Sgkm dagi etilenni ajratib olish технологик жараённинг баёни ва кимёвий механизми

Пиролиз газини тоблаш бўлими 
Тоблаш - пиролиз газини пиролиз печларидан кейин, иккиламчи конденсатланиш ва 
полимерланиш реакциялари деярли тўхтайдиган температурагача, тезлик билан совутиш 
иссиқлик-масса алмашиш жараѐнидир.
Тоблаш колоннасида пиролиз гази температурасининг пасайишига, пиролиз газининг совиши 
ва тоблаш сувининг исишида, иссиқлиқ бериш ҳисобига эришилади. 
Углеводород хом ашѐсини юқори температураларда (800-860
0 
С) термик парчаланиш (крекинг) 
жараѐни пиролиз дейилади. Углеводородларнинг термик парчаланиши мураккаб жараѐн бўлиб, 
кетма-кет ва параллел тарзда борувчи кўплаб элементар кимѐвий реакцияларни ўз ичига олади. 
Пиролиз жараѐнида борадиган кимѐвий реакцияларнинг механизми етарли даражада мураккаб 
ва уларнинг мураккаблик даражаси, пиролиз учун олинадига углеводородларнинг молекуляр 
оғирлиги ва конверсия даражасининг ортиб бориши билан, ортади. 
Пиролиз жараѐнида борадиган реакцияларни икки босқичга бўлиш мумкин.

---

Биринчи босқичда радикал занжирли механизмга эга бўлган, хом ашѐ компонентларининг 
парчаланиш реакциялари боради. Бунда водород, метан, этилен ва хом ашѐ компонентларидаги 
каби ѐки нисбатан қисқароқ углерод занжирига эга бўлган олефинлар сингари маҳсулотлар ҳосил 
бўлади. 
Иккинчи босқичда ҳосил бўлган маҳсулотлар иштирокида, нисбатан мураккаб механизмга эга 
бўлган, иккиламчи реакциялар боради. Бунда диолефинлар, бензол, ацетилен, юқори молекуляр 
смолалар, кокс сингари маҳсулотлар ҳосил бўлади. 
Радикал занжирли механизм бўйича асосан углеводородларнинг дегидрогенланиш ва эркин 
радикаллар ҳосил қилиб, углерод занжирини узилиш реакциялари боради. Мисол учун: 
СН
3
-CH
3
--> СН
3
-CH
2
- + H-. 
СН
3
-CH
3
--> СН
3
- + CH
3
-
Эркин радикаллар парчаланиш ва қайта тикланиш хусусиятига эга бўладилар. 
Эркин радикалларнинг парчаланиши доимо эркин электронли атомга нисбатан β-боғ бўйича 
боради. Эркин радикалларнинг ўзаро бирикиши катта аҳамиятга эга эмас, чунки уларнинг 
коцентрацияси жуда паст (радикал секунднинг мингдан бир улушларида мавжуд бўлади) ва икки 
эркин радикалнинг тўқнашиш эҳтимоли жуда кичик. Юқорида келтирилган икки босқич асосий 
ҳисобланади. 
Метил радикалларининг ўз-ўзидан парчаланиши натижасида метан, этан, этилен ва водород 
ҳосил бўлади. 
Этил радикалларидан этилен, этан, бутан ва водород ҳосил бўлади. 
Бирламчи, иккиламчи ва учламчи углерод атомларидан водород атомларининг ажралиш 
тезлигининг нисбатини (1, 2, 10) ва парафин молекуласидаги атомлар сонини ҳисобга олган ҳолда, 
дастлабки босқичда оддий углеводородларнинг пиролиз маҳсулотлари таркибини етарли даражада 
аниқлик билан олдиндан айтиш мумкин. 
Қуйида этаннинг пиролизида борадиган асосий ўзгаришларининг тенгламалари келтирилган: 
Бирламчи реакциялар: 
C
2
H
6
= С
2
Н
4
+ Н
2
2C
2
H
6
= С
2
Н
4
+ 2 CH
4
2C
2
H
6
= С
4
Н
8
+ 2 Н
2
Иккиламчи реакциялар: 
С
2
Н
4 
= С
2
Н
2
+ Н
2
2С
2
Н
4
= С
4
Н
6
+ Н
2
С
2
Н
4
+С
4
Н
6
= С
6
Н
6
+ 2Н
2
С
2
Н
4
+ С
6
Н
6
= С
6
Н
5
- С
2
Н
5
С
6
Н
5
- С
2
Н
5
+С
2
Н
4
= С
6
Н
4
(С
2
Н
5
)
2
С
6
Н
4
- (С
2
Н
5
)
2
= С
10
Н
8
+ 3 Н
2
ва ҳоказо. 
Пиролиз жараѐни иссиқлик ютилиши билан боради. Этан фракцияси учун (реакцияга киришган 
хом ашѐга) пиролиз реакциясининг иссиқлиги 900 kcal/kg ни ташкил этади. 
Бирламчи реакцияларнинг маҳсулотлари кўп миқдорда тўпланганда ва уларнинг 
концентрацияси етарли даражада юқори бўлганда, иккинчи босқич реакцияларининг аҳамияти 
ортади. Биринчи ва иккинчи босқич реакциялари ўртасида вақт бўйича тафовут мавжуд, шунинг 
учун, асосий компонентларни максимал даражада сақлаб қолиш мақсадида, реакцион аралашма 
кескин совутилади, бу жараѐн пиролиз газини тоблаш дейилади. 
Ҳар бир углеводород парчаланганда, фақат унгагина хос бўлган маҳсулотларни беради, бу 
пиролиз жараѐни параметрларига ҳам боғлиқ бўлади. Хом ашѐнинг белгиланган таркибида 
пиролиз маҳсулотларининг чиқиши ва ҳосил бўлган аралашманинг таркиби, ўзаро боғлиқ 
бўлмаган уч параметрнинг функцияси ҳисобланади:
- хом ашѐнинг конверсияси даражаси - Х ( ѐки жараѐннинг қаттиқлиги - S ), 
- температура – Т, К,
- углеводородларнинг парциал босими Р
у
, kgf/сm
2
. 
Конверсия даражаси (ѐки жараѐнннинг қаттиқлиги) температура ва хом ашѐни реакция 
ҳудудида бўлиш вақти (ўзаро таъсир этиш вақти - t) нинг функцияси ҳисобланади. 
Т ва Р
у
нинг параметрлари пиролиз жараѐнининг селективлигини белгилайди. Селективлик 
даражаси деганда асосий маҳсулотлар (этилен) чиқишининг, кам аҳамиятли маҳсулотлар (метан, 
этан, С
5 
фракция ва бошқалар) чиқишига нисбати тушунилади. 

---

Т нинг қийматининг ортиши ва Р
у
нинг камайиши билан селективлик даражаси ортади. 
Углеводородлар термик жиҳатдан беқарор бирикмалар ҳисобланади. Қиздириш жараѐнида улар 
нисбатан енгил бирикмалар ҳосил қилиб парчаланади, бунда реакциянинг сўнгги маҳсулотлари
углерод ва водород ҳисобланади. 
Пиролиз жараѐнида юқори миқдорда олефинлар олишнинг термодинамик имкони алоҳида 
углеводородларнинг, юқори температураларгача қиздириш жараѐнида, термик барқарорлигининг 
турлича бўлишига асосланган. 
650 
о
С гача бўлган температуралар оралиғида хом ашѐнинг бошланғич компонентлари, 650-
900 
о
С оралиғида – олефинлар, 900-1050 
о
С оралиғида ацетилен углеводородлари, 1050 
о
С дан 
юқори температураларда – углерод ва водород юқори барқарорликга эга. Келтирилган чегаралар 
маълум даражада шартли ҳисобланади. 
Қурилмада этаннинг пиролизи 810-850 
о
С температуралар оралиғида олиб борилади. 
Жараѐннинг температура режими мавжуд пиролизга учратиладиган хом ашѐ билан аниқланади. 
Пиролиз газининг змеевикдан чиқиш температураси белгиловчи температура ҳисобланади. 
Этаннинг конверсия даражаси температурага тўғри пропорционал, шунинг учун температура 
режимини ўзгартириш йўли билан, печга бериладиган хом ашѐ миқдорини (циклга 
қайтариладиган этанни ҳисобга олган ҳолда) тартибга солиш мумкин. 
Хом ашѐнинг 1 % нинг конверсия (пиролизга учраши) температураси пиролиз реакциясининг 
шартли бошланиш температураси ҳисобланади, бу этан учун 750 
о
С га тўғри келади, шунинг учун 
пиролиз змеевикини, турли вазифаларни бажарувчи, бир неча зонага бўлиш мумкин. 
Радиант змеевикнинг узунлиги бўйича температураларнинг тақсимланиши, пиролиз 
натижалари учун, катта аҳамиятга эга. Температура эгри чизиғининг шакли, реакцияга киришувчи 
оқимнинг пиролиз зонасининг сўнгги (оқим йўналиши бўйича) учдан бир қисми давомидаги 
температуралар фарқининг, умумий пиролиз зонасидаги температуралар фарқига нисбати 
сифатида қабул қилинадиган, профил омили билан тавсифланади.Температура эгри чизиғининг 
тўғри чизиқли шакли учун профил омили 0,33 га тенг, ботиқ эгри чизиқ учун у бу қийматдан 
ортиқ, қабариқ эгри чизиқ учун у бу қийматдан кам бўлади. 
Бошқа шароитлар бирхил бўлганда, температура эгри чизиғининг қабариқ шакли этилен ва 
ароматик углеводородлар чиқишининг ортишига, ботиқ шакли эса, одатда, нисбатан юқори 
молекуляр олефинлар – пропилен, бутилен, бутадиен чиқишининг ортишига ѐрдам беради. 
Температура профилини тартибга солиш ѐрдамида, маълум чегараларда пиролиз маҳсулотлари 
таркибини ўзгартириш мумкин (зоналар бўйича тартибга солиш). 
Вертикал жойлашган пиролиз змеевиклари учун пиролизнинг температура эгри чизиғининг бир 
текис ортиб бориши ва реакция режимининг кескин ўзгаришининг олдини олишни таъминлаш 
учун, бир қувурнинг юқори ва қуйи нуқталари орасида металнинг ташқи юзаси температуралар 
фарқининг рухсат этилган қиймати белгиланади, SRT-VI турдаги змеевиклар учун у 60 
о
С дан 
ортиқ бўлмаслиги лозим. 
2-расм. Пиролиз реакторининг узунлиги бўйича температуралар профили: 
1 — қавариқ,
2 — тўғри чизиқли,
3 — ботиқ 
3 – расмда SRT-VI змеевикнинг алоҳида зоналарининг лойиҳавий тақсимланиши ва вазифаси 
келтирилган, тоза этан учун ЗЧТ (ТВЗ) = 840 
0
С бўлганда конверсия даражаси - 61 %. 

---

ЗЧТ назорат қилиш термопараси 
зона 4 
Адиабатик қисми 
Қиздирилмаганда 
температуранинг пасайиши 
12-15 
0
С ни ташкил этади 
узунлиги - 2 m
Қувурлар материали 
45Х25Н35С2Бл 
1- зона Хом ашѐни реакциянинг бошланиш 
температурасигача - 790-800 
0
С қиздириш. 
Хом ашѐнинг конверсияси - 1% . Вувурлар 
материали 45Х25Н35С2Бл 
3 - зона узунлиги 10-11m 
Ишчи температурада -
840-860 
0
С асосли пиролиз
олиб бориладиган
қиздириладиган қисми 
Қувурлар материали 
20Х35Н45С2Бл 
узунлиги 13 m 
2- зона Ишчи температурага 840– 860 
0
С ча 
қиздириш. Реакциянинг тезлашиши. 
Материали 20Х35Н45С2Бл узунлиги 2-2,5 m 
3 -расм. 
Пиролизга учратилаѐтган углеводородларнинг реакция зонасида бўлиш вақти пиролиз 
жараѐнининг яна бир муҳим параметри ҳисобланади. Реакция зонасида бўлиш вақти деганда 
реакцияга киришувчи модда оқимининг, пиролиз реакцияси юқори тезликларда борадиган 
температураларда, реакция змеевигида бўлиш вақти тушунилади. 
Якуний маҳсулотларнинг чиқишлари эгри чизиқлари, реакция зонасида бўлиш вақтига боғлиқ 
ҳолда, ҳар бир температура учун максимал қийматлардан ўтади. Реакция натижасида олефинлар 
ҳосил бўладиган бирламчи реакциялар тезлиги, иккиламчи реакциялар тезлигига қараганда катта 
қийматга ортади ва ҳар бир қуйи олефинлар учун хом ашѐнинг реакция зонасида бўлиш вақтининг 
(олефиннинг чиқиши максимал қийматга эга бўлган) оптимал (температурага боғлиқ бўлган) 
қиймати мавжуд, шу билан бирга температуранинг кўтарилиши билан, реакция зонасида бўлиш 
вақтининг оптимал қиймати тескари пропорционал равишда камаяди. Шундай қилиб, пиролиз 
реакцияси температурасининг кўтарилиши, бир вақтнинг ўзида тегишли равишда реакция 
зонасида бўлиш вақтини қисқартириш билан, асосий маҳсулотларни нисбатан юқори даражада 
чиқишига олиб келади. Шунинг учун, жараѐннинг шароитларини аниқлаш учун, бир вақтнинг 
ўзида температура ва реакция зонасида бўлиш вақтини ўзгаришини ҳисобга олувчи, пиролиз 
жараѐнининг қаттиқлиги ѐки қаттиқлик даражаси деб номланувчи параметрдан фойдаланилади. 
Пиролиз жараѐнининг қаттиқлиги кўрсаткичи сифатида, реакция натижасида ҳосил 
бўладиган маҳсулот таркибидаги водород ва метаннинг умумий миқдорини этиленга нисбати ѐки 
хом ашѐнинг конверсия даражаси қабул қилинади.
Этаннинг конверсияси бўйича жараѐнининг қаттиқлигини аниқлаш учун қуйидаги 
формуладан фойдаланилади: 
S=2,3 lg 1/(1-x) бунда: х – хом ашѐнинг конверсия даражаси. 

---

 Пиролиз жараѐнининг қаттиқлигининг ортиши билан доимо водород ва метаннинг чиқиши 
ортади, этиленнинг чиқиши кўпаймайди, ҳатто бирмунча камаяди.
Жараѐнининг тенг қаттиқлик даражаси, температура ва реакция зонасида бўлиш вақтининг 
турли қийматларида бирга қўшиб олиб боришда, бир хил реакцияга киришиш даражасига мос 
келади, аммо бунда ҳосил бўладиган пиролиз маҳсулотларининг таркиби турлича бўлади.
Пиролиз жараѐнининг қаттиқлик даражаси, иқтисодий жиҳатдан келиб чиқиб, кўплаб 
омилларни ҳисобга олган ҳолда танланади, аммо жараѐннинг қуйидаги боғлиқликларига риоя 
қилинади (қаттиқлик даражасига боғлиқ ҳолда). 
Этилен ва парчаланишнинг нисбатан оғир маҳсулотларнинг чиқиши максимал қиймат 
орқали ўтади. Водород ва метаннинг чиқиши бир текис кўтарилади. Суюқ маҳсулотларнинг 
миқдори реакциянинг бошида тез пасаяди, минимал қиймат орқали ўтади ва кўтарила бошлайди. 
Реакцияга киришиш даражаси бўйича жараѐнни шартли 
тарзда 4 зонага бўлиш мумкин. 
1-зона (қаттиқлик даражаси S= 1 гача) хом ашѐ 
таркибидаги тўйинган компонентларнинг парчаланиш 
бирламчи 
реакцияларининг 
устунлиги, 
асосий 
компоненлар иқишининг ортиши ва пиролизнинг суюқ 
маҳсулотлари чиқишининг камайиши билан тавсифланади. 
Иккиламчи маҳсулотларнинг чиқиши нисбатан кам. 
Қурилмада бу зонага 780 – 810 
о
С температураларда 
пиролиз режими мос келади. 
2-зона (S = 1 дан 2-2,5 гача) парчаланишнинг 
бирламчи реакциялари тезликларининг ортиши билан 
тавсифланади, бу 
суюқ маҳсулотлар чиқишининг 
камайишидан 
кўрининади, 
аммо 
иккиламчи 
реакцияларнинг устунлигининг ортиши бошланади. 
Водород, метан, этилен ва бутадиенни чиқишининг ортиши давом этади. Пропилен ва 
бутанларнинг парчаланиш тезлиги уларнинг ҳосил бўлиш тезлигига тенглашади, сўнгра ундан 
ортиб кетади ва бу маҳсулотларнинг чиқиши максимал қиймат орқали ўтади. Қурилмада бу зонага 
810 – 830 
о
С температураларда пиролиз режими мос келади. 
3-зона (S = 2-2,5 дан 5-6 гача) бирламчи реакцияларнинг амалда тўхташи билан 
тавсифланади. Иккиламчи реакциялар устунлик қилади. Метан ва водородни чиқишининг 
ортиши, пропилен ва бутиленларни чиқишининг камайиши давом этади. Этилен ва бутадиеннинг 
чиқиши максимал қиймат орқали ўтади. Суюқ маҳсулотлар чиқишининг эгри чизиғи минимал 
қиймат орқали ўтади ва барқарор ароматик бирикмалар ҳосил бўлиши натижасида орта бошлайди. 
Бу зонага 830 – 850 
о
С температураларда пиролиз режими мос келади. 
4-зонада (S > 5-6) пиролиз гази таркибида хом ашѐ компонентлари (ароматик бирикмалардан 
ташқари) амалда мавжуд эмас. Водород, метан, ароматик бирикмалар (асосан бензол ва толуол) 
нинг чиқиши ортади. Барча бошқа маҳсулотларнинг чиқиши камаяди. Олефинлар ишлаб чиқариш 
учун бу зона аҳамиятга эга эмас. 
Суюқ углеводородларнинг минимал қийматидан кескин ортиқ қаттиқлик даражаларида 
ишлаш, змеевикларнинг тез коксланиб тўлишига олиб келади, бу мақсадга мувофиқ эмаслиги 
амалда исботланган. S > 3 да этиленнинг чиқиши сезиларли кўпаймайди, бошқа олефинларнинг 
чиқиши камая бошлайди, шунинг учун қаттиқлик даражасининг максимал қиймати 3,5 дан 
ортмайди. 
Реакция зонасидаги босим, аниқроқ айтганда реацияга киришувчи оқимнинг углеводород 
қисмининг парциал босими, пиролиз жараѐнининг селективлигига таъсир этувчи, муҳим омил 
ҳисобланади. Этилен ва бошқа қуйи олефинлар биринчи кинетик тартибдаги бирламчи 
реакциялар натижасида ҳосил бўлади, бу реакциялар бўйича хом ашѐни реакцияга киришиш 
даражаси босимга боғлиқ бўлмайди, бироқ олефинлар, полимерланиш ѐки конденсатланиш 
маҳсулотлари ҳосил қилиб, реакцияга киришидилар ва уларнинг бу йўналишлар бўйича 
реакцияга киришиш даражаси парциал босимга пропорционал бўлади. Реацияга киришувчи 
оқимнинг углеводород қисмининг парциал босими, реакцион змеевикдаги ва хом ашѐни сув буғи 
билан суюлтириш (тўйинтириш) босимининг йиғиндиси сифатида аниқланади. 

---

Змеевикнинг чиқиш жойидаги босим бўйича змеевикдаги аралашманинг босими ҳақида 
хулоса чиқарилади. Змеевикнинг чиқиш жойидаги босимнинг пасайиши С
4 
олефинлар ва 
дивинилнинг чиқишига ижобий таъсир этади. Этиленнинг чиқиши кам ўзгаради, метаннинг 
чиқиши эса камаяди. Змеевикдан чиқиш нуқтасида босимнинг кўтарилиши натижасида, суюқ 
маҳсулотларнинг енгил фракцияси (пироконденсат) нинг чиқиши ортади, суюқ маҳсулотларнинг 
оғир фракциясининг чиқиши эса, пироконденсатнинг чиқишига нисбатан ортиқ даражада кўпаяди. 
Реакция зонасида углеводородларнинг парциал босими, кўрсатиб ўтилган икки омилдан 
ташқари, реакторнинг узунлиги бўйича оқимдаги босимлар фарқига ҳам боғлиқ бўлиб, у ўз 
навбатида хом ашѐ сарфи ва унинг физик хоссалари, змеевикнинг ўлчамлари ва конструкциясига 
боғлиқ бўлади. 
Углеводород хом ашѐсини сув буғи билан суюлтириш (тўйинтириш) углеводородларни 
парциал босимини белгиловчи, муҳим ва нисбатан енгил ўзгартириш мумкин бўлган омил 
ҳисобланади. Хом ашѐни буғ билан суюлтиришнинг даражасининг ортиши (углеводородларнинг 
парциал босимини пасайиши) билан этилен, дивинил ва бутанларнинг чиқиши кўпаяди, аммо 
ароматик углеводородлар ва метаннинг чиқиши камаяди, яъни пиролиз жараѐнининг 
селективлиги ортади.
Углеводородларни парциал босимининг пропиленнинг чиқишига таъсири нибатан камроқ 
намоѐн бўлади. Эҳтимол, бу омил унинг чиқишига кам таъсир кўрсатар. Бунга пиролиз 
змеевигида пропиленнинг нисбатан оғирроқ маҳсулотларнинг ҳосил бўлиши (бунга 
углеводородларнинг юқори парциал босими имкон беради) йўналишидагина эмас, балки атомар 
водород билан ҳам реакцияга киришиб, этилен ҳосил қилиши ҳам сабаб бўлади (бу реакцияга 
углеводородларнинг паст парциал босими имкон беради). 
Углеводородларнинг сув буғи билан суюлтириш даражасининг ортиши билан змеевикда 
кокс ҳосил бўлиши камаяди, чунки юқори молекуляр бирикмалар ҳосил бўлишига олиб келувчи 
иккинчи ва нисбатан юқори кинетик даражадаги реакцияларнинг тезлиги камаяди. Сув буғини 
бериш, пиролиз қувурларининг ички юзасида кокс қатлами ҳосил бўлиш тезлигини камайтиргани 
сабабли, иш цикли даврида босимлар фарқи ва қувурлар юзасининг температурасининг ўсиш 
тезлиги камаяди, унинг қувурларни коксдан тозалашгача бўлган даври эса узаяди. Шундай қилиб, 
хом ашѐни буғ билан суюлтириш (тўйинтириш) ҳисобига пиролизнинг қаттиқлик даражасини ва 
мос равишда этиленнинг чиқишини, жараѐннинг селективлигини тушурмасдан, ошириш мумкин. 
Этаннинг пиролизи учун, буғ билан суюлтириш (тўйинтириш) кўрсаткичининг оптимал 
қиймати 0,3-0,45 kg/kg ни ташкил этади. 
SRT-VI змеевикнинг чиқиш қисмида босим 70-80 kPа (орт.), реакция зонасида бўлиш вақти 
эса 0,345 s ни ташкил этади.