련에서는 알루미늄크로뮴 촉매를 이용한 보일러형 반응기를 사용하여 이부탄(그리고 정부탄 또는 이부탄과 정부탄의 혼합물)을 탈수소화시켰습니다. 이 방법은 효과적이어서, 이부탄의 전환율은 50%-55%에 달했으며, 이부텐으로의 전환 선택성은 82%-86%였습니다.국내에서 러시아와 접촉하는 기업들이 적지 않은데, 실질적인 단계에 들어간 것은 판진과 윈인 것 같습니다. 이부탄 탈수소는 향후 이부틸렌의 활용 문제에 달려 있습니다. 만약 이를 계속해서 가공하여 폴리이부틸렌, 부틸 고무, 이소프렌 고무 또는 MMA로 만든다면, 그 효과는 매우 좋을 것입니다.! D+ 이부탄 탈수 과정에서의 단위 소비량은 1.16톤의 이부탄당 1톤의 이부틸렌입니다. 중국에서는 이미 러시아의 YARSINTEZ 합성연구소의 기술을 도입하여 이부탄 탈수를 위한 산업용 설비를 건설했습니다. 여기서는 유동층 공정이 사용되며, 전환율은 50% 이상입니다. 또한 계약 조건에 따라, 러시아 측은 계약 체결 후 4년 동안 어느 쪽에도 이 기술을 양도하지 않습니다. 0 c: o’ l* 산둥 유후앙도 중국 내에서 이미 산업화된 설비를 건설하고 있으며, 그 규모는 모두 20만 톤 정도입니다.8 C’ Y(P1 F, N5 T(Z). 투자 규모가 상당히 크기 때문에, -m7 |5 G3 }5. 이소부텐을 부틸 고무나 이소프렌과 같은 제품으로 추가적으로 가공하지 않는 한, 10만 톤이라는 수준에는 결코 도달할 수 없습니다.저희 회사는 탄소 4의 심층 가공을 전문으로 하는 민간 기업입니다. 현재는 MEBE, 고순도 이부텐, 정부텐 이성질화, 방향족화 공정을 수행하고 있습니다. 여러분이 언급한 이부탄 탈수소화도 저희 회사의 발전 방향 중 하나입니다. 혹시 이미 산업화가 이루어졌는지, 아니면 여전히 실험실 단계의 데이터인지 궁금합니다. 또한 방향족화 공정 후의 배기가스에 포함된 올레핀의 양은 어느 정도인가요? 제 생각에는 여러분의 탈수소화 촉매와 이성질화 촉매가 유사한 점이 있는 것 같습니다.국내에서는 이미 러시아의 YARSINTEZ 합성연구소의 기술을 도입하여 이부탄 탈수소화를 위한 산업 시설을 건설했습니다. 여기서는 유동층 공정이 사용되며, 전환율은 50% 이상입니다. 또한 계약 조건에 따라, 러시아 측은 계약 체결 후 4년 동안 어느 한쪽에도 이 기술을 양도하지 않습니다.
카본포의 다양한 활용 방법에 대해 설명하자면, 부탄은 순산-부틸렌으로 가장 많이 사용됩니다. 주로 ABS, SBS, 슈퍼바이든 고무, 니트릴 고무, 클로로프렌 고무, 부타디엔 고무와 같은 합성 재료로 사용됩니다. 부틸렌을 이용한 헥사나이트릴 생산은 BASF의 가장 진보된 기술입니다. 카본포는 에틸렌 생산에 사용될 수 있으며, 이부탄은 MTBE나 테르피네올로 전환될 수 있습니다. 이를 통해 고순도의 이부탄을 얻을 수 있으며, 이를 이용해 메틸메타크리레이트, 부틸 고무, 폴리이부탄 등을 생산할 수 있습니다. 부틸렌-1과 부틸렌-2는 메탄올 및 에탄올 생산에도 사용될 수 있으며, 탈수소화를 통해 부틸렌도 생산될 수 있습니다. 설명 2: 이부탄은 그 특성상 활성도가 낮아 심층 가공이 어렵기 때문에 화학 산업에서의 활용이 적으며, 주로 직접 알킬화를 통해 휘발유를 생산하는 데 사용됩니다. 또한 이부탄은 과산화 처리를 통해 순부티렌디아네이트(순안)를 제조하는 데에도 사용됩니다.이부텐은 주로 메탄올과 반응하여 MTBE를 만드는 데 사용됩니다. 현재는 이부텐을 원료로 하여 메틸메타크릴레이트(MMA)를 생산하는 경우가 많습니다. 정부텐은 대부분 산화 탈수 반응을 통해 부타디엔이나 시안화수소를 만드는 데 사용됩니다.또한 1-부텐은 폴리에틸렌 단량체, 중부탄올 및 기상 중합 제품의 생산 원료로 사용될 수 있으며, 순안하이드라이드를 생산하는 데에도 사용된다. 2-부텐의 주요 용도는 다음과 같다: (1) 간접 알킬화 기술을 이용하여 알킬화 휘발유를 생산하는 것으로, 이가 2-부텐의 가장 주요한 용도이며, 전체 사용량의 약 90%를 차지한다.(2) 2-부텐과 에틸렌으로 프로필렌을 생산한다.(3) 2-부텐을 수화시켜 중부탄올을 생성한 다음 탈수하여 메틸에틸케톤을 얻는다.부타디엔은 1990년대 초에는 전적으로 합성고무 생산에 사용되었지만, 점차 합성수지, 열가소성 엘라스토머, 부타디엔스티렌 라텍스 및 기타 유기화학 제품의 생산에도 활용되게 되었습니다. 특히 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS) 수지, 스티렌과 부타디엔의 블록 공중합체(SBS) 형태의 열가소성 엘라스토머, 그리고 부타디엔스티렌 라텍스와 같은 제품들의 소비량이 크게 증가하고 있습니다.또한, 부타디엔은 부탄올, **푸란, 스티렌, 헥사나이트릴, 헥사메틸렌라크탐, 부탈데하이드/부탄올, 그리고 2-에틸에탄올과 1-옥텐/1-옥탄올과 같은 일부 기본 원료들을 직접 합성하는 데에도 사용됩니다.트라이이소부텐(IB) 53%와 에탄올(EtOH) 47%를 혼합하면 ETBE(에틸 테르시어리 에터)가 만들어집니다. ETBE는 우수한 성능을 가진 고옥탄가 휘발유의 첨가제입니다.ETBE와 에탄올, MTBE는 모두 고옥탄가 휘발유 개선제로, “바이오 휘발유 첨가제”라고도 불립니다. M8 o9 X$ @$ G 휘발유의 경우 ETBE의 최대 첨가량은 17Vol%입니다.ETBE는 가솔린의 옥탄가를 높이는 효과가 있을 뿐만 아니라, 공용 용매로도 사용될 수 있습니다.ETBE는 끓는점이 높아, 탄화수소와 혼합해도 공비혼합물을 생성하지 않습니다.이렇게 하면 엔진 내부의 기류 저항을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 증발 손실도 감소시킬 수 있습니다.ETBE는 호기성 미생물에 의해서도 분해될 수 있습니다. 따라서 ETBE는 휘발유의 옥탄가를 높일 뿐만 아니라, 휘발유의 경제성과 안전성도 향상시킬 수 있으므로, 매우 큰 시장 잠재력을 가진 우수한 첨가제라고 할 수 있습니다. 배경 자료 1, “고옥탄가 휘발유”와 그 발전 동향
휘발유는 자동차 엔진의 실린더 내에서 연소될 때, 실린더 내의 산소가 부족하여 연소가 불완전해집니다. 이로 인해 기계가 심하게 진동하고, 그 결과 출력이 감소하며 기계 부품들이 손상됩니다. 이것이 바로 휘발유의 내폭성입니다.휘발유의 폭발 저항성을 나타내는 수치 지표가 바로 옥탄가입니다. 이것이 바로 사람들이 흔히 말하는 휘발유의 등급인 것입니다. 예를 들어 “90#”, “93#”와 같은 표시는 해당 휘발유의 폭발 저항성을 의미합니다. 숫자가 높을수록 폭발 저항성도 더 좋습니다. 고옥탄가 휘발유를 사용하는 것은 자동차 엔진을 보호하고 주행 성능을 향상시키는 중요한 수단이 됩니다. 휘발유의 점화 안정성을 향상시키는 방법은 휘발유에 다른 화학제를 첨가하는 것입니다.과거에는 테트라에틸납이 널리 사용되었으며, 그 결과 납이 함유된 휘발유가 만들어졌습니다. 납이 인체에 미치는 해로운 영향 때문에, 테트라에틸납은 1997년부터 전 세계적으로 사용이 금지되었습니다.현재 널리 사용되는 고옥탄가 휘발유로는 92, 93, 95, 97, 98 등급의 무연 휘발유가 있습니다. 에터류 화합물로는 메틸터부틸에터(MTBE), 에틸터부틸에터(ETBE), 메틸테트라부틸에터(TAME) 등이 있으며, 이들은 무연이면서 산소를 함유하고 고옥탄가를 가진 휘발유를 생산하는 데 유용한 성분입니다. 시대가 발전함에 따라, 환경 보호 문제는 점점 더 많은 사람들의 관심을 받고 있습니다.자동차 배기가스로 인한 대기 오염을 줄이기 위해, 전 세계의 각국은 점점 더 엄격한 휘발유 기준을 마련하고 있습니다.지난 10년 동안 메틸트리부틸에터(MTBE)는 미국의 신형 휘발유(RFG)와 많은 국가 및 지역(대만을 포함함)의 휘발유에 주로 사용되는 첨가제로, 휘발유의 옥탄가를 높이고 자동차의 배기 오염을 줄이는 데 활용되어 왔습니다.그러나 최근 몇 년간 미국 내 여러 주(특히 캘리포니아주)에서 석유 탱크 누출 및 MTBE로 인한 지하수 오염 사건이 발생하여, 각계의 우려와 공포를 불러일으켰습니다.최근 과학 연구를 통해 MTBE의 단점이 밝혀졌습니다. 즉, 이 물질은 분해되기 어렵으며 지하수를 오염시킬 수 있다는 것입니다；약간의 냄새가 나서 운전자에게 불쾌감을 주며, 메스꺼움, 눈의 통증, 수포 발생 등의 증상을 유발할 수 있습니다.미국은 최근 ‘청정 연료 법안’을 통과시켜, 2004년부터 4년간 MTBE의 사용을 금지하기로 했습니다. MTBE가 금지되면, 휘발유의 옥탄가를 대체할 화합물은 무엇인지, 관련 생산 설비의 처리 방안은 무엇인지, 그리고 원료인 이부텐의 용도는 무엇인지와 같은 문제들이 제기될 것입니다.현재 MTBE의 대체제 중에서는 에탄올(알코올)이 가장 많이 거론되고 있지만, 미국에서는 국내 공급량이 부족하고 가격도 비싼 문제가 있습니다. 현재 세금 감면 혜택은 있지만, 이러한 혜택이 지속될 수 있을지는 의문입니다. 또한 에탄올의 레이즈 압력이 상당히 높기 때문에(18psia), 낮은 RVP를 가진 혼합 원료인 이오노센이 더 적합합니다. 게다가 에탄올은 먼지나 수용성 불순물을 쉽게 흡수하는 특성이 있어 파이프라인을 통해 운반하기에는 적합하지 않습니다. 따라서 에탄올의 혼합 작업은 보통 저장소에서 이루어집니다.이소부텐의 처리 방법에 대해서는 현재 활발한 연구가 진행되고 있습니다. 그 중 하나는 이소부텐을 이중 중합시켜 이소옥텐으로 만든 다음, 수소화 처리를 통해 고옥탄가의 휘발유 첨가제인 이소옥탄으로 전환하는 것입니다. 또 다른 방법은 이소부텐을 에탄올과 반응시켜 에틸트라이부틸에터(ETBE)를 만드는 것입니다；ETBE는 MTBE와 같은 종류에 속하지만, 옥탄가가 더 높으며(111), 레이즈 증기압도 낮습니다(4psia). 또한 수용성도 MTBE보다 낮아서, 에탄올보다 휘발유의 산소 첨가제로 더 적합합니다. 게다가 ETBE와 이오크탄의 증류 범위가 좁아서, 운전성 지수를 향상시킬 수 있습니다； DI) 및 혼합 시 VOC(휘발성 유기물)의 관리와 관련하여, 현재 미국 재무부는 ETBE를 휘발유에 혼합하여 사용할 경우 에탄올 부분에 대해 세금 혜택을 주는 데 동의했습니다.유럽은 MTBE의 두 번째로 큰 시장입니다. 유럽의회는 2010년까지, 연료 소비량의 5.75%를 바이오연료로 충당하도록 하는 지침을 발표했습니다. 이 수치는 에너지 함량을 기준으로 한 것입니다.바이오디젤이 주요 바이오연료가 될 것입니다.유럽에서의 에탄올 생산 증가는 대부분 에틸터트부틸에터(ETBE) 형태로 이루어질 것으로 예상됩니다. 이미 여러 MTBE 생산 설비들이 ETBE 생산용으로 전환되었으며, 나머지 설비들도 전환되거나 새로운 ETBE 생산 설비들이 건설되면 2010년까지 그 과정이 완료될 것으로 보입니다. ETBE의 사용량은 연간 215만~257만 톤에 이를 것으로 예상됩니다.유럽의 에탄올 사용량(직접 혼합 성분 또는 ETBE 원료로서)은 연간 107만~150만 톤으로 증가할 것으로 예상됩니다. 앞으로 전 세계적으로 휘발유에 대한 규제가 점점 더 엄격해질 것입니다. 산소 함량과 황 함량이라는 두 가지 기준 외에도, 고옥탄가, 낮은 RVP 값, 낮은 올레핀 함량, 그리고 낮은 방향족 화합물 함량과 같은 다른 요구사항들도 휘발유의 비용을 상승시킬 것입니다. 앞으로는 ‘운전 가능성 지수’라는 새로운 기준도 추가될 수 있습니다(DI)
정부텐 골격 이성질화를 통한 이부텐 제조는 촉매의 구성에 따라 알루미나 공정과 분자체 공정의 두 가지로 나뉜다
알루미나 촉매 공정의 장점은 촉매가 저렴하고 구하기 쉽다는 것이지만, 활성도가 낮고 반응 온도가 높아 열역학적으로 이부텐 생성에 불리하다.이 공정의 수율은 약 30%이며, 알루미나 촉매의 비활성화가 빠르게 일어납니다. 분자체 촉매의 활성은 알루미나 촉매에 비해 훨씬 높으며, 반응 온도를 350-400℃로 낮추면 수율이 약 40%에 도달한다
해결 방안을 상세히 설명해 주십시오: 정부틸렌 이성질화를 통한 이소부틸렌 제조 기술의 공정 원리는, 높은 선택성을 가진 분자체 촉매의 촉매 작용 하에 탄화수소 4번 성분인 정부틸렌이 골격 이성질화 반응을 거쳐 이소부틸렌으로 전환되는 것입니다. 정부텐의 이성질화를 통해 이부텐을 생산하는 기술의 특징은, 반응에 질소나 수소, 수증기와 같은 희석 가스가 필요하지 않다는 점입니다. 또한 반응 압력도 낮으며(약 0.02~0.07MPa), 반응 온도도 적당합니다(300~420℃). 반응 원료도 극도로 정제될 필요가 없어서, 공정이 간단하고 투자 및 운영 비용도 낮습니다. 반응 기작은 다음과 같습니다. 일반적으로, 부틸렌 골격의 이성질화 반응은 단분자 반응 기작으로 여겨집니다. 먼저 부틸렌이 촉매의 산성 활성 중심에서 활성화되어 양성자화된 카르보카티온 중간체가 생성됩니다. 그 후 이 카르보카티온 중간체는 프로톤을 가진 시클로프로판 중간체로 재배열됩니다. 시클로프로판 중간체가 열리면 1-부틸카르보카티온이 형성되고, 최종적으로 이소부틸렌으로 전환됩니다. 이 과정에서 이중결합의 이성질화와 순방향/역방향 이성질화도 동시에 일어납니다.부틸렌 골격의 이성질화 반응이라는 주요 반응 외에도, 반응 과정에서 올레핀의 중합, 분해, 방향족화 및 탄소 침착과 같은 부차적인 반응들도 일어납니다.부틸렌 분자는 산성이 강한 활성 위치에서 이량체화 또는 삼량체화 반응을 일으킬 수 있으며, 그렇게 생성된 올리고머는 다시 가수분해 반응을 거쳐 프로필렌, 펜텐과 같은 소분자 알케인을 생성한다；이러한 올리고머들은 더욱 중합되어 긴 분자 사슬을 가진 탄화수소로 전환되거나, 아로마틱화되어 방향족 탄화수소 분자가 됩니다；또한 촉매 표면에 코크스가 침전되어 산성 활성 사이트를 덮거나 촉매의 기공을 막아 촉매의 비활성화를 초래합니다.이러한 부반응의 발생은 선택된 촉매와 관련이 있으며, 촉매의 종류와 구조를 적절히 최적화함으로써 부반응의 발생을 최대한 억제할 수 있다. 반응 온도 반응기 입구 온도는 반응을 조절하는 주요 운전 파라미터입니다.반응이 진행됨에 따라 촉매의 활성도가 점차 감소하고, 이부틸렌의 전환율도 낮아진다.이부틸렌 전환율을 보장하기 위해서는 반응 온도를 점차 높여야 합니다.반응 기작을 보면, 개질 반응에는 발열 반응과 흡열 반응이 있으며, 전체적으로는 약간의 온도 상승이 나타난다.하지만 나프탄 탈수소나 알칸 환화 탈수소와 같은 반응들은 흡열 과정이므로, 온도를 적절히 높이면 부틴의 전환율을 높이는 데 도움이 됩니다；화학동역학적 측면에서 볼 때, 반응 온도를 높이면 화학반응 속도가 증가하여 부텐의 이성질화에 더욱 유리하다.하지만 너무 높은 반응 온도는 열분해와 같은 부반응을 촉진하여 코크스 생산량이 증가하게 된다.동시에 촉매의 안정성, 즉 열안정성과 탄소 흡착 능력도 영향을 받습니다. 반응 과정에서 촉매의 활성은 탄소 축적으로 인해 감소한다.충분한 반응 속도를 유지하기 위해, 촉매의 활성이 낮아짐에 따라 반응 온도는 점차 높여져야 한다. 따라서 반응 온도는 370-430℃로 설정되며, 이 온도에서는 제품의 특성과 분포가 비교적 적절해집니다. 공급 공속 공속은 반응 시간의 길이를 나타냅니다.특정 반응기의 경우, 공기 속도가 클수록 처리 능력도 커진다.사용할 수 있는 반응 공간속도는 주로 촉매의 활성도에 달려 있습니다. 비수소 반응에서는 공기 속도가 클수록 원료의 촉매층 내 체류 시간이 짧아지고, 부반응이 줄어들며, 이부텐의 전환율이 높아집니다.하지만 공기 속도가 너무 빠르면 촉매의 활성도가 급격히 떨어지고, 반응 온도 상승 속도도 빨라져 촉매의 반응 주기가 단축되며, 반응기가 자주 손상됩니다；반대로, 공급 공기 속도가 너무 낮으면 반응 주기는 길어지지만 부반응이 많아져 목표 제품의 수율이 감소합니다.가공 부하를 60-120% 범위로 조절하면 우수한 제품 분포를 보장할 수 있으며, 촉매의 반응 작동 주기도 더 길어집니다. 반응 압력: 현재 사용되는 촉매는 탄소를 포함할 수 있는 능력이 뛰어나고 안정성도 우수하여, 보다 낮은 반응 압력을 사용할 수 있다.하지만 압력이 너무 낮으면 공기압축기의 작동에 좋지 않습니다.따라서 반응 압력은 0.10MPa(g)로 조절하는 것이 적절합니다.
저는 임무를 받고 싶어요!하지만 해천화는 부족해요!함께 소통하며 함께 성장해요!
해결 방안을 상세히 설명해 주십시오: UOP 부타메르 공정
이 게시글은 마지막으로 njdlmyl이 2016-6-23 14:11에 수정했습니다. 국내에는 부타디엔 이성질화 공정이 20여 세트나 있으며, 모두 매우 성숙한 기술입니다.프로세스는 매우 간단하여, 반응 시스템과 압축 시스템, 정류 시스템, 재생 시스템으로 구성됩니다.우리는 디자인을 많이 합니다.
네, 최근에 작업 절차를 수정하고 있어서 참고할 자료를 찾고 있습니다