Образование ароматических углеводородов при пиролизе углеводородного сырья

• Автор: Костина, Галина Валентиновна
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 195 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Современное состояние процесса пиролиза

1.1.1. Основные виды сырья и цродукты пиролиза . .

1.1.2. Влияние условий проведения процесса на выход и состав жидких цродуктов пиролиза. .
1.1.3. Влияние фракционного и химического состава сырья на выход и состав жидких продуктов пиролиза

1.2. Образование ароматических углеводородов цри пиролизе углеводородного сырья

1.2.1. Образование ароматических углеводородов

при пиролизе парафиновых соединений . . . 2,

1.2.2. Образование ароматических углеводородов

при пиролизе циклических соединений . . 2.
1.2.3. Образование ароматических углеводородов
при пиролизе этилена, пропилена и дивинила.
Заключение.
2. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Методика проведения эксперимента и анализа
продуктов на импульсной установке с применением радиоизотопа
2.1.1. Описание установки и методика анализа продуктов пиролиза .
2.1.2. Выбор условий цроведения эксперимента, обработка экспериментальных данных и определение ошибок измеренийбО
2.1.3. Методика применения радиоуглерода
для исследования механизма пиролиза . . . .
2.2. Методика цроведения эксперимента и анализа
продуктов на проточной установке
2.2.1. Описание экспериментальной установки, методики проведения экспериментов и анализа продуктов. о
2.2.2. Характеристики сырья пиролиза .6А
2.2.3. Обработка экспериментальных данных и определение ошибок измерений.
2.3. Методики приготовления используемых меченых
углеводородов
2.3.1. Получение этилена1С и пропилена2
2.3.2. Получение дивинила1,3С в
2.3.3. Получение пиперилена3С
ИЗУЧЕНИЕ РОЕИ ЭТИЛЕНА И ПРОПИЛЕНА В ОБРАЗОВАНИИ
БЕНЗОЛА ПРИ ПИРОЛИЗЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ РАДИОИЗОТОПА
УГЛЕРОДА С
3.1. Изучение закономерностей образования низших олефинов и бензола при пиролизе нгексана. . . .
3.2. Изучение термических превращений этилена и его роль в образовании бензола .
3.3. Изучение термических превращений пропилена и его роль в образовании бензола при пиролизе. . .
РОЛЬ ДИЕНОВЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ ПРИ ОБРАЗОВАНИИ БЕНЗОЛА
В ПРОЦЕССЕ ПИРОЛИЗА
4.1. Изучение механизма термических цревращений дивинила
4.2. Исследование пиролиза пиперилена.Нк
4.3. Исследование пиролиза гексадиенов и изучение роли циклопентадиена в реакции термической ароматизации
е
5. ОБОБЩЕННАЯ СХЕМА ОБРАЗОВАНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ В ПРОЦЕССЕ ПИРОЛИЗА
5.1. Термодинамический расчет некоторых молекулярных реакций ароматизации .М
5.2. Обоснование схемы образования бензола в условиях высокотемпературного пиролизаМ
5.3. Термодинамическое и кинетическое обоснование радикальных реакций ароматизации
6. ПИРОЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО СЫРЬЯ С ЦЕЛЬЮ ОДНОВРЕМЕННОГО ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКИХ ВЫХОДОВ НИЗШИХ ОЛЕФЙНОВ И БЕНЗОЛА
6.1. Влияние режимных параметров на результаты
пиролиза црямогонного бензина
6.2. Влияние химического состава сырья на результаты пиролиза смесей углеводородов и технических
фракций.
вывода.
ЛИТЕРАТУРА


Прогноз структуры сырьевой базы этиленовых производств в Западной Европе показан в табл. Данные табл. При переходе к газойлевым фракциям в цродуктах пиролиза резко увеличивается количество жидких продуктов с при пиролизе бензинов до з. При этом происходит существенное изменение состава жидких продуктов, характеризующихся главным образом повышением концентрации в них ароматических углеводородов и высококипящих выше 0С фракций. Таблица 1. Таким образом, в процессе пиролиза может применяться самое разнообразное сырье от газообразного до сырой нефти. При этом с утяжелением сырья выход газообразных продуктов уменьшается, а количество жидких, состоящих преимущественно из ароматических углеводородов, увеличивается, что наглядно показано в табл. При пиролизе нефтяного сырья образуются газы, состоящие в основном из низших олефинов, и жидкие продукты, богатые ароматическими углеводородами. Изменение условий проведения процесса влияет на состав и выходы основных продуктов пиролиза. Влияние температуры. Известно, что увеличение температуры пиролиза приводит к значительному росту конверсии и изменению состава образующихся цродуктов . В цроцессе пиролиза молекулы углеводородов распадаются на радикалы, способные вступать как в реакции распада, так и в реакции присоединения. Повышение температуры в большей степени ускоряет реакции с более высокими значениями энергии активации реакции распада, поэтому о повышением температуры выходы бутена, пропилена и этилена увеличиваются, а бутана, пропана и этана снижаются . Увеличение температуры выше 1Ю0С вызывает рост выхода ацетилена . Образующиеся в процессе пиролиза нецредельные соединения способны вступать в реакции распада и конденсации. Повышение температуры увеличивает роль реакций распада и снижает роль реакций конденсации, в результате чего количество жидких продуктов уменьшается, но концентрация в них ароматических углеводородов растет табЛ. Аналогичные данные приведены в работе 1б. С повышением температуры в жидких продуктах пиролиза значительно возрастает содержание бензола и толуола, а количество ксилолов, бутил и триметилбензолов уменьшается, что объясняют увеличением роли реакций деалкилирования. Количество олефиновых углеводородов снижается, вероятно, за счет расщепления высших олефинов до более низкомолекулярных газообразных. По данным работ , выход толуола изменяется незначительно, хотя для бензола сохраняется такая же зависимость от температуры, что и в работах ,1б табл. Таблица 1. Изменение состава жидких продуктов пиролиза в зависимости от температуры процесса . В отличие от работ 1 э авторы показывают, что суммарный выход ароматических углеводородов с увеличением температуры проходит через максимум и при 5, 0 и 0С составляет соответственно 4,0 4,5 и 3,2 мае. Таблица 1. Температура, С Ф 1 Выход, мае. Влияние времени контакта. Для получения максимального выхода целевых цродуктов важно обеспечить оптимальное время реакции. Для различных видов сырья оптимальное время реакции различно. На рисунке 1. В настоящее время с целью увеличения выходов низших олефинов наблюдается тенденция к ужесточению режима пиролиза, то есть повышение температуры процесса и снижение времени контакта. Влияние жесткости процесса на выход продуктов пиролиза бензина показано в табл. С Т время контакта, сек. Увеличение жесткости процесса приводит к снижению выхода легкой части жидких продуктов пиролиза, но увеличивает содержание в ней ароматических углеводородов . В работе 2зиссле

Рис. Таблица 1. Продукты В ы х I од, мае. Ароматические Сд 1,5 1. Котельное топливо 2,9 3,7 4,
довали пиролиз нгексана, циклогексана, ноктана и изооктана при 0, 0, 0 и 0С и временах контакта от 0,5 до 2,0 сек. Результаты приведены на рисунке 1. Как видно, с увеличением жесткости процесса выход ароматических углеводородов увеличивается, что согласуется с данными работы . Влияние разбавления водяным паром. Для газообразного сырья разбавление водяным паром эффективно до его расхода мае. Зависимость выхода газообразных продуктов пиролиза от степени разбавления водяным паром демонстрируется таблицей 1. Таблица 1. Выход, мае.