Oxidative Dehydrogenation of n-Butane in a Two-Zone Fluidized-Bed Reactor

Abstract

A fluidized-bed reactor with separate butane and oxygen feeds has been studied in the oxidative dehydrogenation of butane. Under suitable conditions, feed segregation allows the creation of separated oxidation and reduction zones in the same reaction vessel, between which a V/MgO catalyst is recirculated. The behavior of the reactor has been characterized, with the separation of oxidation and reduction zones as the focus of the study. The performance of the two-zone reactor has been compared to that of a conventional fluidized-bed reactor.

Modeling of fluidized bed reactors with two reaction zones

“…These new reactors have been satisfactorily tested for the oxidative coupling of methane, 10 the oxidative dehydrogenation of n-butane, 11,12 the catalytic dehydrogenation of n-butane 13 and propane, 1 and the n-butane partial oxidation to maleic anhydride. 2 A detailed review of the use of the TZFBR and the ICFBR has been recently published.…”

Oxidative dehydrogenation of butane in an interconnected fluidized‐bed reactor

“…A different system, called the two-zone fluid-bed reactor (TZFBR), has been proposed (Soler et al, 1999) for the oxidative dehydrogenation (ODH) of butane and for the oxidation of butane to maleic anhydride (Rubio et al, 2002). In the TZFBR, only one vessel is used, and oxygen is introduced into the fluidizing gas, whereas the hydrocarbon flow is introduced at an intermediate point in the catalyst bed.…”

Oxidación selectiva de hidrocarburos ligeros sobre catalizadores basados en óxidos metálicos mixtos

“…En este sentido, además del desarrollo de catalizadores más efectivos que favorezcan la desorción del producto de oxidación parcial deseado, el tipo de reactor puede también ayudar a obtener mejores resultados catalíticos. Entre los diferentes tipos de reactores que se han estudiado, los reactores tipo Riser [32], redox en lecho fluidizado [33,34] o reactores de bajo tiempo de contacto [35,36], parecen ser los que mejor comportamiento podrían presentar para este tipo de aplicaciones. Sin embargo, hasta el momento, los reactores multitubulares de lecho fijo y los reactores de lecho fluidizado son los más empleados en los procesos de oxidación parcial de hidrocarburos [1][2][3][4][5][6][9][10][11]13].…”

“…b) DHO de propano: 12) V-MCM [49], 13) V-SBA-15 [50], 14) V-MCM-48 [51], 15) V-MCM-41 [52], 16) Mo-ClSiO 2 /TiO 2 [53], 17) V-Mg-O/SiO 2 [54], 18) V-Mg-O [55], 19) V-Mg-Ga-Mo-O [56], 20) VMg-O/Al 2 O 3 [57]. c) DHO de n-butano: 21-27) V-Mg-O [58,59]; 28,29) NiMoPO [60]; 30,31) MgNiSnO [61]; 32) Mg-Ni-SO 4 [61]; 33,34) Ni-P-O [62]; 35) V-K-SO 4 [63]; [36][37][38] V/SiO 2 [64]. Línea discontínua delimita la regíon de rendimientos a olefina > 50%.…”

“…Por lo tanto, un catalizador selectivo deberá ser capaz de activar específicamente enlaces C-H del reactivo que presenten energías de enlace alrededor de [30][31][32][33][34][35][36][37][38][39][40] kj/mol más altas que el enlace C-H (ó C-C) más débil del producto de oxidación selectiva [31]. Experimentalmente se ha observado que si los enlaces más débiles del reactivo tienen una energía de enlace de más de 40 kj/mol superior a la del enlace más débil del producto deseado, se produce un acusado descenso de la selectividad a dicho producto de oxidación parcial ( Fig.…”