Технология

Бутадиен 1,3 является диеновым мономером, незаменимым для производства синтетических каучуков общего назначения: полибутадиеновые, бутадиен-стирольные, бутадиен-метилстирольные, а также ряда синтетических каучуков специального назначения - бутадиен-нитрильные, бутадиен- метилвинилпиридиновые и др. Помимо производства синтетических каучуков, бутадиен применяется в промышленном масштабе для производства синтетических смол, адиподинитрила (в производстве полиамидов) и себациновой кислоты. В настоящий момент более 95% бутадиена получают как побочный продукт при переработке продуктов пиролиза углеводородов в производстве этилена. Однако увеличение добычи сланцевого газа, который в основном состоит из этана, приводит к изменению состава сырья, используемого для пиролиза, в результате чего снижается выход бутадиена. Сокращение предложения сырья из-за изменения структуры нефтехимии при постоянном росте спроса приводит к дефициту бутадиена на рынке, что повышает интерес к разработке альтернативных процессов синтеза бутадиена, например, из этилового спирта.

Идея получения бутадиена из этилового спирта не является новой. Еще в 30-х годах прошлого века был разработан так называемый «процесс Лебедева», промышленно реализованный в СССР, а также двухстадийный процесс с промежуточным получением ацетальдегида, промышленно реализованный в США. Но в связи со строительством мощностей по производству этилена этот метод стал неконкурентоспособным, в первую очередь, из-за высоких энергозатрат по сравнению с методом выделения бутадиена из продуктов крекинга нафты, и все производства бутадиена из этанола были остановлены. В настоящее время, несмотря на то, что на рынке наблюдается дефицит бутадиена, старая технология не рентабельна из-за больших энергетических затрат и низкой селективности в целевой бутадиен. Таким образом, в существовавших технологиях производства бутадиена из этанола имеются серьезные недостатки, не позволяющие вывести ее на современный рынок в первоначальном виде. Однако и на сегодняшний день идея и идеология производства бутадиена из этанола, который, в свою очередь, может быть выделен из биомассы, остаются актуальными и современными.

Технология «ЭТБ КаТ»

Комплексные научные и инженерные исследования, осуществляемые специалистами «ЭТБ каталитические технологии» в течение последних лет, позволили создать одностадийный способ получения бутадиена, основанный на превращении этанола на принципиально новом гетерогенном катализаторе в неподвижном слое.


Цепочка превращений, происходящих на поверхности катализатора, включает дегидрирование этанола в ацетальдегид, который далее конденсируется в прекурсоры состава С₄, с последующим превращением в бутадиен. Все перечисленные процессы происходят одновременно на одном катализаторе, что позволяет достичь очень высоких значений конверсии, селективности и стабильности. Механическая прочность и форма гранул катализатора оптимизирована для достижения оптимального гидродинамического режима в реакторе, улучшая тепло- и массообмен.

Селективность по целевому бутадиену составляет более 82% (против 60% при ранее используемой технологии). Реакция проводится при температуре 320ºС (по сравнению с применяемыми ранее 400ºС) и атмосферном давлении, что приводит к определенной экономии энергоресурсов и дает некоторую гибкость в выборе технологически приемлемых способов подвода тепла к реакторному блоку.

Таким образом, основным преимуществом процесса по сравнению с известными аналогами является значительный выигрыш в энергоэффективности, достигаемый за счет использования нового полифункционального гетерогенного катализатора, обладающего высокой селективностью и стабильностью работы. Эти особенности увеличивают привлекательность технологии ЭТБКат по сравнению с аналогичными крупнотоннажными промышленными процессами.

Преимущества метода:

  • Использование возобновляемого источника сырья - этанола (по сравнению с технологиями, использующими углеводородное сырье)
  • Значительное повышение селективности образования бутадиена (более 80%) по сравнению с «процессом Лебедева», за счет уменьшения количества образующихся побочных продуктов
  • Сокращение удельных энергозатрат