Quero encontrar informações sobre o processo de isomerização do esqueleto buteno para isobuteno, além de perguntas e respostas técnicas para aprender*

Procurei por você o whole dia. Não consigo encontrar. Procurei algumas informações, espero que ajude. Para você que deseja discutir questões relacionadas, aqui estão alguns colegas: @zhangqi1234 @zhjy200311, @wsh7014 @河边水草@那疼、绕心弦 @紫藤 @liu421454805 @hu792016761. Eu mesmo sou o operador deste equipamento. Por favor, descreva detalhadamente as soluções para os seguintes problemas: 1. Problema de isomerização do n-buteno http://bbs.hcbbs.com/thread-1235316-1-1.html (Fonte: Fórum Químico Haichuan) 2. Peço orientação sobre o processo de produção de isobuteno a partir da isomerização do 1-buteno e 2-buteno http://bbs.hcbbs.com/thread-424427-1-1.html (Fonte: Fórum Químico Haichuan) 3. Isomerização do esqueleto do n-buteno http://bbs.hcbbs.com/thread-896890-1-1.html (Fonte: Fórum Químico Haichuan) O método de desidrogenação do isobutano é uma rota de produção de isobuteno bastante competitiva. Ele utiliza o isobutano presente no gás dos campos petrolíferos, que representa de 20% a 40% do seu conteúdo. Após a separação do isobutano por meio de uma coluna de destilação, o isobutano obtido na parte superior da coluna é levado a um dispositivo de desidrogenação, onde é convertido no produto desejado: o isobuteno. Se for apenas para obter matérias-primas químicas, o isobuteno obtido pode ser utilizado diretamente. Se deseja obter um produto de alta pureza, o isobuteno pode ser levado ao dispositivo de síntese de MTBE. O n-butano, que sai do fundo da coluna, é enviado ao dispositivo de isomerização. Os produtos resultantes da isomerização são devolvidos à coluna de desisobutenação e, em seguida, ao dispositivo de desidrogenação, para que seja produzido isobuteno. Dessa forma, os recursos de hidrocarbonetos C4 são utilizados de maneira eficiente, o que os torna atrativos para muitos fabricantes. O segredo da tecnologia é ter um catalisador de qualidade. A desidrogenação do isobutano é um processo exotérmico intenso, controlado dinamicamente. Altas temperaturas contribuem para aumentar a taxa de produção, mas, em tais condições, o catalisador tende a se desativar facilmente ； Uma pressão de hidrogênio mais baixa é favorável à desidrogenação, mas, na prática, é necessário um ambiente com hidrogênio para inibir a formação de carbonização e remover os resíduos acumulados. Portanto, é um pouco difícil realizar esse processo. Atualmente, as tecnologias industriais desenvolvidas no exterior incluem o processo Oleflex da empresa UOP, o processo Catofin da empresa Lummus, o processo STAR da empresa Phillips, o processo FBD-4 da empresa Snamprogetti e o processo Linde da empresa Linde. O processo da empresa para a produção de isobuteno por desidrogenação do isobutano consiste em três etapas: a reação, a regeneração contínua do catalisador e a recuperação do produto. O catalisador utilizado é um composto de múltiplos metais, com platina como componente principal, sendo o alumínio oxidado em forma esférica o seu suporte. Esse método permite que a seletividade total para a conversão de isobutano em isobuteno atinja 91%-93% (em termos de moles). A antiga União Soviética utilizava catalisadores de álcool-cromo em leitos de ebulição para a desidrogenação do isobutano (bem como do butano ou de misturas de isobutano e butano). Esse método era eficaz: a taxa de conversão do isobutano ficava entre 50% e 55%, enquanto a seletividade para a formação de isobuteno era de 82% a 86%. Existem muitas empresas no país que mantêm contato com a Rússia. A fase de implementação efetiva deve acontecer em Panjin e Yunle. A desidratação do isobutano depende do uso posterior do isobuteno. Se for possível processá-lo ainda mais para obter poliisobuteno, borracha butílica, borracha isopentena ou MMA, os benefícios serão muito bons. A taxa de consumo de isobutano para a desidrogenação é de 1,16 t de isobutano por t de isobuteno. No país, já foi adotada a tecnologia desenvolvida pelo instituto de pesquisa russo YARSINTEZ para a construção de instalações industriais de desidrogenação de isobutano. É utilizado o processo de leito fluidizado, com uma taxa de conversão superior a 50%. Além disso, conforme estipulado no contrato, a parte russa não transferirá essa tecnologia para nenhuma das partes nos primeiros 4 anos após a assinatura do contrato. A Shandong Yuhuang está construindo instalações industrializadas na China, com capacidade de produção de cerca de 200 mil toneladas por ano. 8 C’ Y(P1 F, N5 T(Z). Devido ao alto investimento necessário, -m7 |5 G3 }5. A menos que o isobuteno seja processado de forma mais aprofundada, para produzir borracha butílica ou isopreno, por exemplo, 100 mil toneladas certamente não representam uma escala econômica viável. Nossa empresa é uma empresa privada especializada no processamento avançado de carbono quatro. Atualmente, produzimos MEBE, isobuteno de alta pureza, isômeros de buteno nítrico e produtos aromáticos. A desidrogenação do isobutano também faz parte das direções de desenvolvimento da nossa empresa. Gostaria de saber se vocês já conseguiram industrializar esse processo ou se ainda estão apenas em fase experimental. Qual é a quantidade de olefinas presentes nos gases residuais após o processo de aromatização? Acho que seus catalisadores de desidrogenação têm semelhanças com os catalisadores de isomerização. No país, já foi adotada a tecnologia do instituto de pesquisa russo YARSINTEZ para a produção industrial de isobutano por meio da desidrogenação. É utilizado o processo de leito fluidizado, com uma taxa de conversão superior a 50%. De acordo com os termos do contrato, a parte russa não poderá transferir essa tecnologia para nenhuma das partes envolvidas nos próximos 4 anos após a assinatura do contrato. Uma das formas de utilização dos hidrocarbonetos de quatro carbonos é como matéria-prima para a síntese de anhídrido maleico e butadieno. Esses materiais são utilizados na produção de materiais sintéticos como ABS, SBS, borracha cis-butílica, borracha nitrílica, borracha cloropreneica e borracha butadieno-stireno. O hexanodinitrilo, produzido a partir do butadieno, representa a tecnologia mais avançada da BASF. Os hidrocarbonetos de quatro carbonos também podem ser utilizados como matéria-prima para a produção de etileno, enquanto o isobuteno pode ser transformado em MTBE e butanol. Dessa forma, é possível obter isobuteno de alta pureza, que pode ser processado para produzir metilacrilato, borracha butílica, poliisobuteno e dispersantes para óleos lubrificantes. O buteno-1 e o buteno-2 podem ser utilizados na produção de metano e etano, além de serem usados na desidrogenação para produzir butadieno. Explicação 2: O isobutano, devido às suas propriedades pouco reativas, é difícil de ser utilizado em processos de transformação complexa. Por isso, sua aplicação na indústria química é limitada. Ele é usado principalmente para a alquilação direta com o objetivo de produzir gasolina. O n-butano pode ser convertido em anidrido maleico por meio da peroxidação. A aplicação mais comum do isobuteno é na reação com metanol para formar MTBE. Atualmente, o isobuteno é frequentemente utilizado como matéria-prima na produção de metacrilato de metila (MMA). O buteno é amplamente utilizado na oxidação e desidratação para a produção de butadieno e anhídrido maleico, bem como para a fabricação de metileno. Além disso, o 1-buteno pode ser utilizado como monômero para a produção de polietileno, bem como como matéria-prima para a produção de butanol secundário e de produtos resultantes da polimerização em fase gasosa. Outro uso importante do 2-buteno é na produção de anhídrido maleico, por meio da técnica de alquilação indireta. Este é o principal uso do 2-buteno, representando cerca de 90% do seu consumo total. (2) Produção de propeno a partir de 2-buteno e etileno. (3) Por meio da hidratação do 2-buteno, obtém-se o butanol secundário; posteriormente, ocorre a desidrogenação para formar o metiletileno. A partir do início dos anos 1990, o butadieno passou a ser utilizado não apenas na produção de borracha sintética, mas também na fabricação de resinas sintéticas, elastômeros termoplásticos, látex de butadieno-stireno e outros produtos químicos orgânicos. Em particular, houve um aumento significativo no consumo de produtos como a resina de copolímero de acrilonitrila-butadieno-stireno (ABS), os elastômeros termoplásticos de copolímero em blocos de estireno e butadieno (SBS) e o látex de butadieno-stireno. Além disso, o butadieno também pode ser usado para sintetizar diretamente alguns materiais básicos, como butanodiol, furano, estireno, adicanona, caprolactama, butaldeído/butanol, além de 2-etiletil etanol e 1-octeno/1-octanol. Explica-se que uma mistura de 53% de triisobuteno (IB) e 47% de etanol (EtOH) pode ser utilizada para sintetizar o ETBE (Éter Etílico Terciário). O ETBE é um componente de alta qualidade, utilizado na composição de gasolinas com alto índice de octano. O ETBE, assim como o etanol e o MTBE, são aditivos utilizados para melhorar a qualidade da gasolina de alto octanagem; eles também são conhecidos como “aditivos para gasolina biológica”. Na gasolina M8 ou O9 X$ @$ G, a quantidade máxima de ETBE que pode ser adicionada é de 17% em volume. O ETBE não só consegue aumentar o índice de octano da gasolina, mas também pode ser utilizado como co-solvente. O ponto de ebulição do ETBE é elevado; ele não forma compostos azeotrópicos quando misturado com hidrocarbonetos. Dessa forma, é possível reduzir a resistência do ar dentro do motor, além de diminuir as perdas por evaporação. O ETBE também pode ser decomposto por microrganismos aeróbios. Portanto, o ETBE não só permite aumentar o índice de octano da gasolina, mas também melhora sua eficiência econômica e segurança. Por isso, pode-se dizer que se trata de um aditivo excelente, com grande potencial de mercado. Informações de contexto 1: “Gasolina de alto octanagem” e suas tendências de desenvolvimento. Quando a gasolina queima nos cilindros do motor do carro, ocorre uma queima incompleta devido à falta de oxigênio nos cilindros. Isso provoca vibrações intensas no motor, o que resulta em uma redução na potência de saída e danos aos componentes do motor. Essa é a chamada resistência à detonação da gasolina. O indicador numérico que reflete a resistência da gasolina à detonação é chamado de número de octano, que é o que as pessoas costumam chamar de “grade” da gasolina. Por exemplo, “90#” e “93#” se referem à resistência dessas gasolinas à detonação. Quanto maior o número, melhor é a resistência à detonação. Usar gasolina de alto octanagem torna-se uma maneira importante de proteger o motor do carro e melhorar seu desempenho. A maneira de melhorar a resistência da gasolina à detonação é adicionar outros produtos químicos à gasolina. No passado, o tetraetila de chumbo era amplamente utilizado, o que resultava na produção de gasolina com chumbo. Devido aos danos causados pelo chumbo ao corpo humano, seu uso foi proibido em todo o mundo a partir de 1997. Os combustíveis com alto índice de octanagem que são amplamente utilizados atualmente são os combustíveis sem chumbo com índices 92, 93, 95, 97 e 98. Os compostos étericos incluem o metil-t-butílico-éter (MTBE), o etil-t-butílico-éter (ETBE) e o metil-t-pentílico-éter (TAME). Eles são componentes ideais para a produção de combustíveis sem chumbo, ricos em oxigênio e com alto índice de octanagem. Com o desenvolvimento dos tempos, as questões ambientais ganham cada vez mais importância para as pessoas. Para reduzir a poluição do ar causada pelos gases de escape dos automóveis, os países de todo o mundo estabelecem padrões cada vez mais rigorosos para a gasolina. Nos últimos dez anos, o metilterc-butílico (MTBE) tem sido utilizado como principal aditivo na gasolina de nova formulação nos Estados Unidos (RFG), bem como em muitas outras regiões (incluindo Taiwan). Seu uso visa aumentar o índice de octano da gasolina e reduzir as emissões poluentes dos veículos. No entanto, nos últimos anos, ocorreram vazamentos de óleo em vários estados dos EUA (especialmente na Califórnia), além de contaminação das águas subterrâneas por MTBE, o que gerou preocupação e pânico entre as pessoas. Nos últimos anos, pesquisas científicas revelaram as desvantagens do MTBE: ele não se decompõe facilmente e causa alguma poluição nas águas subterrâneas ； Ele tem um leve cheiro que pode causar desconforto ao motorista, podendo provocar náuseas, dor nos olhos e até erupções cutâneas. Os Estados Unidos aprovaram recentemente um “Ato de Combustíveis Limpos”, que proibirá o uso do MTBE ao longo de 4 anos, a partir de 2004. Uma vez que o MTBE for proibido, surgirão questões relacionadas a quais compostos substituirão o octanagem da gasolina, qual será o destino dos equipamentos de produção envolvidos e qual será o uso do isobuteno, que é o material de partida. Entre as alternativas ao MTBE existentes, o etanol é o mais cotado. No entanto, nos Estados Unidos, há problemas como escassez de suprimento interno e preços elevados. Embora haja incentivos fiscais, não está claro se esses benefícios serão duradouros. Além disso, a pressão de vapor do etanol é bastante alta (18 psia); por esse motivo, um material de mistura com baixa pressão de vapor – como o isoóxeno – seria mais adequado. Por fim, o etanol tem a propriedade de absorver poeira e impurezas solúveis em água, o que torna inadequado seu transporte por tubulações. Sua mistura geralmente é feita em armazéns de petróleo. Quanto ao destino do isobuteno, estão em desenvolvimento várias opções. Uma delas é polimerizar o isobuteno para formar isoocteno, que posteriormente é hidrogenado para se obter um óleo aditivo para gasolina com alto índice de octano – o isooctano. Outra opção é sintetizá-lo com etanol para formar étil terciário-butílico éter (ETBE) ； Embora o ETBE faça parte da mesma categoria que o MTBE, seu octano é maior (111), sua pressão de vapor é menor (4 psia), e sua solubilidade em água é menor do que a do MTBE. Por isso, é mais adequado como aditivo contendo oxigênio para gasolina. Além disso, a faixa de destilação do ETBE e do isooctano é mais estreita, o que permite melhorar o Índice de Conduzibilidade ； DI) e o controle dos VOCs (substâncias orgânicas voláteis) durante a mistura. Atualmente, o Departamento do Tesouro dos EUA concordou em conceder benefícios fiscais ao etanol quando este é utilizado para misturar com gasolina. A Europa é o segundo maior mercado para o MTBE. O Parlamento Europeu emitiu uma diretiva com o objetivo de que, até o ano de 2010, 5,75% do consumo de combustíveis para transporte (com base no teor energético) provier de biocombustíveis. O biodiesel se tornará o principal biocombustível. Espera-se que a maior parte do aumento no consumo de etanol na Europa venha da forma de éter etil-t-butílico (ETBE). Já existem vários complexos industriais que foram adaptados para produzir ETBE. A conversão dos demais complexos, somada à construção de novas instalações para produção de ETBE, deve ser concluída até o ano de 2010. Espera-se que o consumo de ETBE aumente para entre 2,15 milhões e 2,57 milhões de toneladas por ano. Espera-se que o consumo de etanol na Europa (como componente de mistura direta ou como insumo para ETBE) aumente para entre 1,07 milhão e 1,5 milhão de toneladas por ano. Olhando para o futuro, as normas globais relativas à gasolina se tornarão cada vez mais rigorosas. Além dos requisitos relacionados ao teor de oxigênio e enxofre, haverá também exigências relacionadas a um alto índice de octanagem, baixo valor RVP, baixo teor de olefinas e baixo teor de hidrocarbonetos aromáticos. Tudo isso aumentará o custo da gasolina. No futuro, pode até haver a adição de outro critério: o “indicador de dirigibilidade” (DI)

A isomerização do esqueleto do buteno para isobuteno pode ser dividida, de acordo com a composição do catalisador, em dois processos: o processo com alumina e o processo com peneiras moleculares

A vantagem do processo catalítico com alumínio óxido é que o catalisador é barato e fácil de obter. No entanto, sua atividade é baixa, e a temperatura de reação é elevada. Isso não é favorável, do ponto de vista termodinâmico, para a formação de isobuteno. A taxa de rendimento desse processo é de cerca de 30%, e o catalisador de alumina se degrada rapidamente. A atividade dos catalisadores de peneira molecular é significativamente maior do que a dos catalisadores de alumina. A temperatura de reação pode ser reduzida para 350-400°C, e a taxa de rendimento chega a cerca de 40%

Por favor, explique em detalhes a solução: O princípio do processo de isomerização do buteno para obtenção de isobuteno consiste na reação de isomerização estrutural do buteno, presente nos materiais de partida de carbono quaternário, sob a ação catalítica de um catalisador à base de zeólitas altamente seletivas. A tecnologia de isomerização do buteno para obtenção de isobuteno se caracteriza pelo fato de que a reação não requer gases de diluição como nitrogênio, hidrogênio ou vapor d’água. A pressão de reação é baixa (cerca de 0,02 a 0,07 MPa), e a temperatura de reação é moderada (300 a 420 °C). Além disso, os materiais utilizados na reação não precisam ser submetidos a um tratamento rigoroso de purificação. Portanto, o processo é simples, com custos de investimento e operação reduzidos. O mecanismo de reação é o seguinte: geralmente, acredita-se que a isomerização do esqueleto do buteno é um processo de reação monomolecular. Primeiro, o buteno é ativado no centro ativo ácido do catalisador, formando um intermediário de cátion de carbono. Em seguida, esse intermediário se rearranja para formar um intermediário de ciclopropano carregado de prótons. Quando o intermediário de ciclopropano se abre, forma-se um cátion de butilo primário, que por sua vez se transforma em isobuteno. Nesse processo, também ocorrem isomerizações de ligações duplas e isomerizações cis-trans. Além da reação principal de isomerização do esqueleto butenoico, durante o processo de reação também ocorrem reações secundárias como polimerização de olefinas, craqueamento, aromatização e formação de carbono depositado. As moléculas de buteno podem sofrer reações de dimerização ou trimerização em sítios ativos com alta acidez. Os oligômeros resultantes, por sua vez, passam por reações de cracking, gerando olefinas menores como o propeno e o penteno ； Esses oligômeros também podem se polimerizar ainda mais, transformando-se em cadeias moleculares longas de hidrocarbonetos, ou serem aromatizados, formando moléculas de aromáticos ； Isso leva ainda à formação de depósitos de coque na superfície do catalisador, que cobrem os sítios ativos ácidos ou obstruem os poros do catalisador, causando sua inatividade. O surgimento dessas reações adversas está relacionado ao catalisador escolhido. Ao otimizar de maneira adequada o tipo e a estrutura do catalisador, é possível reduzir ao máximo o aparecimento de reações adversas. Temperatura de reação: A temperatura na entrada do reator é o principal parâmetro operacional para controlar a reação. À medida que a reação prossegue, a atividade do catalisador diminui gradualmente, e a taxa de conversão do isobuteno também diminui. Para garantir a taxa de conversão do isobuteno, é necessário aumentar gradualmente a temperatura da reação. De acordo com o mecanismo de reação, a reação de modificação pode ser exotérmica ou endotérmica, resultando, em geral, em um aumento pequeno da temperatura. Mas reações como a desidrogenação de cicloalcanos e a desidrogenação ciclizante de alkanos são processos endotérmicos; portanto, aumentar adequadamente a temperatura contribui para elevar a taxa de conversão do buteno ； Do ponto de vista da cinética química, aumentar a temperatura da reação pode acelerar a velocidade das reações químicas, o que é benéfico para a isomerização do buteno. Mas temperaturas de reação excessivamente altas promovem o agravamento de reações secundárias, como a pirólise térmica, resultando em um aumento na produção de coque. Ao mesmo tempo, a estabilidade do catalisador, incluindo sua estabilidade térmica e sua capacidade de reter carbono, é afetada. Durante o processo de reação, a atividade do catalisador diminui devido à acumulação de carbono. Para manter uma velocidade de reação adequada, a temperatura de reação deve ser aumentada gradualmente à medida que a atividade do catalisador diminui. Portanto, a temperatura de reação é escolhida entre 370 e 430°C, pois nesses valores as propriedades do produto e sua distribuição são mais adequadas. Velocidade de alimentação: A velocidade de alimentação reflete a duração do tempo de reação. Para um determinado reator, quanto maior a velocidade do ar, maior também é a capacidade de processamento. A quantidade de velocidade de reação que pode ser utilizada depende principalmente do nível de atividade do catalisador. Em reações que não envolvem hidrogênio, quanto maior a velocidade de fluxo do gás, menor é o tempo de permanência dos materiais de partida no leito catalítico. Isso resulta em menos reações secundárias e em uma maior taxa de conversão do isobuteno. Mas, quando a velocidade do ar é excessiva, a atividade do catalisador diminui rapidamente. Além disso, a temperatura da reação aumenta com rapidez, o que faz com que o ciclo de reação do catalisador seja encurtado. Isso também causa quebramentos frequentes no reator ； Por outro lado, se a velocidade de alimentação for muito baixa, embora o ciclo de reação se prolongue, ocorrem mais reações secundárias, resultando em uma menor taxa de obtenção do produto desejado. Ao controlar a carga de processamento entre 60-120%, é possível garantir uma melhor distribuição dos produtos, além de o catalisador ter um ciclo de operação mais longo. Pressão de reação: Os catalisadores atuais possuem grande capacidade de retenção de carbono e boa estabilidade, o que permite o uso de uma pressão de reação mais baixa. Mas uma pressão muito baixa é prejudicial ao funcionamento do compressor. Portanto, é razoável controlar a pressão de reação em 0,10 MPa(g).

Quero aceitar a missão! Mas as moedas Haichuan não são suficientes! Podemos conversar juntos e melhorar em conjunto!

Por favor, descreva em detalhes a solução: processo de butamero da UOP

Este tópico foi editado pela última vez por njdlmyl em 23/06/2016, às 14:11. No país, existem quase 20 unidades para a produção de isômeros de buteno, e todas utilizam processos bastante maduros. O processo é muito simples: consiste em um sistema de reação, um sistema de compressão, um sistema de destilação e um sistema de regeneração. Nós projetamos bastante.

Sim, recentemente estamos modificando os procedimentos operacionais e buscando algumas informações para referência