Пиролиз

 

Пиролиз – высокотемпературное (750 – 900 °С) разложение малой продолжительности (обычно доли секунды) газообразного, легкого или среднедистиллятного углеводородного сырья, проводящиеся в условиях низкого давления.

 

Обычно пиролизу подвергают этан, пропан, бутан, смеси вышеперечисленных газов, а также низкооктановые бензины, керосин-газойлевые фракции и нефтяные остатки.

 

В основном пиролиз применяется для получения олефиносодержащих газов (практически 100 % мирового производства этилена и около 70 % мирового производства пропилена осуществляется путем пиролиза). Кроме них при проведении данного процесса получаются продукты глубокого уплотнения – сажа и кокс, а также пиролизная смола - высокоароматизированная жидкость широкого фракционного состава со значительным содержанием непредельных углеводородов. Пиролизная смола является ценным сырьем для производства полимерных смол, дивинила, бензола, ароматических углеводородов, кокса и др.

 

Основными параметрами пиролиза является температура и продолжительность реакции. Каждой температуре соответствует оптимальное время реакции, при котором достигается максимальный выход целевого продукта. Так, максимальный выход этилена происходит при температуре 1000 °С и продолжительности контакта около 0,01 с.

 

В настоящее время процессы пиролиза описывают теорией цепного свободно-радикального механизма разложения. Все реакции, происходящие при пиролизе, условно разделяют на первичные и вторичные.

  • К первичным реакциям относят процессы расщепления высокомолекулярных парафинов и нафтеновых углеводородов с образованием углеводородов меньшей молекулярной массы и, соответственно, увеличением объема газа реакционной массы.
  • Ко вторичным реакциям относят реакции конденсации/поликонденсации, протекающие преимущественно на поздних стадиях пиролиза, и приводящих к синтезу термически стабильных полиядерных ароматических углеводородов, таких как нафталин, антрацен и др. Также ко вторичным реакциям относят процессы образования пека.

 

Для снижения скоростей вторичных реакций практикуют разбавление сырья водяным паром, что приводит к снижению парциального давления углеводородов и, следовательно, способствует протеканию процессов, идущих с увеличением объема.