Які основні методи виробництва н-бутану? Як промислово готують n-бутан високої чистоти?
Виробництво н-бутану (C₄H₁₀, CAS 106-97-8) в основному відбувається з двох основних джерел: метод розділення газу нафтових родовищ від вологого природного газу та метод розділення фракції C₄ шляхом крекінгу нафти. Перший створює тиск і конденсує природний газ для отримання зрідженого нафтового газу (LPG), а потім відокремлює н-бутан шляхом дистиляції. Останній, із фракції C₄ шляхом-виробленої на заводах каталітичного крекінгу або етилену, використовує екстракційну дистиляцію для очищення та отримання н-бутану з чистотою понад 90%. Крім того, гідрування C₄ олефінів і звичайна ізомеризація ізобутану є новими технологіями, які з’явилися останніми роками - перша перетворює надлишок олефінів на n-бутан, щоб задовольнити потребу у виробництві малеїнового ангідриду, а остання перетворює ізобутан на n-бутан у водневих умовах за допомогою каталізатора на основі платини за однопрохідну конверсію показник понад 40%.
Розділ 1: Звідки береться н-бутан? - Два основних природних джерела
n-Бутан природним чином міститься в газі нафтових родовищ, вологому природному газі та нафтовому крекінг-газі. Простіше кажучи, він присутній у зрідженому нафтовому газі (LPG), який ми використовуємо щодня.
У промисловому масштабі існує два основних способи отримання н-бутану: один полягає в «безпосередньому видобутку» його під землею, а інший — у «збиранні як побічного-продукту» в процесі переробки нафти.
1.1 Метод розділення газу нафтових родовищ і вологого природного газу
Це найбільш прямий метод.
Газ нафтових родовищ і вологий природний газ містять такі компоненти, як пропан і бутан. Стиснувши їх і конденсуючи, можна отримати LPG. Потім дистиляція використовується для відділення бутану від LPG. Цей метод схожий на «фракціонування» -, яке використовує відмінності в температурах кипіння різних вуглеводнів, щоб «виділити» n-бутан із суміші.
1.2 Метод виділення C₄ фракції крекінгу нафти
На даний момент це найважливіший промисловий шлях виробництва.
Під час виробничих процесів нафтопереробні та етиленові заводи виробляють велику кількість фракцій C₄ (суміші вуглеводнів, що містять чотири атоми вуглецю). Конкретні джерела включають:
Установка каталітичного крекінгу:Коли нафтопереробний завод «переробляє» важку нафту в бензин, він виробляє залишковий газ, що містить бутан.
Блок крекінгу етилену:Під час крекінгу сировини, наприклад нафти, для отримання етилену, -утворюються фракції C₄, серед яких вихід бутану становить близько 0,19% (за вагою), що становить близько 6,5% фракції C4.
Що стосується процесу очищення, фракція C₄ спочатку проходить через фракційну вежу для видалення фракцій C3, ізобутилену та фракцій C5. Потім його направляють із нижньої частини башти до колони екстракційної дистиляції ацетонітрилу, де з верхньої частини башти отримують n-бутан із чистотою понад 90%.
Розділ 2: Шлях «Підвищення ефективності» сучасної промисловості - Від «відходів» до «скарбів»
Чистота n{0}}бутану, виробленого традиційними методами, часто недостатня, або вміст ізобутану в сировині зависокий. Тому інженери розробили два «передові» процеси.
2.1 Метод гідрування олефінів C₄ - Перетворення «відходів» на «скарби»
Нафтопереробні заводи часто мають надлишок олефінів C₄, тоді як для виробництва малеїнового ангідриду потрібен n{0}}бутан. Яке рішення? Просто «гідрувати та насичувати» олефіни.
Ця технологія вибирає каталізатор із сильною здатністю до насичення гідрогенізації. За відповідних робочих умов він перетворює олефіни C₄ на n-бутан, вирішуючи проблему надлишку сировини, одночасно задовольняючи попит на виробництво малеїнового ангідриду.
2.2 Нормальна ізомеризація ізобутану - від «небажаного» до «зіркового гравця»
Це найбільш технологічно складний маршрут за останні роки.
У фракціях C₄, крім н-бутану, є також його «брат-близнюк» - ізобутан. Вихід ізобутану при крекінгу етилену значно нижчий, ніж вихід звичайних алканів, і він не є придатною сировиною для малеїнового ангідриду. Якщо ізобутан можна «випрямити» в n-бутан, вихід етилену та виробництво малеїнового ангідриду можна значно збільшити.
Потік основного процесу:
| Крок | опис |
|---|---|
| Попередня обробка | Алкани C₄ піддаються обробці зне-освітлення та зне{1}}зневажнення, щоб відокремити н-бутан |
| Нормальна реакція ізомеризації | Ізобутан надсилають у реактор із-фіксованим шаром і перетворюють на н-бутан в умовах водню за допомогою каталізатора на основі Pt- |
| Поділ і відновлення | Реакційний матеріал скидається для видалення водню та повертається для відновлення продукту н-бутану |
Показники продуктивності цієї технології досить вражаючі:
| Індикатор | Значення |
|---|---|
| Перетворення ізобутану- за один проход | Більше або дорівнює 40% |
| n-Селективність бутану | Більше або дорівнює 85% |
| Селективність цільового продукту (при використанні з етиленовою установкою) | Більше або дорівнює 98% |
Розділ 3: Всебічне порівняння методів виробництва н-бутану
| Спосіб виробництва | Джерело сировини | Характеристики процесу | Чистота | Сценарії застосування |
|---|---|---|---|---|
| Сепарація нафтового газу | Вологий природний газ | Конденсація під тиском + дистиляція | Промисловий сорт | Паливо, загальні хімікати |
| Розділення фракцій C₄ | Нафтопереробний/етиленовий побічний-продукт C₄ | Екстракційна дистиляція (ацетонітрильний метод) | Вище 90% | Сировина малеїнового ангідриду, хімічний синтез |
| C₄ Гідрування олефінів | Нафтопереробний завод C₄ олефінів | Насичення гідрування | Висока чистота | Сировина для виробництва малеїнового ангідриду |
| Нормальна ізомеризація ізобутану | Змішані C₄ алкани | Pt каталіз + водневі умови | Висока чистота | Збільшення етилену, підтримка малеїнового ангідриду |
Розділ 4: Nanjing ZL Energy - Професійний постачальник н-бутанової продукції
Nanjing ZL Energy Co., Ltd. має наступні переваги у сфері постачання n-бутану:
Стабільні канали сировини:Покладаючись на повну систему постачання, компанія закуповує високоякісну -C₄ сировину, забезпечуючи безперервне та стабільне постачання n{1}}бутану.
Повні характеристики чистоти:Може забезпечити високу-ступінь чистоти (більше або дорівнює 99,9%) n-бутанові продукти для задоволення різних потреб застосування, таких як холодоагенти, хімічна сировина та стандартні гази.
Відповідна кваліфікація:Володіє комерційною ліцензією на небезпечні хімічні речовини. Кожна партія продукту супроводжується протоколом випробувань, що забезпечує відстеження якості продукту.
Гнучка упаковка:Надає різноманітні специфікації упаковки, як-от циліндри та цистерни, адаптуючись до різних сценаріїв від лабораторних досліджень і розробок до промислового виробництва.
Професійне обслуговування:Від вибору продукту до логістичної доставки, комплексне--обслуговування надається, щоб забезпечити безперебійну роботу з клієнтами.
Висновок: від підпілля до заводу - «Минуле та сьогодення» n-Butane
Виробництво н-бутану зазнало технологічної еволюції від «простого відділення» до «глибокого перетворення».
Ранні процеси сепарації газу нафтових родовищ і сепарації C₄ фракції дали «природний» n{0}}бутан. Однак гідрування олефіну C₄ і звичайна ізомеризація ізобутану утворюють «створені людиною» молекули n-бутану -, які спочатку не були n-бутаном, «перетворюються» на n-бутан за допомогою хімічних реакцій.
З бурхливим розвитком наступних галузей промисловості, таких як малеїновий ангідрид і бутадієн, попит на н-бутан продовжуватиме зростати, а нові технології, такі як звичайна ізомеризація ізобутану, вливають нову життєву силу в цю традиційну галузь.
