Iroliz jarayoni natijasida etilen olishning termodinamik kattaliklarini optimallash

2.4. Pirolizning rektifikatsiya kolonnasi
Piroliz natijasida olingan uglevodorodlar aralashmasi katalitik piroliz maxsulotlarini ajratib olishga muljallangan rektifikatsiya kolonnasiga haydab o‘tkaziladi. Aralashma kolonnada, asosan quyidagi fraksiyalarga ajraladi: uglevodorod gazlari (С₄ va nisbatan yengil, ya’ni С₄), "piroliz benzin", yengil "piroliz gazoyl", "piroliz gazoyl" va retserkulyatsiyalashuvchi gazoyl deb ataluvchi kub qoldiq. Oxirgi mahsulot xar xil usullar bilan ishlatilishi mumkin, lekin u asosan xom ashyoning yangi porsiyasi bilan aralashtiriladi va qaytadan jarayonda foydalaniladi. Agar sikllar soni aytarli darajada katta bo‘lsa, retsirkulyatsiyalanuvchi gazoyl butunlay yo‘qolishi mumkin.
Ovar "piroliz-gazoyl" termik piroliz uchun xom ashyo o‘rnida ishlatilishi yoki qoldiq yoqilg‘i mazutning komponenti sifatida foydalanilishi mumkin. Yengil gazoyl dizel va distillyat yoqilg‘ining yaxshi komponenti bo‘lib, "piroliz-benzin" esa avtomobil benzini uchun samarali komponent bo‘lib xizmat qiladi.
Benzin va yengil gazoyl fraksiyalari orasidagi chegara qat’iy belgilanmagan. Bu chegaraning surilishi yil vaqtiga qarab benzin va distillyat orasidagi nisbatni boshqarishga imkon beradi. Qishki isitish vaqti kelganda, ko‘pgina neftni qayta ishlash korxonalari distillyatning maksimal miqdori ish rejimiga o‘tadilar. Buning uchun "piroliz — benzin" uchun qaynash no‘qtasini shunday o‘zgartiradilarki, bunda mahsulotning ko‘p qismi yengil gazoyl fraksiyasiga o‘tib qoladi. Yozda maksimal miqdordagi benzin rejimiga qatish uchun fraksiyalar orasidagi chegara qarama-qarshi yo‘nalishda o‘zgartiriladi.
Piroliz rektifikatsiya kolonnasidan dastlabki haydalgan maxsulotlar neft xom ashyosini rektifikatsiya qilib olinayotgan yengil fraksiyalardan tarkibi bilan ajralib turadi. Piroliz jarayonida olefinlar hosil bo‘ladi, shuning uchun ham uglevodorod gazlari oqimi tarkibida metan, etan, propan va butandan tashqari vodorod, etilen, propilen va butilen ham bo‘ladi. Mana shunday ko‘shimcha komponentlar tufayli "piroliz gaz" piroliz gazni fraksiyalash moslamasiga yo‘naltiriladi. Aynan shu bilan bu neftni rektifikatsiyalashda (shuningdek biz keyinroq tanishadigan, gidrotozalash, gidropiroliz, riforming va hokazo) ajraladigan gaz birikmalari aralashmasidan farq qiladi. Tuyingan va tuyinmagan gazlar aralashmasi gazlarni fraksiyalash moslamasiga yo‘naltiriladi. Katalitik piroliz moslamasi yordamida ajratib olingan izobutan, propilen va butilen, olefinlar benzinning komponentlarini hosil qilish jarayoni, ya’ni alkillash jarayoni uchun ahamiyatga ega.
Umumiy sistemaga (tizimga) birlashgan katalitik piroliz moslamasining tarmoqlari 2.3-rasmda tasvirlangan. Siz sistemada ikkita sirkulyatsiya qiluvchi oqim borligiga e’tibor bering. Rasmning chap tomonida katalizator reaksiya zonasidan chiqib regeneratsiyani o‘tib, yana reaksiya zonasiga qaytib keladi. O‘ng tomonda (qismda) uglevodorodlar sistemasiga kirib undan chiqib ketayapti. Bu holat gazoylni retsirkulyatsiyalash fraksiyasi hisobiga ba’zi komponentlarning sistemani doimiy ravishda sirkulyatsiyalashi sababli yuzaga keladi.

2.3-rasm. Fraksiyalash.
Katalitk pirolizlash "karbon - ion"larining hosil bo‘lish mexanizmi bilan ifodalanadi. Karboniy ionlari ammoniy ionlariga uxshash bo‘lib 3 valentli musbat zaryadlangan ugleroddan iborat.
Ular katalizator protoni bilan olefinlarning uzaro ta’sirida oson hosil bo‘ladi:
R —СН=СН₂ + Н = R—СН— СН₃
Karboniy ionlari faol(aktiv) oraliq mahsulot bo‘lib barcha katalitik piroliz reaksiyalarida uchraydi.
Karboniy ionlari quyidagi xossalarga ega:
a) qayta guruhlanishi yoki izomer ion hosil qilishi:
b) neytral ionlar bilan birikib yangi karboniy
ion hosil qilishi:R-CH- СН₃ + С₄Н₁₀ ->С₄Н+ + R-CH₂- CH₃+ R-CH- СН₃ + С₃Н₈ -> с₄Н₉⁺ + R-CH = СН₂
v) Karboniy ion parchalanishi mumkin.
СН₃ — СН — СН₂— R ->СН₃— СН = СН₂ + R⁺ оlefin Umuman, katalitik pirolizlash mexanizmi zanjir reaksiyaga uxshashdir. Bunda zanjir hosil bulishi katalizatorning protoni (Н⁺) ta’sirida ruy beradi:
НА -> Н⁺ + А"
R-CH=CH₃+A -->R_CH=CH₂+HA
Izoparafinlarni pirolizlash tezligi n-parafinlarni pirolizlashdan ancha yuqoridir.