Катализаторы процесса

Дегидрирование бутана проводится на алюмохромовом катализа­торе ИМ-2201. Катализаторы, используемые при дегидрировании бутана, должны быть активными в отношении основной реакции, но по возможности не ускорять процессы крекинга, изомеризации и закоксовывания. Лучшими являются оксидные алюмохромовые катализаторы на основе Al₂O₃, содержащие 10-40 % Cr₂O₃ и 2-10 % оксидов щелочных металлов (Na₂O, K₂O, BeO); последние служат для нейтрализации кислотных центров Al₂O₃, вызывающих крекинг и изомеризацию. Наиболее активна аморфная форма Cr₂O₃, содержащая некоторое количество соединений шестивалентного хрома. Роль Al₂O₃ помимо основной функции носителя заключается в тормозящем действии на процесс кристаллизации окислов хрома, приводящей к потере активности катализатора. Кислотная функция окиси алюминия, наличие которой ускоряет реакции изомеризации и крекинга, подавляется добавлением небольших количеств щелочных металлов, в частности К₂О. Катализаторы на основе Al₂O₃ неустойчивы к действию влаги, поэтому распространённый приём повышения степени превращения (и селективности) за счёт снижения парциального давления углеводородов при разбавлении сырья водяным паром в данном случае не применим (фракции С₄ не должны содержать более 1 мг водяных паров в 1м³).

Алюмохромовые катализаторы активны к дегидрированию бутана при 500 – 600˚С, но повышение температуры ведёт к усиленному развитию побочных реакций, имеющих более высокую энергию активации. Оптимальной считают температуру 560 - 590˚С [3,5].

За рубежом эти процессы проводят в реакторах периодического действий на неподвижном слое катализатора. Проведение дегидрирова­ния во взвешенном слое выдвигает ряд дополнительных требо­ваний к катализатору: он должен обладать высоким сопро­тивлением истиранию и не изменять показателей при истира­нии частиц.

Наиболее известные промышленные катализаторы охарактеризованы в таблице 1.

Наиболее распространен в использовании катализатор ИМ2201, остановимся на нем.