Mavzu; Piroliz benzini olish kimyosi va texnologiyasi Reja Kirish: I. Asosiy qism: I piroliz jarayonining neft-gazkimyo sanoatidagi ahamiyati

1.4 Uglevodorodlar pirolizining termodinamiği
Uglevodorodlarning termal parchalanishi murakkab jarayon bo'lib, uni ko'p miqdordagi mahsulot hosil bo'lishi bilan ketma-ket va parallel kimyoviy reaktsiyalar seriyasi sifatida ko'rsatish mumkin. Termodinamik munosabatlar bilan ifodalangan reaktsiyalarning energiya xarakteristikalari ular bo'ylab boshlang'ich moddalarning aylanish yo'nalishlari va maksimal muvozanat darajasini aniqlaydi. Kimyoviy reaksiyadagi konvertatsiyaning muvozanat darajasini Kp muvozanat konstantasining standart Gibbs energiyasining (erkin energiya,) o'zgarishiga bog'liqligi tenglamasidan hisoblash mumkin
G0):
lnKp= - ∆G0/RT.
Etanning molekulyar reaktsiyalar bilan pirolizlanishini tavsiflashda asosiy reaktsiya etilen hosil bo'lishi bilan dehidrogenatsiyadir. Propanning pirolizida propilenga dehidrogenlanish bilan birga etilen va metanga ajralish sodir bo'ladi.
Dehidrogenatsiya va ikki yo'nalishda bo'linish reaktsiyalariga o'xshab, n-butanning parchalanishini ifodalash mumkin.
Alkanlar C2 - C4 molekulyar reaktsiyalarga ko'ra parchalanadi
(1) – (6) n-C4H10 → C3H6 + CH4, (1) 2C2H6 → 2CH4 + C2H4, (2) C3H8 → C2H4 + CH4, (3) n-C4H10 C2H4 + C2H6, (4)
C3H8 → C3H6 + H2 va n-C4H10 → n-C4H8 + H2, (5) C2H6 → C2H4 + H2 (6).
C3-C4 allarining muvozanatli degidrogenatsiyasi 800-850°S da, etan degidrogenatsiyasi esa faqat 900-850°S da yakunlanishi mumkin. Alkanlarning bo'linish reaksiyalari pastroq haroratda, 250-450° S .

Alkanlarning piroliz reaksiyalaridan biri tahrir uglerod va vodorodga parchalanishidir. Haroratning bilan alkanlar va o'zgarishlarning bu reaksiya bilan tiklanish darajasi oshadi, asetilen esa pasayadi. Buning uchun 1400 K ga yaqin haroratda atsetilen etilenga nisbatan termodinamik issiqlik xavfsizroq bo'ladi, bu uglevodorodlarning ∆Zo izobar potensiallarining haroratga bog'liqligi orqali ko'rsatilgan, 1.2-rasmda. Bu yo'nalishda uglevodorodlarning parchalanish jarayonlarida S atomlari sonining ko'proq molekulalarida.

Egri chiziqlar matndagi reaksiya raqamlariga mos keladi.

Shakl 1.1 - O'zgarishning muvozanat darajasining haroratga bog'liqligi
X alkanlar C2 - C4 dehidrogenlanish va parchalanish reaktsiyalariga ko'ra
Amalda piroliz sharoitida, ya'ni. Reaksiya zonasida xom ashyoning qisqa turish vaqti bilan alkanlar va olefinlarning uglerod va vodorodga parchalanishi, yuqori muvozanat ehtimoliga qaramay, kinetik cheklovlar tufayli kichik darajada amalga oshiriladi.

1.2-rasm - Piroliz temperaturasi diapazonida uglevodorodlarning izobar potentsiallarining o'zgarishi

Alohida reaktsiyalar uchun piroliz paytida uglevodorod konversiyasining muvozanat darajalari uchun hisoblash ma'lumotlari faqat moddalarning barqarorligini va mahsulotlar tarkibini sifatli, qiyosiy baholash uchun ishlatilishi mumkin, chunki boshqa parallel reaktsiyalarning natijalari hisobga olinmaydi. Piroliz jarayonida moddalar bir vaqtning o'zida sodir bo'ladigan bir nechta reaktsiyalarda qatnashadi va ularning konsentratsiyasi shunga mos ravishda o'zgaradi.
Piroliz mahsulotining muvozanat tarkibini hisoblash uchun jarayonni shartli ravishda tavsiflovchi boshlang'ich moddalar, hosil bo'lgan birikmalar va molekulyar reaktsiyalarning muvozanat konstantalari konsentratsiyasi bilan bog'liq algebraik tenglamalar tizimini echish kerak. Hisoblash natijalari shuni ko'rsatdiki, etan, propan va n-butanning pirolizida 900-1300 K harorat oralig'ida mahsulotdagi etilenning muvozanat konsentratsiyasi maksimalga ega, bu etan uchun 900 K ga, 1050 K da tushadi. propan uchun, 1050 K da n-butan uchun.1100 K.
Pastroq haroratlarda etan va propilenning muvozanat konsentratsiyasi katta, yuqori haroratlarda esa asetilenning muvozanat konsentratsiyasi keskin oshadi va nafaqat etilen, balki metanning ham muvozanat konsentratsiyasi kamayadi.
Termodinamik hisob-kitoblar natijalariga ko'ra, quyi olefinlarni ishlab chiqarish uchun uglevodorodlarning pirolizi 600-700 ° C dan yuqori bo'lgan yuqori haroratlarda amalga oshirilishi kerak va etilen ishlab chiqarish uchun ustun bo'lganidan ko'ra yuqori harorat talab qilinadi. propilen ishlab chiqarish. Jarayonning haroratining yuqori chegarasi uni asetilenning sezilarli hosil bo'lmasdan o'tkazish imkoniyati bilan belgilanadi. Termodinamik hisob-kitoblarga ko'ra, piroliz past bosimda, tercihen atmosferaga yaqin va xom ashyoni suv bug'lari bilan etarli darajada suyultirish bilan amalga oshirilishi kerak.