Etanni pirolizlab etilen olish jarayoni

Etanni pirolizlab etilen olish jarayoni

Reja:

I. BOB. Piroliz va kreking jarayonlarini o‘rganish
1.1Piroliz jarayoni va texnologiyasi.
1.2Kreking jarayoni va texnologiyasi.

II. BOB. Etanni pirolizlab etilen olish jarayoni

2.1.Etan asosida etilen ishlab chiqarish piroliz texnologiyasi.
2.2. Etanning pirolizlanish reaksiyalari va etilen olish
XULOSA
FOYDAANILGAN ADABIYOTLAR

I. BOB. Piroliz va kreking jarayonlarini o‘rganish
1.1Piroliz jarayoni va texnologiyasi.
Piroliz jarayoni. Piroliz - grekcha so'zdan olingan bo‘lib, “pur”- olov va “lysis” - parchalanish, - degan ma’noni bildiradi, ya’ni kimyoviy birikmalarni qizdirish natijasida parchalanish jarayonini ifodalaydi.
Organik kimyoda “piroliz” so’zining ma’nosi - organik birikmalarni yuqori haroratda parchanishi natijasida kichik molekulyar massaga ega bo‘lgan mahsulotlar hosil bo‘lishidir. Piroliz yo‘li bilan yoqilg‘i va moylar yoki asosiy organik va neftkimyosi sintezi uchun xomashyolar olinadi.
Piroliz jarayoni XlX-asr oxiridan boshlab qo'llanila boshlandi. Bunda neftni kerosin fraksiyasidan gaz olindi. XX-asrning 50-yillaridan esa, piroliz natijasida etilen, propilen, butenlar, butadien, siklopentadien, benzol, toluol ksilollar va boshqa birikmalar olina boshlandi. 1980 yilga kelib piroliz yo‘li bilan dunyo miqyosida olinadigan neft va gazning 6%, 2000 yilga kelib 20%-dan ortiq turli xil uglevodorodlar olina boshlandi. Piroliz jarayonining asosiy xomashyosi neftni qayta ishlash natijasida hosil bo’ladigan gazlar, neftning benzin va gazoyl fraksiyalari hisoblanadi. Uglevodorod xomashyosining termik parchalanish jarayoni past molekulali olefinlar - etilen va propilen olishdagi asosiy usul bo‘lib qolmoqda. Etilen va propilen ishlab chiqarish bilan bir qatorda piroliz jarayoni bilan dunyo bo‘yicha 80% ga yaqin divinil olinadiPiroliz jarayonida vodorod, metan, etilen, propilen va boshqa olefmlar bilan birga parafinlar, dienlar, atsetilen va uning hosilalari, aromatik uglevodorodlar va boshqa mahsulotlar hosil bo‘ladi. Shartli ravishda piroliz jarayonida sodir bo‘luvchi barcha reaksiyalarni ikkiga: birlamchi va ikqilamchi reaksiyalarga ajratish mumkin. Birlamchi reaksiyalar vaqtida asosan, parafm uglevodorodlarining parchalanishi natijasida kichik molekulyar massali uglevodorodlar hosil bo‘ladi. Reaksiya issiqlik yutilishi va hajmning ortishi bilan boradi. Ikqilamchi reaksiyalar pirolizning keyingi bosqichlarida issiqlik chiqishi va hajmning kamayishi bilan boradi. Demak, piroliz jarayonida asosiy reaksiya, ya’ni parchalanish bilan birga, qo'shimcha reaksiyalar olefinlarni gidrirlash va degidrirlash, kondensatsiya, sikllanish va zichlanish, polimerlanish ham sodir boiadi. Birlamchi reaksiyalar, ya’ni parafmlarni parchalanishi ikki xil yo‘nalishda borishi mumkin:

1. 
   C-C bog‘ning uzilishi hisobiga to'yingan va to‘yinmagan uglevodorodlar hosil bo‘ladi:
   

CH₃-CH₂-CH₃ →CH₂=CH₂ + CH₄ (1)

2. 
   C-H bog‘ning uzilishi hisobiga (degidrirlash reaksiyasi):
   

CH₃-CH₂-CH₃ →CH₂=CH-CH₃ + H₂ (2)

Termodinamik jihatdan olganda birinchi reaksiyaning borish ehtimoli ko‘proq, chunki C-C bog‘ning uzilish energiyasi C-H bog‘nikiga nisbatan kamroq. Etanni pirolizida esa buning aksi, degidrirlash reaksiyasi borish ehtimoli ko'proq:

CH₃-CH₃ → CH₂=CH₂ + H₂

Yuqorida ko'rilgan ikkita reaksiya ham issiqlik yutilishi bilan, ya’ni endotermik tarzda sodir bo‘Iadi. Demak, jarayon borishi uchun yuqori harorat va past bosim talab etiladi.
Butan pirolizi natijasida quyidagi mahsulotlar hosil bolishi mumkin: С₄Н₁₀

Siklik uglevodorodlar pirolizida yon zanjir parchalanadi, undan tashqari naften xalqasini ochilishi bilan olefinlar hosil bo‘ladi:

Piroliz radikal-zanjirli mexanizm asosida sodir bo‘ladi. Jarayonning nazariy asoslarini yaratishda N.N. Semenov, V.V. Voevodskiy, A.I. Dinses va boshqalar katta hissa qo‘shgan.
Radikal-zanjirli mexanizm uch bosqichdan iborat: initsiirlash (faol markaz hosil bo‘lishi); zanjirning davom etishi; zanjirning uzilishi. Parafmlar piroliz jarayoni mexanizmini, etan misolida ko‘ramiz.

Piroliz natijasida hosil bo'ladigan mahsulotlar unumi, destruksiyaga uchrash darajasi xomashyoning uglevodorod tarkibiga bog‘liq. C2-C4 tarkibli gazlar, benzin va gazoyl fraksiyalaridagi n-parafinlarni piroliz qilish natijasida, asosan pirogaz hosil bo'ladi (7-jadval).

7-jadval Hosil bo'layotgan pirogazni uglevodorod xomashyosi tarkibiga bog‘liqligi

Hosil bo'luvchi kom- ponentlar, % (mass.)	Etan pirolizi - 850-900°C	Butan pirolizi - 800850°C	Birlamchi haydalgan benzin pirolizi - 800-900°C	Engil gazoyl pirolizi - 750-800°C
Vodorod	3,4	1,3	1,0	0,7
Metan	3,4	21,6	16,6	11,5
Atsetilen	0,2	0,4	0,4	0,3
Etilen	48,7	37,8	29,3	25,0
Etan	39,3	5,1	4,0	3,4
Propilen	1,1	17,3	16,4	14,5
Divinil	1,1	3,6	5,6	5,1
Butenlar	0,2	1,5	4,4	3,9
Benzol	0,6	2,5	7Д	7,0
Og‘ir smola	0,1	0,6	5,2	9,1

Tarmoqlanmagan normal tuzilishli parafin uglevodorodlar pirolizi natijasida eng ko‘p past olefinlar hosil bo‘ladi. 7-jadvaldan etanni pirolizida etilenning unumi eng ko‘p ekanligi ko‘rinib turibdi. Uglevodorodlarni molekulyar og'irligi ortishi bilan etilen hosil boiishi kamayadi, C4 olefinlar miqdori ko'payadi, etilen va propilen nisbati kamayadi. Izoparafinlar qiyinroq pirolizlanadi va hosil bo‘ladigan olefinlar miqdori kam bo'ladi.

Sanoatda piroliz jarayoni isitiladigan trubasimon pechlarda olib boriladi. Jarayonga quyidagi texnologik parametrlar ta’sir etadi: harorat, xomashyoni reaktorga kelish vaqti va suv bug’i konsentratsiyasi (suyo’ltirgich). Harorat ko'tarilishi bilan reaksiya tezligi ortadi. Piroliz jarayoni unumdorligi xomashyoni reaksiya muhitida bo‘lish vaqtiga bog‘liq. Suv bug’ini piroliz reaktorlariga yuborishdan asosiy maqsad, uglevodorodlarni parsial bosimini pasaytirish va oraliq reaksiyalar tezligini kamaytirishdan iborat. Suv bug’i konsentratsiyasi ortishi bilan etilen, buten, butadien hosil bo‘lishi ko‘payadi, aromatik uglevodorodlar unumi kamayadi Trubasimon piroliz pechi 4-rasmda ifodalangan. Piroliz jarayoni 850- 870 °C sodir bo‘ladi.
Gazsimon yoki suyuq yoqilg‘i 2-panelli gorelkada yuboriladi va u yerda yonadi. Piroliz pechining 3-radiant seksiyasida 4-ta vertikal trubalar mavjud bo‘lib, u yerda piroliz jarayoni sodir bo‘ladi. Reaktordagi jarayon haroratining doimiy bo‘lishiga aloxida e’tibor qaratiladi. Qisman sovutilgan gazlar 5-konveksiya kamerasiga o‘tadi, u yerda issiqlik konveksiyasi hisobiga issiqlik almashinish sodir bo‘ladi. Bu yerdagi trubalar seksiyasida xomashyo va bug’- suyo’ltirgich kerakli haroratgacha qizdiriladi, shundan so‘ng ular trubalarning radiant seksiyasiga keladi va piroliz mahsulotlari keyingi qayta ishlash bosqichiga ketadi. Yoqilg‘i gazning issiqligi utilizatsiyalanadi va atmosferaga chiqariladi.
4-rasm. Piroliz pechining sxemasi:
1-korpus; 2-panel gorelkalar; 3-radiant kameralar; 4-vertikal trubalar; 5-
koveksion kamera.
Benzinni piroliz qilish texnologik sxemasi 5-rasmda ifodalangan. Piroliz jarayoni 1-trubasimon pechda olib boriladi, uning gorelkasiga yoqilg‘i va havo yuboriladi. Yonuvchi gazlarning konveksiya kameralaridan chiqadigan issiqligidan 2,3 va 4-issiqlik almashtirgichlarda piroliz jarayoniga kelayotgan uglevodorod xomashyosini bug’latish va isitish, suv kondensatini isitish uchun foydalaniladi.

5-rаsm. Bеnzinni pirоliz qilish tехnоlоgik sхеmаsi:

1-pirоliz pеchi; 2-4, 11-issiqlik аlmаshtirgichlаr; 5,8-utilizаtоr qоzоnlаr; 6- bug’ yig’gich; 7- оg’ir frаksiya kоlоnnаsi; 9-nаsоslаr; 10-fil’trlаr; 12-еngil frаksiya kоlоnnаsi; 13-sеpаrаtоr; 14-аylаnmа suvni tоzаlаsh blоki; 15-аylаnmа suv issiqligini
rеkupеrаtsiya qilish blоki; 16- sоvutgich.

Piroliz mahsulotlari 1-trubasimon pechdan 850-870 °C haroratda chiqadi. Olefinlarni polimerlanishi va smolalanishini oldini olish uchun ularni 500-700 °C haroratgacha tez sovutiladi, ya’ni chiniqtirishga uchratiladi. CHiniqtirish uchun chiniqtirish-bug’latish jixozlari (ZIA) qo‘llaniladi. Ular gaz trubali 5-utilizator qozondan iborat. Piroliz mahsulotlarini trubalarda yuqori chiziqsimon tezlik bilan harakatlanishi natijasida og‘ir zarrachalarni devorga yopishish extimoli yo‘qoladi, issiqlik uzatish koeffitsienti ortadi va 350-400 °C gacha tez sovutish amalga oshiriladi. ZIA apparatiga kelayotgan suv kondensatining issiqligi hisobiga, yuqori bosimdagi (11-13 MPa) bug’ hosil bo‘ladi, u 6-chi yig‘gichda to‘planadi, so‘ngraI- pechning birorta seksiyasida 450 °C gacha isitiladi va trubokompressorlarning privodida ishlatiladi

Qisman sovutilgan piroliz mahsulotlari 7-birlamchi fraksiyalash kolonnasiga yuboriladi. U yerda yengil moy va og‘ir moy hisobiga flegma hosil bo‘ladi. Birinchi moyni bug’lanishi va ikkinchini isishi hisobiga piroliz mahsulotlarini 100- 120 °C gacha sovushi sodir bo‘ladi; ulardan og‘ir moy kondensatsiyalanadi, u esa

7-chi kolonnaning pastki qismida koks va sajani yig‘adi. Ushbu aralashmadan 10- filtrda koks ajraladi, og‘ir moyning issiqligidan (filtratning) aylanma suvlarni isitish uchun 11-issiqlik almashtirgichda foydalaniladi.

7-kolonnaning pastki qismidagi tarelkadan sirkullanadigan og‘ir moy ajratiladi, undan ajralayotgan issiqlik bug’ hosil qilish uchun 6-bug’ yig'gichli 8- utilizator qozonga yuboriladi. Hosil bo‘lgan bug’ 2-issiqlik almashtirgichda isitiladi, u esa piroliz uchun qo‘llaniladigan uglevodorod xomashysiga qo'shiladi. Sirkullanuvchi moy 8-utilizator-qozondan keyin toblanadi va 7-kolonnani sug'orish uchun o‘tkaziladi.
100-120 °C gacha sovutilgan piroliz mahsulotlari suv bug’i-suyo’ltiruvchi bilan birga sovuq suv bilan sug‘oriladigan 12-kolonnaga yo'naltiriladi. Natijada piroliz gazidan suv kondensatsiyalanadi, uni yengil moy deyiladi, piroliz gazi esa ajratish qurilmasiga o‘tkaziladi. Engil moy 13-separatorda suvdan ajratiladi, bir qismi 7-kolonnaga flegma hosil qilishga yuboriladi, qolgan qismi esa qurilmadan chiqariladi va keyingi ishlab chiqarish jarayoniga yuboriladi. 13-separatordagi issiq suv 14-tozalash tarmog'idan o‘tadi va bir qismi II-issiqlik almashtirgich orqali 8- utilizator qozonga qaytib keladi, so'ngra bug’ xolida piroliz jarayoniga yuboriladi. Suvning qolgan qismi uning issiqligini utilizatsiyalash uchun 15-sistemasiga yo‘naltiriladi (masalan binolarni isitish, texnologik jarayonlarni isitish), qo‘shimcha ravishda 16-sovutgichda sovutiladi va 12-jixozni sug‘orishga o‘tkaziladi.