Etilen ajratib olish jarayonini avtomatlashtirish

Piroliz jarayonining ximizmi
Uglevodorod xom ashyosini yuqori temperaturalarda (800-860⁰ S) termik parchalanish (kreking) jarayoni piroliz deyiladi. Uglevodorodlarning termik parchalanishi murakkab jarayon bo’lib, ketma-ket va parallel tarzda boruvchi ko’plab elementar kimyoviy reaktsiyalarni o’z ichiga oladi.
Piroliz jarayonida boradigan kimyoviy reaktsiyalarning mexanizmi yetarli darajada murakkab va ularning murakkablik darajasi, piroliz uchun olinadiga uglevodorodlarning molekulyar og’irligi va konversiya darajasining ortib borishi bilan, ortadi.
Piroliz jarayonida boradigan reaktsiyalarni ikki bosqichga bo’lish mumkin.
Birinchi bosqichda radikal zanjirli mexanizmga ega bo’lgan, xom ashyo komponentlarining parchalanish reaktsiyalari boradi. Bunda vodorod, metan, etilen va xom ashyo komponentlaridagi kabi yoki nisbatan qisqaroq uglerod zanjiriga ega bo’lgan olefinlar singari mahsulotlar hosil bo’ladi.
Ikkinchi bosqichda hosil bo’lgan mahsulotlar ishtirokida, nisbatan murakkab mexanizmga ega bo’lgan, ikkilamchi reaktsiyalar boradi. Bunda diolefinlar, benzol, atsetilen, yuqori molekulyar smolalar, koks singari mahsulotlar hosil bo’ladi.
Radikal zanjirli mexanizm bo’yicha asosan uglevodorodlarning degidrogenlanish va erkin radikallar hosil qilib, uglerod zanjirini uzilish reaktsiyalari boradi. Misol uchun:
SN₃-CH₃ --> SN₃-CH₂- + H-.
SN₃-CH₃ --> SN₃- + CH₃-
Erkin radikallar parchalanish va qayta tiklanish xususiyatiga ega bo’ladilar.
Erkin radikallarning parchalanishi doimo erkin elektronli atomga nisbatan β-bog’ bo’yicha boradi. Erkin radikallarning o’zaro birikishi katta ahamiyatga ega emas, chunki ularning kotsentratsiyasi juda past (radikal sekundning mingdan bir ulushlarida mavjud bo’ladi) va ikki erkin radikalning to’qnashish ehtimoli juda kichik. Yuqorida keltirilgan ikki bosqich asosiy hisoblanadi.
Metil radikallarining o’z-o’zidan parchalanishi natijasida metan, etan, etilen va vodorod hosil bo’ladi.
Etil radikallaridan etilen, etan, butan va vodorod hosil bo’ladi.
Birlamchi, ikkilamchi va uchlamchi uglerod atomlaridan vodorod atomlarining ajralish tezligining nisbatini (1, 2, 10) va parafin molekulasidagi atomlar sonini hisobga olgan holda, dastlabki bosqichda oddiy uglevodorodlarning piroliz mahsulotlari tarkibini yetarli darajada aniqlik bilan oldindan aytish mumkin.
Quyida etanning pirolizida boradigan asosiy o’zgarishlarining tenglamalari keltirilgan:
Birlamchi reaktsiyalar:
C₂H₆ = S₂N₄ + N₂
2C₂H₆ = S₂N₄ + 2 CH₄
2C₂H₆ = S₄N₈ + 2 N₂
Ikkilamchi reaktsiyalar:
S₂N₄ = S₂N₂ + N₂
2S₂N₄ = S₄N₆ + N₂
S₂N₄ +S₄N₆ = S₆N₆ + 2N₂
S₂N₄ + S₆N₆ = S₆N₅ - S₂N₅
S₆N₅ - S₂N₅ +S₂N₄ = S₆N₄(S₂N₅)₂
S₆N₄ - (S₂N₅)₂ = S₁₀N₈ + 3 N₂ va hokazo.
Piroliz jarayoni issiqlik yutilishi bilan boradi. Etan fraktsiyasi uchun (reaktsiyaga kirishgan xom ashyoga) piroliz reaktsiyasining issiqligi 900 kcal/kg ni tashkil etadi.
Birlamchi reaktsiyalarning mahsulotlari ko’p miqdorda to’planganda va ularning kontsentratsiyasi yetarli darajada yuqori bo’lganda, ikkinchi bosqich reaktsiyalarining ahamiyati ortadi. Birinchi va ikkinchi bosqich reaktsiyalari o’rtasida vaqt bo’yicha tafovut mavjud, shuning uchun, asosiy komponentlarni maksimal darajada saqlab qolish maqsadida, reaktsion aralashma keskin sovutiladi, bu jarayon piroliz gazini toblash deyiladi.