Впервые на основе кинетической модели, описывающей образование основных, побочных, вторичных продуктов и кокса на K-CrOx /γ-Al2O3 катализаторе, сформулирована математическая модель нестационарного процесса одностадийного дегидрирования н-бутана в бутадиен в адиабатическом реакторе с неподвижным слоем катализатора. Модель позволяет прогнозировать выход бутадиена и других продуктов в зависимости от активности катализатора, состава входной смеси, времени цикла процесса дегидрирования, степени разбавления катализатора инертным материалом (в том числе при неоднородном разбавлении катализатора инертом по длине слоя), а также оценить температурный режим работы катализатора и степень его закоксования по длине слоя. На примере тестовых расчетов основных технологических показателей процесса показана адекватность модели промышленному процессу в описании конверсии н-бутана, образования бутадиена и бутилена, накопления кокса и потери активности катализатора.
The mathematical model of the adiabatic fixed-bed catalytic reactor for direct dehydrogenation of n-butane to butadiene operating under nonstationary conditions is formulated for the first time. The model includes kinetic equations that describe the formation of primary products, by-products, secondary products and coke on the K-CrOx /γ-Al2O3 catalyst [Cat. Ind. 2024. V. 24(1). P. xx–xx]. The model allows predicting the yield of butadiene and other products depending on the process parameters, such as the catalyst activity, the feed gas composition, the cycle time of the dehydrogenation period, the ratio of the catalyst to inert material (for both uniform and non-uniform dilution). The model allows calculating the temperature regime of the catalyst operation and the degree of its coking along the bed length. The adequacy of the model to the industrial process in the description of n-butane conversion, butadiene and butylene formation, coke accumulation and loss of catalyst activity is shown on the example of test calculations of the main process parameters.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.