олони виділення ізопрену - ректифікату; II - колона відгонки МДГП; II2 - колона виділення поворотного ДМД; I3 - абсорбер; I4 - десорбер; I5 - колона відгонки летких органічних речовин з водного шару; I6 - колона рекуперації СН 2 О.
Малюнок 5 - Принципова технологічна схема каталітичного розкладу ДМД та отримання ізопрену
Повідомляється про високу селективності (до 80% по формальдегіду і 90% по ізобутену), зниженні корозії апаратури і високій якості одержуваного ізопрену [10, С.396].
2.2 Отримання ізопрену з ізоаміленов і ізопентану
Способи каталітичного дегідрування застосовуються у виробництві ізопрену з ізосоедіненій З 5 - ізопентану і ізоаміленов. Якщо в якості вихідного продукту застосовувати ізопентан, то процес каталітичного дегідрування буде протікати у дві стадії: ізопентан- ізоамілени-ізопрен. Однак дегидрирование може бути виконано і в одну стадію, причому в якості вихідної сировини можуть бути взяті як суміші ізоаміленов з ізопентанів, так і один ізопентан 13-15.
Отримання ізопрену з ізоаміленов і з ізопентану схематично може бути представлено рівняннями:
Методом каталітичного дегідрування ізопентану при нормальному тиску і 525-535% ° C можна отримати ізоамілени з виходом 33-37% на пропущений і 83-87% на розкладений ізопентан. Реакції каталітичного дегідрування вуглеводнів С 5 протікають, як правило, при температурах на 25-30 ° C нижчих, ніж при дегидрировании вуглеводнів С 4.
Отримання ізопрену з ізопентану ускладнюється тим, що при дегидрировании ізопентану утворюється значна велика кількість ізомерів. Крім цього, дегидрирование в більшій мірі супроводжують реакції ізомеризації.
При дегидрировании ізопентану утворюються три ізомери ізоаміленов: 2-метілбутілен - 1; 2-метілбутілен - 2 і 3-метілбутілен - 1, киплячі відповідно при 31,05, 38,49 і 20 ° C; переважно утворюється 2-метілбутілен - 2 в кількості близько 65% від усіх ізоаміленов.
Внаслідок реакцій ізомеризації, що відбуваються при каталітичному дегидрировании ізопентану, і наявності в технічному ізопентанів деякої кількості н -пентана фракція З 5, виділена з продуктів дегідрування, містить складну суміш продуктів, що складається з ізопентану, н -пентана, трьох ізоаміленов, трьох н -аміленов (Пента - 1, Пента -2, ци с- і транс - ), піперілена ( цис- і транс- ), ізопрену, циклопентадієну. Виділення чистих ізоаміленов з цієї суміші вуглеводнів з близькими температурами кипіння є складним процесом [20, с.20].
Реакція дегидрирования ізоаміленов в ізопрен може бути виражена рівнянням:
Теплота цієї реакції Q залежить від структури вихідного ізоамілена: для дегідрірованія 2-метілбутілена - 2 вона складе 32,895 ккал/моль , для 3-метілбутілена - 1- 29,478 ккал/моль і для 2-метілбутілена - 1 - 31,324 ккал/моль . Всі три ізоамілена утворюють ізопрен.
Проведення цієї реакцій вимагає низьких парціальних тисків і високої температури.
Ізоамілени при дегидрировании у присутності водяної пари і каталізатора утворюють 75-85% ізопрену.
Метод отримання ізопрену з ізоаміленов і ізопентану вимагає жорсткого режиму і складного фракціонування як сировини, так і готового продукту. На шляху здійснення цього методу стоять ще й інші труднощі, зумовлені чутливістю реакції полімеризації до домішок, що містяться в мономерний ізопрену, отриманим цим способом. Недоліками цього процесу є також труднощі забезпечення виробництва фракціями з високим вмістом ізопентану і велика кількість побічного продукту-піперілена, для якого в даний час не вдається знайти промислового застосування [20, с.90].
2.3 Отримання ізопрену жідкофазним окисленням вуглеводнів
Отримання ізопрену жідкофазним окисленням ізопентена засноване на реакції епоксідірованія його органічними гідропероксид.
Процес включає в себе чотири стадії:
Окислення ізопентану киснем повітря до трет-пентілгідропероксіда:
Взаємодія гідропероксиду з 2-метілбутеном - 2, який є проміжним продуктом синтезу, з утворенням оксиду 2-метилбутен - 2:
Ізомеризація оксиду 2-метилбутен - 2 в ненасичений спирт 2-метилбутен - 1-ол - 3:
Дегідратація спирту в ізопрен:
Принципова блок-схема процесу наведен...
