Химическая энциклопедия - пиролиз нефтяного сырья
Пиролиз нефтяного сырья
процесс деструктивного превращ. углеводородов нефти при высоких т-рах (обычно выше 650-7000C) в газообразные (пирогаз) и жидкие (смола пиролиза) продукты. Деструктивные процессы при т-рах до 6000C имеют самостоят. значение (см., напр., Висбрекинг, Крекинг, Коксование).
Пиролиз (П.) впервые применен в кон. 19 в. для получения из керосиновой фракции нефти осветительного газа. С 50-х гг. 20 в. П.-осн. пром. процесс, обеспечивающий крупнотоннажное произ-во этилена, пропилена, а также др. мономеров и полупродуктов для хим. пром-сти (бутенов, бутадиена, циклопентадиена, бензола, толуола, ксилолов и др.). В 1980 на процессы П. направляли 6% мировой добычи нефти и газа, а к 2000 эта доля составит ~ 20%.
Сырье П. Осн. пром. сырье-газы нефтепереработки, бензиновые и газойлевые фракции нефти. Сырьевая база П. определяется обычно структурой потребления нефтепродуктов. В США традиционно на П. направляют преим. этан и пропан-бутановые смеси, в Зап. Европе и СССР низкооктановые бензиновые (прямогонные бензины и рафинаты плат-форминга) и газойлевые фракции (табл. 1).
Табл. 1.-СТРУКТУРА СЫРЬЕВОЙ БАЗЫ ПРОИЗВОДСТВА ЭТИЛЕНА МЕТОДОМ ПИРОЛИЗА (ЗАП. ЕВРОПА)
Вид сырья
| % от сырья по годам
| ||
1980
| 1985
| 1990
| |
Газы нефтепереработки C2-C4
| 2
| 3
| б
|
Бензиновые фракции
| 89
| . 75
| 60
|
Газойлевые фракции
| 9
| 22
| 34
|
С целью расширения сырьевой базы ведутся также исследования по П. тяжелых нефтяных фракций сырых нефтей, мазутов. П. индивидуальных углеводородов разл. строения и мол. массы проводят с целью установления закономерностей процесса.
Выход целевых продуктов П. существенно зависит от углеводородного состава подвергаемого деструкции сырья. При П. газов нефтепереработки состава C2-C4 и нормальных парафинов, содержащихся в бензиновых фракциях, образуется гл. обр. пирогаз (табл. 2). П. высококипящих нефтяных фракций (напр., газойля) приводит к образованию большого кол-ва смолы П., содержащей ароматич. углеводороды (бензол, толуол, ксилолы, нафталин и др.), а также олефины C5 и выше, в т. ч. и циклические (напр., циклопентадиен).
Табл. 2.-ВЫХОД ПИРОГАЗА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СОСТАВА УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ
Углеводородное сырье
| Выход, % по массе
| |||||
C2H4
| C3H6
| C4H8
| C4H6
| |||
C2-C4
| 51,3
| 10,8
| 0,8
| 5,0
| ||
n-Парафины C8 и выше
| 47,2
| 14,0
| 1,2
| 4,7
| ||
Монометилзамещенные парафины C5 и выше
| 12,5
| 27,1
| 11,4
| 2,0
| ||
Диметилзамещенные парафины C7 и выше
| 11,7
| 26,7
| 14,6
| 2,8
| ||
Алкилциклопентаны
| 20,5
| 11,5
| 1,9
| 4,5
| ||
Алкилциклогексаны
| 26,2
| 6,1
| 0,4
| 9,6
| ||
Алкилбензолы
| 4,0
| 9,2
| Ч
| 0,3
| ||
Этан, образующийся при П., обычно выделяют из пирога-за и снова подвергают П. Поскольку при переработке высококипящих фракций нефти, содержащих полициклич. и гетероциклич. соед. (до 60% в вакуумных газойлях), выход пирогаза значительно снижается, такое сырье подвергают гидроочистке.
Физико-химические основы процесса. Р-ции П. с разрывом связей СЧС сопровождаются значит. поглощением тепла (75-90 кДж/моль при образовании этилена из парафинов); с ростом т-ры термодинамич. вероятность протекания этих р-ций возрастает. Превращения парафиновых, олефиновых и нафтеновых углеводородов с выделением этилена при т-рах выше 750 0C лимитируются не термодинамическими, а кинетич. факторами. При 750-11500C разрыв связей СЧС протекает с образованием более стабильного в этих условиях этилена, при дальнейшем повышении т-ры-с образованием ацетилена.
П. протекает по цепному радикальному механизму с короткими цепями. На стадии инициирования вследствие гомолитич. разрыва связей СЧС (при П. парафиновых и нафтеновых углеводородов) или СЧH (при П. бензола и нафталина) образуются своб. радикалы. Они участвуют в р-циях: замещения (напр., + R'R: RR' + R Х:), распада , присоединения по p-связи "легких" радикалов (+ R'CH=CH2RR'CHH2), изомеризации с миграцией неспаренного электрона преим. от первого атома С к пятому , рекомбинации диспропорционирования ( M + M'), где M-мол. продукт. Кинетич. параметры нек-рых элементарных р-ций представлены в табл. 3.
Табл. 3.-ЗНАЧЕНИЯ ЛОГАРИФМОВ КОНСТАНТЫ СКОРОСТИ (lgk0) И ЭНЕРГИЙ АКТИВАЦИИ (E)ДЛЯ НЕКОТОРЫХ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ РЕАКЦИЙ ПИРОЛИЗА
Реакция
| lgk0
| E, кДж/моль
| ||||
прямая р-ция
| обратная р-ция
| прямая р-ция
| обратная р-ция
| |||
| 15
| 10,5
| 363
| 0
Рейтинг статьи: Комментарии: Вопрос-ответ:Что такое пиролиз нефтяного сырья Значение слова пиролиз нефтяного сырья Что означает пиролиз нефтяного сырья Толкование слова пиролиз нефтяного сырья Определение термина пиролиз нефтяного сырья piroliz neftyanogo syrya это Похожие словаСсылка для сайта или блога: Ссылка для форума (bb-код): Самые популярные термины |