正丁烷异构工艺
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异构化反应
由一个化合物转变为其异构体的反应叫做异构化反应。
例如,正丁烷在三溴化铝及溴化氢的存在下,在27摄氏度可发生异构化反应而生成异丁烷。
异构化,是指改变化合物的结构而分子量不变的过程。
一般指有机化合物分子中原子或基团的位置的改变而其组成和分子量不发生变化。
常在催化剂的存在下进行。
化合物分子进行结构重排而其组成和分子量不发生变化的反应过程。
烃类分子的结构重排主要有烷基的转移、双键的移动和碳链的移动。
反应通常在催化剂作用下进行。
40年代以前,异构化过程主要用于生产高辛烷值汽油调合组分。
40年代以后,由于对航空汽油的大量需求,由异丁烷烷基化生产高辛烷值汽油调合组分的过程迅速发展,同时广泛开展了用三氯化铝作催化剂(见固体酸催化剂)的正丁烷异构化研究,并实现了工业化,扩大了烷基化的原料来源。
1960年,美国大西洋炼油公司将异构化过程应用于芳烃的转换,开发了以氧化铝或氧化铝-氧化硅为载体的铂催化剂的二甲苯异构化工艺过程,随后日本三菱瓦斯化学公司又开发了用氟化氢-氟化硼作催化剂的液相二甲苯异构化过程。
1976年和1978年美国莫比尔化学公司先后开发了使用新型ZSM-5分子筛催化剂的二甲苯气相和液相异构化过程。
热泵精馏技术应用于异丁烷精馏的节能比较叶阳1(1中国石油大学(北京)化学工程学院,北京102249)摘要:常规精馏分离正丁烷-异丁烷小温差体系的能耗较高,为此本文将两种机械蒸汽再压缩(MVR)热泵精馏工艺,即塔顶蒸汽压缩式热泵工艺和塔底液相闪蒸式热泵工艺应用于正丁烷-异丁烷的分离研究。
利用Aspen Plus化工流程模拟软件中的严格精馏模块Rad Frac.和压缩机模块Compr.等,选用PENG-ROB方程计算物性数据,在与常规精馏相同的操作条件下得到常规精馏和热泵精馏的工艺以及设备参数。
结果表明:与常规精馏工艺相比,以上两种MVR热泵精馏工艺节能分别为83.76%和83.66%,节能明显且效果不相上下。
以上两种工艺是分离该体系较为合适的方法。
关键词:正丁烷-异丁烷;热泵精馏;模拟;节能中图分类号:TQ028Energy-saving comparison of isobutane distillation by usingheat-pump technologiesYE Yang1(1College of Chemical Engineering, China University of Petroleum-Beijing, Beijing 102249)Abstract:Because high energy consumption for separation of small temperaturedifference system like n-butane and isobutane through conventional rectification, thispaper investigated two kinds of mechanical vapor recompression (MVR) heat-pumpdistillation processes, tower top vapor recompressed heat-pump distillation and towerbottom liquid flash recompressed heat-pump distillation. Based on the minimum energyconsumption for separating n-butane and isobutane. The simulations for the two schemeswere performed by Aspen Plus with the Radfrac. module Compr. module and PENG-ROB equation. The suitable operating parameters and device parameters were obtainedunder the same operating conditions with conventional rectification. The researchshowed that the two MVR heat-pump distillation processes can save energy by 83.76%and 83.66% respectively compared with the conventional distillation process. Energy-saving effect is obvious and comparable, indicating both of the two Heat-pumpTechnologies would be suitable for the system.Key words:n-butane and isobutane; heat-pump distillation; simulation; energy-saving正丁烷异构为异丁烷,是生产异丁烷的主要工艺之一,该工艺主要包括原料脱水、丁烷异构和产品分离3部分。
正丁烷异构化催化剂的制备及其反应的研究金飙;金俏;赵德智【期刊名称】《辽宁化工》【年(卷),期】2003(32)1【摘要】制备了一系列担载贵金属Pt的分子筛催化剂,评价了不同载Pt量对催化剂活性的影响.分子筛Pt含量的变化对反应结果影响很大,确定了载Pt量为催化剂总量的0.2%Pt/ZHSM-5催化剂,能使正丁烷转化率>40%,异丁烷选择性>80%.同时考察了反应温度、反应压力和H2/nC04对正丁烷异构化反应转化率及选择性的影响,结果表明:反应温度350~450℃;反应压力1.0~2.0 MPa;H2/nC04=1~3等工艺条件较适合于正丁烷异构化反应.担载贵金属Pt的分子筛型催化剂对正丁烷异构化反应是一种很理想的催化剂.【总页数】3页(P3-4,6)【作者】金飙;金俏;赵德智【作者单位】辽宁石油大学,辽宁,抚顺,113001;北京石油化工学院材料与化工学院,北京,102617;辽宁石油大学,辽宁,抚顺,113001【正文语种】中文【中图分类】TQ203.4【相关文献】1.Pt(Pd)/Hβ催化剂催化正丁烷异构化反应特性的研究 [J], 王智艳;房德仁;刘波;任万忠2.Pt-ZSM-5/Pd-ZSM-5催化剂对正丁烷异构化反应性能的影响 [J], 刘波;房德仁;王智艳;刘丽花;任万忠3.SO2-4/ZrO2-Al2O3催化剂表面酸性质对正丁烷异构化反应性能的影响研究 [J], 张文芳;张敏秀;王鹏照;杨朝合;李春义4.Au/HZSM-5沸石催化剂的正丁烷异构化反应性能的研究 [J],5.正丁烷在SO42-/ZrO2-Al2O3催化剂与H-USY分子筛上的异构化反应研究 [J], 张文芳;王鹏照;杨朝合;李春义因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
Pt沸石催化剂上正丁烷异构制异丁烷研究的开题报告1.研究背景与意义随着石油资源的日益减少和对环境保护的需求日益增加,石化产业对高效催化制备燃料和化工原料的技术需求也越来越迫切。
在石化产业中,正丁烷异构制异丁烷是一项重要的工业化反应,可用于生产高辛烷值汽油和重要的化工原料。
Pt沸石催化剂由于其高催化活性和选择性,近年来已成为正丁烷异构制异丁烷反应的焦点研究对象。
因此,深入研究Pt沸石催化剂上正丁烷异构制异丁烷反应机理和催化性能,对于提高异构化反应的效率和催化剂的性能具有重要的意义。
2.研究内容本研究旨在通过各种表征手段,如X射线粉末衍射(XRD)、氮吸附-脱附等温线、扫描电子显微镜(SEM)等对Pt沸石催化剂进行表征,探究催化剂结构、物理化学性质及其与反应活性之间的关系。
同时,优化反应条件,如反应温度、反应时间、空速等,对正丁烷异构化反应的影响进行探究,并结合反应物和产物的气相色谱分析结果,研究反应机理,分析反应过程和产物分布。
3.研究方法Pt沸石催化剂的制备采用离子交换法,在适当的硝酸铵浓度和沸石质量比下制备出定量的Pt沸石催化剂。
采用XRD、TEM和N2吸附-脱附等表征技术对Pt沸石催化剂进行表征。
异构化反应实验采用进样直接进入熔融氨气相色谱仪(GC-FID)进行,反应前和反应后取气相色谱分析样品,并对反应产物进行定性鉴定和定量分析。
反应条件包括正丁烷的初始浓度、反应温度、空速、反应时间等参数。
4.预期成果本研究旨在探究Pt沸石催化剂上正丁烷异构制异丁烷反应的催化性能和反应机理,找到催化剂结构、物理化学性质与反应性能之间的相关性,为石化产业中高效催化制备燃料和化工原料的技术提供理论支持和实验参考。
同时,本研究的结果也有望为开展其他催化反应提供参考和启示。
---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 正丁烷异构化和正异丁烷分离生产异丁烷工艺设计摘要:为了适应环境保护的要求,汽油中应增加异构烷烃的量,碳四烷基化汽油的重要性变得越来越突出。
将应用价值较低的正丁烷转化为异丁烷,从而提高正丁烷的使用价值。
正丁烷异构化技术应用于工业生产,对改变我国汽油组成结构、提高汽油质量具有特别重要的意义。
本是对正异丁烷混合物中的正丁烷进行异构化,并通过分离获得纯的异丁烷。
从而达到提高正丁烷的使用价值的目的。
关键词:C4;正丁烷;异构化;异丁烷7592Butane isomerization and n-butane and isobutane separation design and production of isobutane processesAbstract: In order to meet the requirements of environmental protection, should increase the amount of isoparaffin in gasoline, importance of carbon four1 / 17alkylation gasolines becomes more and more outstanding. The application of the low value of n-butane into isobutane, thereby enhancing the value of n-butane. Butane isomerization technology applied to the industrial production, to change China's gasoline composition structure, improving the quality of gasoline is of particular importance. This paper is the isomerization of n-butane is isobutane mixture, obtained by pure isobutane. In order to improve the use value of n-butane.KeyWords:C4; n-butane; isomerization; isobutane目录1 概述11.1 正丁烷异构化的生产工艺及设计意义11.1.1 低温异构化工艺31.1.2 中温异构化工艺5---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 1.1.3 临氢加压装置71.2 设计依据71.3 物质相关性质71.3.1正丁烷71.3.2 异丁烷81.4 异丁烷的用途81.4.1 异丁烷深度开发利用83.2 热量衡算253.2.1 所处理的物料带到设备中去的热量Q125 3.2.2过程的热效应Q3263 / 173.2.3反应产物由设备中带出的热量QI273.2.4 设备向四周散失的热量QⅡ273.2.5 由加热剂(或冷却剂)传给设备和所处理的物料热量Q2274 脱异丁烷精馏塔计算294.1 概述294.2 塔板选型294.3 精馏塔的设计304.3.1 设计要求304.3.2 塔板数的计算314.3.3 精馏塔的塔体工艺尺寸计算33---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 4.3.4 塔板主要工艺尺寸的计算344.3.5 流体力学计算与校核375 部分设备选型与计算435.1 正丁烷异构化反应器435.1.1 入塔管径d1435.1.2 出塔管径d2435.1.3 其它尺寸选定435.2 正异丁烷分离精馏塔435.2.1 塔体结构435.2.2 塔的机械设计445.2.3 接管设计465 / 175.3 换热器选型说明46 5.3.1 换热器概述46 5.3.2 选型范例465.4 再沸器设计505.4.1 再沸器概述50 5.4.2 再沸器详细设计51 5.5 贮槽设计515.6 泵选型设计515.6.1 泵概述515.6.2 泵选型范例52 5.7 设备一览表53---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------6 工艺流程图546.1工艺流程图54随着国内外炼油工业发展,尤其是催化裂化技术的不断提高,炼厂气的深加工越来越受到人们的重视。
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正丁烷脱氢异构制异丁烯的研究进展崔丹丹;周广林;陈志伟;蒋晓阳;周红军【摘要】正丁烷脱氢异构制异丁烯是提高正丁烷利用率和增产异丁烯的重要途径。
对正丁烷脱氢异构制异丁烯的反应热力学进行分析,从热力学角度指出制约反应的关键因素,总结正丁烷脱氢异构制异丁烯反应中各催化体系的研究现状,提出催化剂的研发要点和催化剂研发过程中要解决的关键问题。
在传统过渡金属双功能型催化剂中,通过加入助剂等方式提高脱氢活性组分的分散度并降低其聚集度,通过调变载体的酸性和孔道结构等方式提高载体的异构性能,即合理调节脱氢活性位和载体异构性能之间的匹配是传统过渡金属双功能型催化剂研发的关键。
在新型催化剂中,探索在缓和条件下制备高比表面积和合适孔道结构的氮化物、碳化物和碳氧化合物的方法是新型催化剂研发的关键。
%Dehydroisomerization of n-butane to isobutene is an important way to improve the utilization rate of n-butane and enhance the yield of isobutene. The thermodynamics of dehydroisomerization reaction of n-butane to isobutene was analyzed,and the key factors which restricted the reaction was pointed out. The research status of catalytic systems of n-butane dehydroisomerization reaction were summarized. The key research and development points of the catalysts for n-butane dehydroisomerization and the key problems to be solved during the processes were put forward. In the conventional transition metal bifunctional catalysts,the dispersion of the dehydrogenation active components was improved and their aggregation was reduced by adding additives,and the isomerization performances of the carriers were enhanced by adjusting acidity and pore structure of the carriers.Therefore,the reasonable adjustments of matching between dehydrogenation active sites and carrier isomerization performances were the key to the research and development of conventional transition metal bifunctional catalysts. The research and development of novel catalysts focus on the exploration of preparation methods of nitrides,carbides and oxycarbides with high surface area and suitable pore structure under mild conditions.【期刊名称】《工业催化》【年(卷),期】2014(000)012【总页数】5页(P900-904)【关键词】石油化学工程;正丁烷;脱氢异构;异丁烯【作者】崔丹丹;周广林;陈志伟;蒋晓阳;周红军【作者单位】中国石油大学北京新能源研究院,北京102249;中国石油大学北京新能源研究院,北京102249;中国石油大学北京新能源研究院,北京102249;中国石油大学北京新能源研究院,北京102249;中国石油大学北京新能源研究院,北京102249【正文语种】中文【中图分类】TE624.4+7;TQ426.95C4 馏分是重要的石油化工资源,主要成分为正丁烷、异丁烷、单烯烃(1-丁烯,2-丁烯和异丁烯)和二烯烃,C4 烃类主要来自炼油厂催化裂化(FCC)装置和蒸汽裂解装置,其中,催化裂化C4 约含10%的正丁烷[1]。
正丁烷异构化制异丁烷一、正丁烷异构化制异丁烷反应正丁烷异构化是石化工业中一个很重要的反应, 其产物异丁烷是生产高辛烷值汽油的原料之一,异丁烷的脱氢产物异丁烯可用于生产无铅汽油添加剂甲基叔丁基醚和乙基叔丁基醚. 正丁烷的异构化反应机理与催化剂的类型有关。
目前, 工业上正丁烷异构化反应主要使用Pt/Cl-Al2O3类催化剂, 在此类催化剂上, 反应所需温度(400~460 K) 较低, 但催化剂易中毒, 对水和芳烃敏感, 而且在使用过程中需不断加入含氯化合物以保持反应所需的酸强度, 存在一定的腐蚀和环境污染问题。
而现在固体酸催化剂. 沸石分子筛、杂多酸盐和SO42−促进的金属氧化物催化剂是目前研究较多的三大类烷烃异构化催化剂,二、产物异丁烷的主要用途正丁烷异构化产物异丁烷是烷基化反应的主要原料和合成甲基叔丁基醚(MTBE)等汽油添加剂的重要前驱体。
广泛用于染料、化学合成致冷剂、合成橡胶、航空汽油、照明等。
其重要性有:(1)脱氢制成异丁烯,是合成MTBE 和乙基叔丁基醚(ETBE)等无铅汽油添加剂的主要原料。
(2)生产丁基橡胶、聚异丁烯、甲基丙烯酸甲酯和异戊二烯等精细化工产品的原料。
(3)异丁烷与异丁烯经烃化而制得异辛烷,作为汽油辛烷值的改进剂。
三、异构化技术的发展我国的直馏汽油和催化裂化汽油所占比例较大,而适合环保需要的清洁汽油组分所占比例很小。
这使得我国成品汽油的普遍存在苯、烯烃和芳烃等含量超标现象,因此发展环境友好汽油组分的生产已成为必然。
在国外异构化工艺已得到广泛应用,异构化加工能力,全球均呈上升趋势,其中在北美应用最广泛,而且仍在迅速发展。
美国车用汽油中异构化油的加入量已超过10%,2000年平均加入量已达12%,个别炼厂达20%。
四、异构化催化剂及工艺异构化工艺改进的关键在于催化剂。
化工工艺按操作温度可分为高温异构化(高于320 ℃)、中温异构化(250~280 ℃)和低温异构化过程(115~150 ℃)三种,其中高温异构化应用条件较苛刻,故不作介绍。
正丁烷异构工艺介绍正丁烷是一种碳数为4的烷烃,化学式为C4H10。
在石油加工和石化行业中,正丁烷被广泛用作溶剂和燃料。
正丁烷也可以通过异构工艺进行转化,产生具有更高附加值的异构体。
本文将详细讨论正丁烷的异构工艺及其应用。
正丁烷的异构正丁烷有两种异构体:2-甲基丙烷(异丁烷)和2,2-二甲基丙烷(异戊烷)。
正丁烷的异构主要通过加热催化剂催化反应来实现。
这些催化剂通常是铂、钯等贵金属。
催化剂选择选择合适的催化剂是正丁烷异构的关键。
催化剂应具有高活性、高选择性和良好的循环寿命。
在工业生产中,往往采用载铂催化剂,因为铂具有良好的催化活性和稳定性。
异构工艺流程正丁烷的异构工艺一般包括以下几个步骤:1.原料预处理:正丁烷作为反应原料需经过脱水和脱氢的预处理步骤,以去除其中的杂质和不稳定成分。
2.催化剂制备:选择合适的载体,将铂催化剂浸渍到载体上,并进行干燥和还原处理。
3.反应器设计:根据催化剂的性质和反应速率,设计合适的反应器。
反应器的主要参数包括压力、温度和空速。
4.异构反应:将经过预处理的正丁烷与催化剂在反应器中进行接触反应。
在适当的温度和压力下,正丁烷的分子结构发生变化,生成异丁烷和异戊烷。
5.产品分离和纯化:将反应产物通过分馏等分离技术,分离出异化后的异丁烷和异戊烷。
在此过程中,还要移除残留的催化剂和其他杂质。
正丁烷异构工艺的应用正丁烷异构工艺在石化行业中具有广泛的应用。
主要应用领域包括以下几个方面:1.溶剂:异丁烷由于其分子结构的变化,具有更好的溶解性和挥发性。
因此,它被广泛应用于溶剂体系,如涂料、胶粘剂和清洗剂。
2.燃料:异戊烷的燃烧性能优于正丁烷,具有更高的辛烷值和抗爆性。
因此,在汽油和航空燃料中添加异戊烷可以提高燃料的质量和性能。
3.化学品合成:异化后的正丁烷可以用作合成其他化学品的原料,如合成橡胶、塑料和香料等。
异构工艺的优势和挑战正丁烷异构工艺有以下优势:1.增加附加值:异构后的产物具有更高的附加值,可以创造更高的经济效益。
正丁烷异构工艺
正丁烷是一种常见的烷烃,其分子式为C4H10,由于其分子结构简单,因此可以通过化学反应或物理方法进行分离和制备。
正丁烷有两种异
构体,即直链正丁烷和支链异丁烷。
在工业生产中,通常采用正丁烷
异构工艺来制备异丁烷。
一、正丁烷异构反应原理
正丁烷异构反应是指将直链正丁烷转化为支链异丁烷的化学反应。
该
反应通常在高温高压下进行,催化剂可以是酸性固体或液态酸。
具体
反应机理如下:
1、质子化
首先将正丁烷质子化生成正丙基离子:
C4H10 + H+ → C4H9+ + H2
2、重排
然后发生碳骨架重排,生成异戊烯:
C4H9+ → C3H5CH(CH3)2+
3、脱氢
最后发生脱氢反应生成支链异丁烯:
C3H5CH(CH3)2+ → C4H8 + CH4
二、正丁烷异构工艺流程
1、原料准备:将原料正丁烷和催化剂加入反应釜中,通入氢气。
2、反应过程:在高温高压下进行反应,通常反应温度为400-500℃,压力为1-3 MPa。
反应时间较长,一般需要几个小时到几十个小时不等。
3、分离提纯:将反应产物通过冷凝器冷却后进入分离塔进行分离提纯。
由于异丁烷和正丁烷的沸点相差不大,因此需要采用多级分离塔进行
分离。
4、产品收集:最终得到的产品是支链异丁烷,可以直接用于工业生产或进一步加工。
三、正丁烷异构工艺的优缺点
1、优点
(1)支链异丁烷具有较高的辛烷值和抗爆性能,是一种优良的汽油添加剂。
(2)正丁烷异构反应可以在催化剂的作用下实现高效转化,生产成本相对较低。
2、缺点
(1)正丁烷异构反应需要较高的温度和压力条件,并且需要使用酸性催化剂,对设备和环境的腐蚀性较大。
(2)正丁烷异构反应的产物中还会存在一定比例的副产物,需要进行后续处理和回收利用。
四、正丁烷异构工艺在工业生产中的应用
正丁烷异构工艺是一种重要的化学反应,广泛应用于工业生产中。
其主要应用领域包括:
1、汽油添加剂:支链异丁烷具有较高的辛烷值和抗爆性能,可以作为优良的汽油添加剂。
2、有机合成:支链异丁烷可以作为有机合成原料,制备多种有机化合物。
3、溶剂:支链异丁烷可以作为溶剂使用,广泛应用于化学工业和涂料工业等领域。
五、结论
正丁烷异构工艺是一种重要的化学反应,通过该反应可以将直链正丁烷转化为支链异丁烷。
该工艺在汽油添加剂、有机合成和溶剂等领域具有广泛的应用前景。
虽然该工艺存在一定缺点,但随着技术不断进步和改进,相信其在未来会得到更广泛的应用。