Процесс пиролиза: общая характеристика, химические основы пиролиза. Пиролиз различных видов сырья (влияние качества сырья на результаты пиролиза). Переработка жидких продуктов пиролиза. Получение узких бензиновых фракций

Страницы работы

10 страниц (Word-файл)

Содержание работы

1. Процесс пиролиза: общая характеристика, химические основы пиролиза.

Назн. проц.- получение низших олефинов этилена и пропилена, кроме того товарной продукцией проц.,

являются низшие АУВ и ксилолы, дивинил CН2=СН-СН=СН2; изопрен CН2-С-СН=СН2

                                                                                                                                  СН3                                                                                                                                                                                                                                                                                            

Низшие олефины являются мономерами для получения полимерных материалов, диеновые УВ – синтетические каучуки, АУВ – ценное сырье крупнотоннажных производств органического синтеза, по своей сути П. термическое преобразование УВ различного вида сырья, с получением сложных по составу Г, Ж и Т продуктов, в промышленности процесс проводят при t=800-10000С, при Р=атмосфер., при разбавлении сырья водяным паром и при контакте менее 1с.

Химия пиролиза

1.Основные реакции при разрыве  по связи C-С . ПУВ подвергаются крекингу с образованием параф. и олефиновых УВ с меньшей молек. массой, чем исходное сырьё.

C6H14->С4Н10+C2H4 (этилен); C6H14->С3Н8+C3H6 (пропилен); C6H14->С2Н6+C4H8 (бутен);

Образующие первичные продукты пиролиза, так же подвергаются крекингу.

C4H10->С2Н6+C2H4;                 C3H8->СН4+C2H4;          C5H12->С3Н8+C2H4;

2 термина - первичные и вторичные реакции

Перв.- это образование исходных УВ. Вторичн.- реакции превращения образующихся продуктов НУВ, с начала теряются боковые цепи. Деалкилируются с образованием олефинов, а за тем раскрываются боковые цепи с образованием Олефиновых УВ.

АУВ входе процесса пиролиза подвергаются деалкилированию.

2.Разрыв С-Н (реакция дегидрирования) протекает при более высоких t, т.к.  энергия активации С и Н выше чем у С-С.

ПУВ

НУВ образовании ц-олефины

C6H14->C6H12 +H2

При t> 650 С дегидрирование приводит к образованию диеновых УВ

C4H10->C4 H8 +H2

C4H8->C4H6+2H2

C3H8->C3H6+H2

CH2=CH2–CH=CH2 бутадиен-1,3 или дивинил

C2H6->C2H4 +H2

3.Циклолизация УВ с открытой цепью - эти реакции протекают при взаимодействие диеновых и олефиновых УВ. Происходит разрыв двойных связей с образованием циклизации УВ (циклоолефины) с образованием АУВ Реакция диенового синтеза.

4.Реакция распада с образованием сажи и реакция конденсации с образованием кокса.

C3H6->С+Н2+CH4;                


2.Пиролиз различных видов сырья (влияние качества сырья на результаты пиролиза).

УВ газы, бензиновые фракции, среднекипящие дистилятные фракции, мазуты и Т.  Газойли, гудроны.

Различные виды сырья различаются в первую очередь, по соотношению атомов С и Н, у газообразных это соотношение самое высокое и это соотношение падает с увеличением молекулярной массы, у НУВ это соотношение меньше, чем у ПУВ и наименьшее у АУВ.

C2H6 (Н/С)=3;   C4H10(Н/С)=3; C2H6 (Н/С)=2,5;   CnH2n (Н/С)=2; CnHn (Н/С)=1,5;

Очевидно, что наиболее  легкое сырье и бензиновые фракции парафинистых нефтей, дадут наибольший выход и наименьшее количество кокса  и наоборот при пиролезе тяж. остатков ароматических нефтей.

С утяж. сырья увеличивается выход коса и уменьшается выход газа, выход жидких продуктов увеличивается с утяжелением сырья. Влияние химического состава. Выход.

ЭТИЛЕН:    н-ПУВ> i-ПУВ(СН3)> НУВ>i-ПУВ ()>АУВ

ПРОПИЛЕН:    i-ПУВ>н-ПУВ>НУВ>АУВ

Макс. Выход  метана и водорода из ПУВ

Макс. Выход диеновых при пиролизе НУВ.


3.Влияние температуры, давления и времени контакта на результаты пиролиза

От температуры зависит выход и состав продуктов, в общем случае с увелечением температуры снижается выход жидких продуктов и увеличивается выход газа и кокса, в общем случае с увел., температуры. Газы обогащаются низшими олефинами и выход достигает максимума при t=830-870 0С, а затем газы обогащаются водородом и метаном, в общем случае при  повышении температуры жидкие продукты обогащаются АУВ. При t=700-750 жидкий продукт бензин-пиролиза содержат 85-95% АУВ.

Врем. контакта - образование водорода, метана, АУВ, кокса, полимерных смол - это результат протекания вторичных реакций пиролиза после первичного расщепления сырья, при прочих равных условиях выход ОУВ и снижение селективности по целевым продуктам (интенсификация вторичных реакций) выход АУВ проходит через максимум. Времкон.=0,2-0,6с при снижение Времкон выход по целевым олефинам увеличивается и наоборот.

Р- Процесс проводят при высоких температурах и все реакции протекают в газовой фазе. Поскольку целевые реакции расщепления идут с увел.  объёма, то и давление увеличивается.(термодинамический фактор), при этом низкое давление неблагоприятно для реакций полимеризации и поликонденсации.

В промышленности Р=атм., желаемое снижение Р достигается разбавлением сырья водяным паром, кроме того при разбавлении сырья снижается время контакта, а значит и повышается селективность процесса по олефинам. В промышленных условиях количество водяного пара  составляет от 30-60% с утяжелением сырья количество водяного пара возрастает. Сочетание параметров время контакта и температуры называется-жесткость процесса Пиролиза. Мерой жесткости является степень газообразования иногда и выход С1-С3. параметры промышленных процессов пиролиза для получения низших олефинов.

Времякон=0,4-0,6с;      t=800-9000C;     водяной пар 30-60%, сырьё –узкие и широкие прямогонные фракции бензиновые фракции, а также бензины рафинаты.

Годовой объём переработки 1100000т/год.

Похожие материалы

Информация о работе

Тип:
Ответы на экзаменационные билеты
Размер файла:
898 Kb
Скачали:
0