Влияние температуры, давления и времени контакта на результаты пиролиза — КиберПедия 

Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...

История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...

Влияние температуры, давления и времени контакта на результаты пиролиза

2017-11-28 751
Влияние температуры, давления и времени контакта на результаты пиролиза 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

Процесс пиролиза: общая характеристика, химические основы пиролиза.

Назначение процесса - получение низших олефинов этилена и пропилена, кроме того товарной продукцией процесса,являются низшие АУВ(ароматические углеводороды),

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 пиролиз термическое преобразование УВ различного вида сырья, с получением сложных по составу газовых, жидких и твердыхпродуктов, 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(парафиновые углеводороды) подвергаются крекингу с образованием парафиновых 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.

C3H8-->СН4+C2H4;

C4H10-->С2Н6+C2H4;

C5H12-->С3Н8+C2H4;

 

Есть 2 термина- первичные и вторичные реакции

Перв.- это образование исходных УВ. Вторичн.- реакции превращения образующихся продуктов НУВ(нафтеновых углеводородов), 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  
C6H14->C6H12 +H2  
C4H10->C4 H8 +H2  
C3H8->C3H6+H2  
C2H6->C2H4 +H2
НУВ образовании ц-олефины
При t> 650 С дегидрирование приводит к образованию диеновых УВ
C4H8->C4H6+2H2
CH2=CH2–CH=CH2 бутадиен-1,3 или дивинил

 

 

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, средне кипящиедистилятные 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 утяжелением 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

 

Процесс пиролиза: общая характеристика, химические основы пиролиза.

Назначение процесса - получение низших олефинов этилена и пропилена, кроме того товарной продукцией процесса,являются низшие АУВ(ароматические углеводороды),

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 пиролиз термическое преобразование УВ различного вида сырья, с получением сложных по составу газовых, жидких и твердыхпродуктов, 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(парафиновые углеводороды) подвергаются крекингу с образованием парафиновых 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.

C3H8-->СН4+C2H4;

C4H10-->С2Н6+C2H4;

C5H12-->С3Н8+C2H4;

 

Есть 2 термина- первичные и вторичные реакции

Перв.- это образование исходных УВ. Вторичн.- реакции превращения образующихся продуктов НУВ(нафтеновых углеводородов), 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  
C6H14->C6H12 +H2  
C4H10->C4 H8 +H2  
C3H8->C3H6+H2  
C2H6->C2H4 +H2
НУВ образовании ц-олефины
При t> 650 С дегидрирование приводит к образованию диеновых УВ
C4H8->C4H6+2H2
CH2=CH2–CH=CH2 бутадиен-1,3 или дивинил

 

 

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, средне кипящиедистилятные 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 утяжелением 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

 

Влияние температуры, давления и времени контакта на результаты пиролиза

От температуры зависит выход и состав продуктов, в общем случае с увеличением температуры снижается выход жидких продуктов и увеличивается выход газа и кокса. 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.

Времяконтакта - образование водорода, метана, АУВ, кокса, полимерных смол- это результат протекания вторичных реакций пиролиза после первичного расщепления сырья, при прочих равных условиях выход ОУВ(олефиновых) и снижение селективности по целевым продуктам

(интенсификация вторичных реакций) выход АУВ проходит через максимум. Времкон .=0,2-0,6с при снижение Времякон выход по целевым олефинам увеличивается и наоборот.

Давление- 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 давления 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.



Поделиться с друзьями:

История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...

Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...



© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.028 с.