Реакция каталитического дегидрирования углеводородов

Дегидирирование – химический процесс, в основе которого лежит реакция отщепления водорода от органического соединения. Наиболее распространенными в промышленности процессами являются дегидрирование спиртов, алкилароматических соединений и парафинов.

Процессы дегидрирования характеризуются следующими свойствами:

• Реакция обратима и протекает с увеличением объема. Для того чтобы максимально сместить равновесие в сторону образования продуктов реакции, необходимо снижать давление и увеличивать температуру.
• Реакция эндотермическая, то есть сопровождается поглощением тепла, ввиду чего процессы дегидрирования так же проводят при высоких температурах (до 800 °С).
• В промышленности процессы дегидрирования протекают в адиабатических реакторах при высоком разбавлении паром. Роль пара так же сводится и к снижению парциальных давлений компонентов.
• В качестве катализаторов используются такие металлы как серебро, медь, платина, никель, палладий, а так же оксиды железа, хрома, цинка и молибдена.

Основная проблема процессов дегидрирования заключается в наличии жестких термодинамических ограничений, связанных с установлением термодинамического равновесия. Это связано с тем, что реакции протекают с увеличением числа молей, а также в ходе процесса происходит поглощение тепла, что в конечном итоге приводит к нехватке свободной энергии, сопровождающей реакцию. На основании этого процессы дегидрирования проводят при таких температурах, при которых активизируются следующие побочные реакции:

• Коксообразование - дезактивируют катализатор;
• Скелетная изомеризация;
• Крекинг - наряду со скелетной изомеризацией снижает избирательность процесса.

В качестве альтернативы был разработан метод окислительного дегидрирования, в котором реакция дегидрирования осуществляется в присутствии кислорода. Данный процесс характеризуется необратимостью, экзотермичностью, а так же отсутствием термодинамических ограничений. Это позволяет проводить процесс при более низких температурах в условиях отсутствия вышеописанных побочных реакций. Например, благодаря отсутствию коксообразования отпадает потребность в проведении периодической регенерации катализатора. Несмотря на все плюсы,  процесс обладает низкой избирательностью по целевым продуктам и характеризуется побочным образованием кислородосодержащих соединений.

Процессы дегидрирования:

• Дегидрирование спиртов
• Дегидрирование алканов
• Дегидрирование алкилароматических соединений

Реакторы дегидрирования: