Дегидрирование метилбутенов в изопрен: сообщение 3. Сравнительный математический анализ дегидрирования метилбутенов в изопрен в аксиальном и радиальном реакторах

С использованием математической модели, описывающей процесс дегидрирования метилбутенов в изопрен, проведен сравнительный анализ энергетической эффективности двух вариантов модернизации: 1) система, состоящая из двух последовательно расположенных аксиальных реакторов с неподвижным слоем катализатора и 2) адиабатический радиальный реактор с неподвижным слоем катализатора. Математический анализ проводился с целью определения зависимости выхода Y и селективности S от количества тепловой энергии Q, подводимой паром для каждого случая. Для двухреакторной системы наилучшие показатели (Y = 53,1 % и S = 82,9 %) достигаются при Q = 9,0 МДж/кг и времени контактирования t = 0,8 с. Однако в радиальном реакторе лучшие эксплуатационные характеристики (Y = 42,0 % и S = 86,1 %) наблюдаются при Q = 7,8 МДж/кг и t = 0,8 с. Из этого следует, что для проведения реакции дегидрирования метилбутенов в радиальном реакторе требуется подвести на 13,0 % меньше тепловой энергии, чем при использовании аксиальных реакторов.

1. Крылов О.В. Гетерогенный катализ: Учебное пособие для вузов. М.: Академкнига, 2004.

2. Мустафина С.А., Берзина Д.В., Смирнов Д.Ю. // Катализ в промышленности. 2014. № 4. С. 22—26.

3. http://www.hydropark.ru/lf/styrene_production.htm (03.04.2018).

4. Hakmann R., Lehner H. // Ammonia plant safety. 1986. V. 26. Р. 44-48.

5. Nielsen A. // Ammonia plant safety. 1972. V. 14. Р. 46-50.

6. Li J.C.H. Radial-flow packed-bed reactors in Ullmann's Encyclopedia of industrial chemistry, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co., Weinheim. 2012.

7. Nazarov M.V., Gilmanov Kh. Kh., Lamberov A.A., Urtyakov P.V. // Catal. Ind. 2015. V. 7. № 4. P. 321-328.

8. Kareeri A.A., Zughbi H.D., Al-Ali H.H. // Industrial & Engineering Chemistry Research. 2006. № 45. Р. 2862-2874.

9. Rokos I.D., Sycheva A.M., Abrosimov B.Z., Mel'nikov S.M., Fadeev I.G. // Chemistry and Technology of Fuels and Oils. 1969. № 11. P. 824-828.

10. Ponzi P.R., Kaye L.A. // AIChE Journal. 1979. V. 25. № 1. P. 100-108.