Химизм основного процесса пиролиза

Пиролиз нефтяного сырья

Пиролиз углеводородного сырья для получения олефинов (в первую очередь этилена) в промышленном масштабе начал применяться в начале 1950-х гг. В результате пиролиза получают: этилен чистотой 99,9% (мас.), пропилен чистотой 99,9%, бутан-бутадиеновую фракцию, содержащую 30-40% (мас.) бутадиена, 25-30% (мас.) изобутилена, 15-30% (мас.) н-бутилена, и смолу пиролиза, из которой выделяют ароматические углеводороды – бензол, толуол, ксилолы.

На современных установках высокотемпературного пиролиза в качестве сырья используют в основном жидкие углеводородные фракции, большей частью бензиновые – прямогонный бензин и бензин рафинат. Иногда применяют более тяжелые керосино-газойлевые фракции и даже вакуумный газойль. Производительность пиролизных установок постоянно возрастает. В 1950г. она составляла 30-60 тыс. т/год (в расчете на этилен). В настоящее время производительность большинства этиленовых установок достигает 200-300, а некоторых наиболее крупных установок – 550-600 тыс. т/год этилена.

Пиролиз алканов является радикально-цепным процессом и протекает через стадии инициирования, роста и гибели активных центров (радикалов). Инициирование происходит в результате разрыва С—С связей под действием высоких температур.

Пиролиз бутана протекает в частности по схеме

Этилен подвергается термическим превращениям уже при сравнительно низких температурах, начиная примерно с 700 К. При низкотемпературном пиролизе этилена (800-1000 К) протекают реакции димеризации, полимеризации и самогидрирования. Основные продукты реакции – этан, пропилен, бутены. В меньших количествах образуются метан и бутадиен.

Среднетемпературный пиролиз (1000-1300 К) представляет наибольший интерес, так как именно в этом интервале температур на практике осуществляется производство этилена. Основными продуктами термических превращений этилена являются ацетилен и бутадиен.

Бутадиен-1,4 является целевым продуктом пиролиза различного углеводородного сырья. Основное направление термических превращений бутадиена-1,4 при температурах ниже 900 К – димеризация

Термические превращения ацетилена начинаются уже при температурах ~ 600 К. Продуктами глубокой конверсии алифатического сырья являются ароматические углеводороды. Термическая стабильность ароматических углеводородов значительно выше, чем термическая стабильность алифатических соединений.

Ароматические углеводороды, содержащиеся в подвергаемых пиролизу нефтяных фракциях, не претерпевают термического распада, затрагивающего ароматическое ядро. Они участвуют главным образом в реакциях конденсации и уплотнения.

при 1113-1123 К

выходе продуктов пиролиза (в %(мас.)), протекающего при 1113-1143 К и времени контакта 0,25-0,40 с:

Дата добавления: 2014-01-20