Пиролиз.rtf. Реферат таырыбы Кмірсутектер пиролизі
 Скачать 24.11 Kb.
|
|
РЕФЕРАТ Тақырыбы:Көмірсутектер пиролизі Орындаған:Аманқұл.А Қабылдаған:Биимбетова.Г Қазіргі кезде көмірсутектердің пиролизі олефиндер өндірісінің – этилендер, пропилендердің негізгі көзі ғана емес, бутадиенмен, бутилендер, бензол, ксилол, циклопентадиен, циклопентен, изопрен, стирол, нафталин, мұнайполимерлі шайырлар, техникалық көміртек өндірісі үшін шикізат, еріткіштер, арнаулы майлар өндірісі болып табылады. Пиролиздің бензин фракциясында 30% (масс.) дейін бензол, 6-7% толуол, 2-2,5 % ксилол, шамамен 1 % стирол болады. Пиролиз процесінің негізгі шикізаты этан, пропан, бутандар болады, олар ілеспелі және мұнайзауыттық газдарда, газды бензиндерде және мұнайды тура айдау бензиндерінде, сонымен қатар катализаттан ароматты көмірсутектерді бөлгеннен кейін қалатын каталитикалық риформинг рафинаты. Соңғы кезде дефицитке және бензин фракциясының жоғары құндылығына байланысты пиролиз шикізаты ретінде сонымен қатар орташа және ауыр мұнай фракциялары және шикі мұнай да қолданылады [4-6]. 1.4 Пиролиз процесінің теориялық негіздері Төмен олефиндердің өндірісі көмірсутек шикізатының одан ары алынған өнімдердің төментемпературалық ыдырауына негізделген. Пиролизде жүретін барлық реакцияларды біріншілік және екіншілік деп бөлуге болады. Негізгі біріншілік реакциялар – сутек, төменгі алкандар, этилен, пропилен және басқа да олефиндер түзе отырып бастапқы шикізатқа ыдырауы. Екіншісіне – қажет емес реакцияларға жататындар: 1) олефиндер түзіле одан ары ыдырау; 2) парафиндер, диендер, ацетилендер мен олардың туындыларын түзе отырып олефиндердің дегидрленуі мен гидрленуі; 3) біршама жоғарымолекулалық көмірсутектер түзе жекелеген молекулалардың конденсациясы, сонымен қатар біршама тұрақты құрылымдар (ароматты көмірсутектер, циклодиендер). Барлық осы реакциялар пиролизденгенде бірмезгілде жүреді, сондықтан ең маңыздысы сондай жағдай құрады онда екіншілік реакциялар минимумға дейін келеді. Қанықпаған көмірсутектер жоғары температураға жеткенде біршама термодинамикалық тұрақты болады, өздерінің сәйкесті парафиндеріне қарағанда. Сонымен негізгі пиролиз реакциясы (әсіресе шикізат ретінде мұнай фракциясын қолданған жағдайда) – олефин мен парафин түзе отырып көмірсутектік тізбекті крекингтеу. Оның алғашқы өнімдері одан ары ыдырауы мүмкін (екіншілік крекинг). Соңында олефиндерге бай жеңіл көмірсутектердің қоспасы алынады. Басқа қажет емес процесс – қанықпаған көмірсутектердің полимерленуі. Ол пиролиз жағдайында мүлде жүрмейді. Бұл реакция экзотермиялық және температураны төмендеткенде ғана басталады. Температуралық аумақты өткен соң яғни ол мүмкін болатын оның жылдамдығы әлі де жоғары болады – пиролиз газын суыту сатысының негізгі мақсаты (закалки). Шикізаттың жоғары температуралық аумақта болу уақыты жоғарлаған сайын қажетсіз одан ары мақсатты өнімдердің қосымша түрленулері жоғарлайды. Сондықтан пиролиз селективтілігін жоғарлату үшін түйісу уақытын төмендету керек. Осыдан шикізаттың бір рет өткендегі тереңдігі төмендейді де мақсатты өнім шығымы кемиді. Пиролиз өнімінің шығымы ғана емес оның құрамы да көптеген параметрлер функциясы болып табылады, алдымен шикізат табиғаты мен процесс жүзеге асуы. Көмірсутекті шикізаттың термиялық ыдырауы радикалды-тізбекті механизм бойынша жүреді. Тізбектің бастапқы туындауы температура әсерінен әлсіз С–С байланыстың гомолиттік ыдырауынан бос радикалдар түзіле жүреді, ол жаңа бос радикал түзуге қабілетті, бастапқы көмірсутек молекуласынан сутек атомын үзе отырып. Табиғи газ немесе сұйық көмірсутектер фракциясының пиролизі 700°С жоғары температурада жүреді. Пиролиздің технологиялық процесі барысында негізінен келесі реакциялар жүзеге асады: а) дегидрогендену, химиялық байланыс С – Н ыдырауын сипатаушы; б) деструкция, С – С байланысы ыдырауын сипаттаушы; в) изомерлену реакциясы; г) полимерлену, циклдену, конденсация сияқты синтездер реакциясы. Мына суретте 4 метансутекті фракция мен этилен шығымы тәуелділігі көрсетілген, сонымен қатар этилен бойынша селективтілік (этилен шығымының этанның түрленудәрежесіне қатынасы) бір типті пеш үшін этанның түрлену дәрежесінен. Өнеркәсіпте этанның түрлену дәрежесі 0,53 тан 0,73 аралықта тербеледі. Оның жоғарлауынан селективтілік түседі, себебі қосымша өнімдердің шығымы этилен шығымына қарағанда тез өседі. Сәйкесінше берліген этилен көлемін алу үшін көп шикізат керек. Түрлену дәрежесі төмендеген сайын этан пиролизіне қайта келетін үлесі артады, пештің көп саны қажет болады, компрессор мен газбөліну жүйесіне салмақ артады. Этанның Х түрлену дәрежесінен этилен (1) мен Кез келген шикізат пиролизінде әрекеттеспеген этан әрқашан процеске оралады. Осы жағдайда да оның түрлену дәрежесі нақты шартармен анықталады. Бензинді пиролиздегенде орташа қаттылық режимінде пропилен шығымын біршама жақсарту керек болғанда ал компримирленгендер «тар орын» болғанда этанның түрлену дәрежесін жоғарлату мақсатты болады, оның пиролизге қайта оралуытөмендеуі есебінен бензин шығымын жоғарлату . Мына 1 кестеде этан пиролизі өнімінің шығымдары берілген ол өнеркәсіптік пештерде әртүрлі түрлену дәрежесінде. Кестеден көрініп трғандай түрлену дәрежесі жоғарлаған сайын сутек шығымы біршама өзгереді. Ол пропиленге де қатысты сол кезде метан шығымының уақыты бірден артады. Этаннан сұйық өнімдердің шығымы 2-3% құрайды: оның біршама бөлігі ароматты көмірсутектер: бензол -1,3%, толуол - 0,2%, көмірсутектер С8 - С9 -0,6% және ауыр шайыр – 0,3% Процесс параметрлері мен оның пиролизді қолайлы жүргізуге мәні. Пиролиз процесіне біршама әсер ететін негізгі параметрлерге температура, шикізаттың реакторда болуы уақыты мен әрекеттесуші көмірсутектердің парциалдық қысымы жатады. Өнеркәсіптік практикадағы қолданылатын осы маңызды параметрлердің шамасы пироли кезіндегі көмірсутек реакцияларының кинетикасы мен термодинамикасының белгілі тәуелділіктеріне сай орнатылады. Мықтылық көрсеткіші ретінде пропиленнің этиленге қатынасын қолданады, ол мықтылық жоғарлаған сайын төмендейді немесе бірқатар жағдайда этилен шығымында. Бірақ барлық көрсетілген көрсеткіштердің кемшіліктері бар: олардың шамасы шикізат құрамынан және типінен тәуелді болады, сондықтан процесс мықтылығы туралы тек көзқарас қана болады. Өнеркәсіптік пиролизде алынған кокс біртекті емес және процесс шартынан тәуелді бірқатар кокстәрізді өнімдер түзеді, олар құрылымы мен физикалық қасиеті әртүрлі. |