Piroliz benzin fraktsiyasi 30% gacha (og'.) benzol, 6-7% toluol, 2-2,5% ksilen, 1% ga yaqin stirolni o'z ichiga oladi
Download 46.96 Kb.
|
uzb
|
MAZMUNI
Hozirgi vaqtda uglevodorodlarning pirolizi nafaqat olefinlar - etilen va propilen, balki butadien, butilenlar, benzol, ksilenlar, siklopentadien, siklopenten, izopren, stirol, naftalin, neft qatronlari, xom ashyo ishlab chiqarishning asosiy manbai hisoblanadi. uglerod qorasi, erituvchilar , maxsus yog'lar. Piroliz benzin fraktsiyasi 30% gacha (og'.) benzol, 6-7% toluol, 2-2,5% ksilen, 1% ga yaqin stirolni o'z ichiga oladi. Fraksiya C5 30% gacha siklopentadien, shu jumladan dimerlar va taxminan 10% izoprenni o'z ichiga oladi. Og'ir qatronlar (qaynoq harorati >200ºS) tarkibida naftalin va uning gomologlari, shuningdek, oz miqdorda tetralin va kondensatsiyalangan aromatik uglevodorodlar mavjud. Bundan tashqari, piroliz qatronida ba'zi aromatik bo'lmagan uglevodorodlar, jumladan, olefinlar va dienlar mavjud. Piroliz qatronidan bir qator kimyoviy mahsulotlarni ishlab chiqarish ularni ishlab chiqarish uchun an'anaviy jarayonlar bilan muvaffaqiyatli raqobatlashadi. Shunday qilib, benzolning narxi katalitik reformingga qaraganda 1,3-1,5 barobar past bo'ladi. Shu sababli, etilenning narxi ham kamayadi (20-30% ga). Piroliz jarayoni uchun asosiy xom ashyo etan, propan, bog'langan va neftni qayta ishlash gazlari tarkibidagi butanlar, gaz benzinlari va to'g'ridan-to'g'ri ishlaydigan benzinlar, shuningdek, aromatik uglevodorodlar katalizatordan chiqarilgandan keyin qoladigan katalitik reforming rafinatdir . So'nggi paytlarda benzin fraktsiyalarining tanqisligi va yuqori narxi tufayli piroliz uchun xom ashyo sifatida o'rta va og'ir neft fraktsiyalari va hatto xom neft ham qo'llaniladi. Termodinamik hisob-kitoblar natijalariga ko'ra, quyi olefinlarni ishlab chiqarish uchun uglevodorodlarning pirolizi 600-700ºS dan yuqori bo'lgan ancha yuqori haroratlarda amalga oshiriladi va etilen ishlab chiqarish uchun asosiy ishlab chiqarishga qaraganda yuqori harorat talab qilinadi. propilen. Jarayonning haroratining yuqori chegarasi uni asetilenning sezilarli hosil bo'lmasdan o'tkazish imkoniyati bilan belgilanadi. Termodinamik hisob-kitoblarga ko'ra, piroliz past bosimda, tercihen atmosfera bosimiga yaqin va xom ashyoni suv bug'i bilan etarli darajada suyultirish bilan amalga oshirilishi kerak. Jarayon chuqurlashgan sari vodorod/uglerod nisbati kichikroq va kichikroq bo'lgan uglevodorodlar hosil bo'ladi. Gidrogenatsiya va dehidratsiya reaktsiyalari: SnN 2n+2 SnN2n + N2 qaytarilmas, lekin ular bilan parallel ravishda qaytarib bo'lmaydigan jarayonlar - zanjirning uzilishi, siklizatsiya va boshqalar mavjud. Benzin fraktsiyalarining pirolizida sodir bo'ladigan reaktsiyalarni ikki bosqichga bo'lish mumkin. Birinchi bosqichda mahsulotlarni hosil qiluvchi xom ashyo tarkibiy qismlarining birlamchi parchalanish reaktsiyalari: vodorod, metan, etilen, etan va to'g'ri qisqa zanjirli olefinlar. Masalan: S2N6 S2N4 + N2 etan etilen S3N8 S2N4 + CH4 propan etilen metan S3N8 S3N6 + N2 propan propilen S4N10 S4N8 + N2 butan butilen Ikkinchi bosqichda ikkilamchi reaktsiyalar yuzaga keladi, ularni to'rt turga bo'lish mumkin: Birinchi bosqichda hosil bo'lgan olefinlarning keyingi bo'linishi: S3N6 S2N2 + CH4 propilen asetilen metan Ikkilamchi parafinlarning paydo bo'lishiga olib keladigan olefinlarni gidrogenlash: S3N6 + N2 S3N8 propilen propan Diolefinlar va atsetilenik uglevodorodlarning hosil bo'lishiga olib keladigan olefinlarning degidrogenatsiyasi : C4H8 H2C \u003d CH - CH \u003d CH2 + H2 butilen butadien (divinil) C4H8 HC \u003d C - CH3 + CH4 butilen metilatsetilen metan Sikloolefinlar va aromatik birikmalarni hosil qiluvchi kondensatsiya reaktsiyalari : S2N4 + S4N6 S6N6 + 2N2 etilen divinilbenzol Etan fraksiyalarining pirolizi jarayonida reaksiyalarni ikki bosqichga bo‘lish mumkin. Birinchisi, xom ashyo tarkibiy qismlarining parchalanishining birlamchi reaktsiyalari bo'lib, mahsulot hosil qiladi: vodorod, metan, etan, etilen va olefinlar, xom ashyo tarkibiy qismlari bilan bir xil, qisqaroq uglevodorod zanjiri bilan. Masalan: C2H6 C2H4 + H2 Ikkinchi bosqichda ikkilamchi reaktsiyalar sodir bo'lib, ularni to'rt turga bo'lish mumkin. Birinchi bosqichda hosil bo'lgan olefinlarning keyingi bo'linishi: S2N4 S2N2 + N2 Ikkilamchi parafinlarning paydo bo'lishiga olib keladigan olefinlarni gidrogenlash: S2N4 + N2 S2N6 Diolefinlar va atsetilenik uglevodorodlarning hosil bo'lishiga olib keladigan olefinlarning degidrogenatsiyasi : C4H8 H2C \u003d CH - CH \u003d CH2 + H2 C4H8 HC \u003d C - CH3 + CH4 Sikloolefinlar va aromatik birikmalar hosil qiluvchi kondensatsiya reaksiyalari : S2N4 + S4N6 S6N6 + 2N2 etan fraksiyalarining pirolizidagi ikkinchi bosqich reaksiyalari birlamchi reaksiya mahsulotlarining katta miqdori to‘planib, ikkilamchi reaksiyalarga yo‘naltirish yetarli darajada yuqori bo‘lganda muhim rol o‘ynay boshlaydi. Piroliz jarayonida bu reaktsiyalarning barchasi bir vaqtning o'zida sodir bo'ladi, shuning uchun ikkilamchi reaktsiyalar minimallashtiriladigan sharoitlarni yaratish ayniqsa muhimdir. termodinamik jihatdan ularga mos kerosinlarga nisbatan etarlicha yuqori haroratga erishilgandagina barqarorroq bo'ladi. Etilen uchun, masalan, bu harorat 750 ° S ni tashkil qiladi. Keling, olefinlar hosil bo'lishining mumkin bo'lgan yo'llarining termodinamikasini taqqoslaylik. Birinchi holda, parafinning boshlang'ich molekulasining bo'linishi (yorilishi) paytida: TO Ma'lumki , termodinamik barqarorlik Gibbs energiyasining o'zgarishi nolga yoki manfiyga aylanadigan harorat bilan belgilanadi. bu yerda DM reaksiyaning issiqlik effekti; T - harorat, DS - entropiyaning o'zgarishi, Bu reaktsiyalar endotermik bo'lib , hajmning ortishi bilan davom etadi. Muvozanatni xom ashyoning parchalanishi va olefinlarning hosil bo'lishi tomon o'zgartirish uchun haroratni oshirish va bosimni pasaytirish kerak. Ammo agar uglevodorodlarning yorilishi 500ºS haroratda sezilarli tezlikda sodir bo'lsa, dehidrogenatsiya reaktsiyasining piroliz mahsulotlarining shakllanishiga hissasi faqat 800-850ºS dan boshlab sezilarli bo'ladi. Iqtisodiy sabablarga ko'ra uglevodorodlarning optimal qisman bosimiga erishish uchun vakuum emas, balki dastlabki aralashmani suv bug'i bilan suyultirish qo'llaniladi. Ikkinchisi ham ijobiy, ham salbiy oqibatlarga olib keladi. Ijobiy bo'lganlar quyidagilar bilan bog'liq: suv bug'lari bilan energiyaning bir qismini to'g'ridan-to'g'ri xom ashyoga kiritish hisobiga reaktordagi quvurlarni isitish uchun zarur bo'lgan issiqlikning o'ziga xos miqdorini kamaytirish; uglevodorodlarning uchuvchanligini yaxshilash; reaksiya bobinidagi uglevodorodlar oqimining turbulentligi tufayli koks cho'kmasining pasayishi bilan ; reaktsiya aralashmasining suyultirilishi tufayli yuzaga keladigan ikkilamchi reaktsiyalar ehtimolining pasayishi bilan. Salbiy oqibatlarga reaktsiya haroratiga qadar isitish uchun energiya xarajatlari, o'choq hajmini oshirish zarurati bilan bog'liq investitsiyalarning ko'payishi va piroliz mahsulotlarini ajratish tizimini murakkablashtirish kiradi. AOK qilingan bug'ning zarur miqdori asosan dastlabki uglevodorodlarning molyar massasiga bog'liq va etan va og'ir neft fraktsiyalari uchun mos ravishda bir tonna xom ashyo uchun 0,25-1,00 tonna oralig'ida yotadi. Shunday qilib, pirolizning asosiy reaktsiyasi (ayniqsa, neft fraktsiyalarini xom ashyo sifatida ishlatganda) olefin va kerosin hosil bo'lishi bilan uglevodorod zanjirining yorilishi. Uning asosiy mahsulotlari keyingi parchalanishga (ikkilamchi yorilish) duch kelishi mumkin. Natijada olefinlarga boy engil uglevodorodlar aralashmasi hosil bo'ladi. Tegishli olefinlarning gidrogenatsiyasi atsetilen va uning hosilalari, shuningdek, yuqori reaktiv dien uglevodorodlari hosil bo'lishiga olib keladi. Ikkinchisi piroliz sharoitida sikllanish reaktsiyalariga uchraydi. Sikloolefinlarni gidrogenlash natijasida arenlar, xususan, benzol hosil bo'ladi, bu esa o'z navbatida politsiklik uglevodorodlar va koks hosil bo'lishi uchun kashshof hisoblanadi. Oxirgi reaktsiyalarning borishi (va shuning uchun koksning cho'kishi) haroratning 900-1000ºS gacha ko'tarilishi bilan yaxshilanadi. Yana bir nomaqbul jarayon - to'yinmagan uglevodorodlarning polimerizatsiyasi. Piroliz sharoitida amalda davom etmaydi. Bu reaktsiya ekzotermik bo'lib , faqat harorat pasayganda boshlanadi. Piroliz gazlarini sovutish (söndürme) bosqichining asosiy vazifasi allaqachon mumkin bo'lgan harorat oralig'ini tezda engib o'tish va uning tezligi hali ham yuqori. Yuqori haroratli zonada xom ashyoning yashash vaqtining oshishi bilan, maqsadli mahsulotlarning kiruvchi ketma-ket o'zgarishlarning hissasi. Shuning uchun pirolizning selektivligini (selektivligini) oshirish uchun aloqa vaqtini qisqartirish kerak. Shu bilan birga, har bir o'tishda xom ashyoni qayta ishlash chuqurligi va shuning uchun maqsadli mahsulotlarning hosildorligi pasayadi. Piroliz mahsulotlarining nafaqat hosildorligi, balki ularning tarkibi ko'plab parametrlarga, birinchi navbatda, xom ashyoning tabiatiga va jarayonning shartlariga bog'liq. Uglevodorod xomashyosining termal parchalanishi radikal zanjir mexanizmiga muvofiq sodir bo'ladi. Zanjirning dastlabki yadrolanishi harorat ta'sirida eng zaif C-C bog'lanishining gomolitik yorilishi paytida erkin radikallarning hosil bo'lishi bilan sodir bo'ladi, ular yangi erkin radikal hosil qilishga qodir, vodorod atomini asl uglevodorod molekulasidan yirtib tashlaydi. : Umuman olganda, hosil bo'lgan uzun zanjirli birlamchi radikallar barqaror emas. Ularning barqarorlashuvi, asosan , b-pozitsiyada joylashgan CC bog'lanishining radikal markazga bo'linishi tufayli sodir bo'ladi , bu eng kam tarkibiy o'zgarishlarning umumiy printsipiga mos keladi: metil yoki etil hosil bo'lgunga qadar takrorlanadi , bu esa o'z navbatida yangi zanjirning tug'ilishining manbai bo'ladi. Zanjirning davom etish bosqichida ma'lum radikallarning paydo bo'lish ehtimoli hujum qilingan uglevodorod molekulasining tuzilishiga bog'liq. Vodorod atomining uchinchi darajali uglerod atomidan ajralishi ikkilamchi va bundan tashqari, birlamchi atomga qaraganda osonroq sodir bo'ladi. Umumiy holatda xom ashyo tarkibidagi parafinlar (normal tuzilish) miqdori ortishi bilan hosildorlik ortadi, ya'ni xom ashyoning kimyoviy tarkibiga ham bog'liq. Uglevodorodlarning issiqlik barqarorligi parafinlar < naften < arenlar qatorida ortadi va zanjir uzunligi ortishi bilan kamayadi. Hodisa sodir bo'ladigan ikkilamchi reaksiyalarning xilma-xilligi, ayniqsa, xom ashyoning tabiati murakkablashganda va konversiya darajasi oshganida, jarayonni modellashtirishni qiyinlashtiradi. Hozirgacha pechlarni loyihalashda tajriba, empirik bog'liqliklar va eksperimental tekshirish juda muhim rol o'ynaydi. Avval misol sifatida etan yordamida kerosin piroliz mexanizmini ko'rib chiqamiz. Zanjirning boshlanishi C 2 H 6 molekulasining C-C aloqasi bo'ylab ikkita metil radikaliga parchalanishidan iborat: sut emizuvchi hayvonlarning ratsionining tarkibiga bog'liq. sigirlar sut tarkibidagi barcha tarkibiy qismlarning tarkibini sezilarli darajada tuzatadi . Shimoliy Osetiya Respublikasi hududi - Alaniya (RNO - Alaniya) Rossiya Federatsiyasi hududlari orasida tuproq va em-xashak ekinlarining ekologik xavfsizligi nuqtai nazaridan eng noqulay hududlardan biri hisoblanadi. Viloyatda tog'-kon sanoati va rangli metallurgiyaga oid yirik korxonalarning joylashishi tufayli mahalliy sabzavot ozuqasining og'ir metallar bilan ifloslanishi jiddiy xavf hisoblanadi . Shimoliy Osetiya Respublikasining Mozdok viloyati - Alaniya hududi ushbu mintaqa xo'jaliklarida etishtiriladigan yem-xashak ekinlari, shuningdek, og'ir metallar, ayniqsa, rux, qo'rg'oshin va kadmiyning yuqori darajada to'planishi bilan ajralib turadi. Ikkinchisining toksik ta'siri oqsillar bilan bir qator hayotiy fermentlarning xususiyatlarini sezilarli darajada o'zgartirishi mumkin bo'lgan, ko'pincha ular ishtirok etadigan biokimyoviy reaktsiyalarni inaktiv qiladigan erimaydigan murakkab birikmalar hosil qilishiga bog'liq . Mozdok viloyatining qishloq xo'jaligi korxonalari azotli o'g'itlardan keng foydalanadilar, ammo bu em-xashak ekinlarida nitratlar va nitritlarning ortiqcha to'planishi xavfi bilan to'la bo'lib, ular sigirlarning tanasiga ozuqa bilan, keyin esa sutga kiradi. Hayvonning tanasida toksik ta'sir namoyon bo'ladi, bu nitratlar nitritlarga aylantirilganda keskin kuchayadi, chunki hayvonlarning qonidagi gemoglobindan methemoglobin hosil bo'ladi, buning natijasida gipoksiya paydo bo'ladi. Sutda og'ir metallar, nitratlar va nitritlar bir vaqtning o'zida mavjudligi nafaqat uning fizik-kimyoviy xususiyatlariga salbiy ta'sir ko'rsatadi, balki xom sutning texnologik parametrlarining yomonlashishiga olib keladi . Sut ishlab chiqarish va emizuvchi sut sifatiga ijobiy ta'sir ko'rsatadigan dalillar mavjud sigirlar ushbu ksenobiotiklarni bog'laydigan va hayvonlarning oshqozon-ichak traktidan olib tashlaydigan adsorbent preparatlarining og'ir metallar va nitratlarning yuqori darajasi bo'lgan dietaga qo'shimchalar . Shu bilan birga, yuqori adsorbsiya qobiliyati tufayli toksikantlar bilan birgalikda ko'plab adsorbentlar kavsh qaytaruvchi hayvonlarning ovqat hazm qilish kanalidan foydali biologik faol moddalarni ham olib tashlashi mumkin. Shuning uchun yaxshi detoksifikatsiya ta'siriga erishish uchun adsorbentlar bilan bir qatorda biogen birikmalarni olib tashlashga to'sqinlik qiluvchi boshqa biologik faol qo'shimchalar qo'llaniladi. Ushbu tadqiqotning maqsadi emizuvchi sutning fizik-kimyoviy va texnologik xususiyatlariga ta'sirini o'rganishdir . sigirlar og'ir metallar va nitrat adsorbent helaton va antioksidant santochin yuqori kontent bilan xun qo'shimchalar . Ishlab chiqarish usuli va asosiy asbob-uskunalarni asoslagandan so'ng, ishlab chiqarish oqim sxemasi ishlab chiqiladi va yordamchi uskunalar tanlanadi. Neft va gazni qayta ishlashning sanoat jarayonlarini texnologik va instrumental loyihalash juda xilma-xildir. Shuning uchun, loyihalashda, birinchi navbatda, kimyoviy-texnologik tizimlarni qurishning asosiy tamoyillariga amal qilish kerak: xomashyodan oqilona foydalanish; energiyadan oqilona foydalanish; uskunalardan oqilona foydalanish; mehnatni muhofaza qilish va ishlab chiqarishning ekologik xavfsizligi talablariga rioya qilish. Talaba tomonidan taklif qilingan yangi texnik echimlar ushbu tamoyillarga zid bo'lmasligi kerak. Ushbu dizayn bosqichida, shuningdek, massa va energiyaning tashqi manbalarini aniqlash kerak, ya'ni xom ashyo va reagentlar manbalarini, sovutish va sovutgichlarni o'rnatishga kiradigan . Ishlab chiqarishning texnologik sxemasining tavsifi qisqa va tushunarli bo'lishi kerak. U ishlab chiqarish operatsiyalarining ketma-ketligini, texnologik oqimlarning yo'nalishini belgilaydi, bunda asosiy jarayon parametrlariga e'tibor berish kerak (harorat, bosim, aylanish tezligi va boshqalar). Sxemani tavsiflashda qavs ichida yoki uning yonida apparat nomidan keyin uning sxemadagi raqami ko'rsatiladi. Masalan, "E-1 tankining harorati 25 ° C bo'lgan demineralizatsiyalangan moy N-1 nasosi bilan T-2 issiqlik almashtirgich orqali pompalanadi va u erda 170 ° C haroratgacha qizdiriladi va suvga kiradi. I-1 evaporatator - evaporatator "va boshqalar. Diagrammada, rejada, bo'limlarda, uskunaning tavsifi va spetsifikatsiyasida apparatga berilgan seriya raqamiga qat'iy rioya qilish kerak . Texnologik oqim diagrammasi taklif qilingan o'zgarishlar va uskunaning spetsifikatsiyasi bilan tuzilgan va hisob-kitob va tushuntirish yozuvining grafik qismida keltirilgan. Rekonstruksiya yoki modernizatsiya qilinayotgan birlik uchun oqim diagrammasi asboblar va A bilan amalga oshiriladi, asboblar va nazorat qurilmalarining spetsifikatsiyasi, ularni o'rnatish joyini ko'rsatadi. Ishlab chiqarish jarayonlarini avtomatlashtirish sxemalarida asosiy qurilmalarning belgilari va asbob-uskunalarning shartli tasvirlari amaldagi me'yoriy hujjatlarga muvofiq ko'rsatilgan. Jarayonni boshqarish asoslarini ishlab chiqish texnologik birlik kursini loyihalashning majburiy bosqichlaridan biridir. Uglerodli materiallarni kimyoviy qayta ishlashning zamonaviy texnologik jarayonlari intensiv jarayon rejimi bilan yuqori mahsuldorlik bilan tavsiflanadi. Ishlab chiqarish korxonalari yuqori aniqlikdagi asboblar va jarayonni boshqarish tizimlari bilan jihozlangan. Shuning uchun jarayonni nazorat qilish va tartibga solish masalalariga katta e'tibor beriladi. Bo'lajak texnologik muhandislar, birinchi navbatda, nazorat qilinadigan va tartibga solinadigan texnologik parametrlarni, ularni amalga oshirish tizimlari sxemasini aniq bilishlari, shuningdek, zavodga kiruvchi xom ashyo sifati, oraliq va aylanma oqimlar va mahsulotlar to'g'risida ma'lumotlarga ega bo'lishlari kerak. Ushbu ma'lumotlarga asoslanib, o'rnatishning operatsion xodimlari texnologik rejimga kerakli o'zgarishlar kiritadilar. Loyihaning ushbu bo'limi ikkita asosiy bo'limni o'z ichiga oladi: - jarayonni nazorat qilish va tartibga solish parametrlarini tanlash va asoslash; - boshqarish, tartibga solish, signalizatsiya va blokirovkalash tizimlarining tavsifi. Sxemani tavsiflab bo'lgach, talaba loyihalash vaqtida texnologik sxemada pichandan tashqarida bo'lgan yangi narsani ta'kidlaydi. Har bir o'zgarish uchun jarayon texnologiyasini takomillashtirish, tayyor mahsulot hosildorligini oshirish va uning sifatini yaxshilash, qimmatbaho materiallar narxini pasaytirish, mehnat sharoitlarini yaxshilash, energiyani kamaytirish nuqtai nazaridan bunday yangilik nima berishini qisqacha, ammo aniq ko'rsatish kerak. xarajatlar va jarayonning ekologik samaradorligini oshirish. Aynan shu yerda konstruktorning ijodiy qobiliyati, texnologik masalalarni zamonaviy texnik darajada hal etish, mahalliy va xorijiy texnikaning yangi yutuqlarini amaliyotga tatbiq etish qobiliyati namoyon bo‘ladi. Download 46.96 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|