29
байланысты температура мен процестің жүру уақытының оптималды қатынасы белгіленеді.
Мысалы, 900
0
С этиленнің этаннан ең жоғарғы шығымы 0,08 сек жаңасу уақытына, ал
1000
0
С – 0,01 сек сəйкес келеді. Сонымен бірге температураны өндірістік қондырғыда таңдау
қолданатын аппараттарға да байланысты.
Жаңасу уақыты бірдей жағдайда этилен шығымын пропиленге қарағанда көп алу
үшін жоғарылау температура қажет. Керісінше, пиролиздің бірдей температуралық
жағдайында , жаңасу уақытын өзгертіп қажетті өнімдер қатынасын алуға болады.
Тығыздану рекциясының ролін азайту үшін пиролизді барынша төмен қысымда
жүргізу керек. Пиролиз қондырғыларында құбырлы пештен шығардағы қысым əдетте 0,2-
0,25 МПа құрайды. Жоғары қысымның теріс əсерін азайту мақсатында пиролизді,
көмірсутекті шикі заттың сыбағалы қысымын реттейтін, қатты қыздырылған су буының
қатысуымен жүргізеді. Щикі затты су буымен сүйылту алкендер молекулаларының бір-
бірімен реакцияға түсуін азайтып, полимерлеу мен тығыздану реакцияларының ролін
кемітеді. Газ түріндегі шикі затты жəне сұйытылған газдарды пиролиздегенде 10-20%,
бензиндерді пиролиздегенде 25-тең 60% дейін шикі заттқа есептегенде, су буын қосады.
Кокс түзілуді ингибиторлар қолдануымен көп азайтуға болады. Ингибиторларды қосу
пиролиз пештерінің 3000 сағ. Жоғарығы дейін тоқтаусыз жұмысын ұзартуға, пиролиз
температурасының 920-950
0
С дейін көтеруге, су буын сұйылту дəрежесін кемітуге мүмкіндік
береді.
Өнімдер құрамы жəне қасиеті. Пиролизде газ жəне сұйық өнімдер түзіледі.
Пиролиз газы сутегінен, көміртегі атомдар саны 1-ден 4-ке дейін көмірсутектерінен,
су буынан, өте аз мөлшерде СО, СО2, Нə тұрады. Тазалау жəне газ бөлу блоктарында олар
зиянды қоспалардан арылады, пирогазды кептіреді жəне оны сутегі, метан, этан, этилен,
пропилен, пропан, бутилен-бутадиен фракциясына бөледі. Бутилен-бутадиен фракциясынан
бутадиен –1,3 бөледі, ол жасанды каучук алуға жіберіледі. Кейбір қондырғыларда бөлінген
этан мен пропан қайтадан пиролизге жіберіледі.
Пиролиздің сұйық өнімдері. Бұл топқа қалыпты жағдайда сұйық күйде болатын С5
жоғары көмірсутектері кіреді. Кейде пиролиздің сұйық өнімдерін пиролиз шайыры деп те
атайды. Шайыр шығымы пиролиз температурасын төмендетуден өседі. Мысалы, бензинді
төментемпературалы пиролиздегенде (750
0
С) шайыр шығымы 30-35% құраса, ал
жоғарытемпературалыда (850
0
С) ол 20-25 % дейін төмендейді.
Пиролиздің сұйық өнімдері пайдаланушы шикі зат пен процесс
жағдайына қарамастан,
шамамен бірдей химиялық жəне фракциялық құрам көрсетеді. Олар 10-15% алкендерден,
20-30% бензолдан, 10-15% толуолдан, тағы стирол, инден, циклопентадиен жəне т.б. түрады.
Пиролиз шайырын өңдеуді екі бағытта - отын өндіру жəне химиялық іске асырады.
Отын өндіру бағытында шайырды екі фракцияға - жеңіл жəне ауырға бөледі. Жеңіл
фракциядан гидрлеумен қанықпаған көмірсутектерінен арылады да, оны октан саны 78-80
пунктты гидротұрақталған жоғары октанды бензин компоненті есебінде пайдаланады. Ауыр
фракцияны қазан отынына қосады.
Пиролиздің сұйық өнімдерін өңдеудің химиялық бағыты экономикалық жағынан
тиімді. Шайырды б.қ. -70
0
С, 70-100
0
С, 130-190
0
С, 190-230
0
С, 230
0
С жоғары фракцияларға
бөледі. Б.қ. -70
0
С фракциядан циклопентадиен мен изопренді, 70-100
0
С фракциядан –
бензолды, толуолды жəне ксилолды бөледі. 130-190
0
С фракцияны полимеризациялап, табиғи
майды ауыстыра алатын жасанды мұнайполимер шайырын алады. 190-230
0
С – нафталин алу
үшін, ал 230
0
С жоғары фракцияны техникалық көміртегін алуға пайдалануға болады.
Пиролиз қондырғының технологиялық жүйесі. Пиролиз қондырғысы күрделі
комплекс, бірнеше секциялардан тұрады: көмірсутекті щикі затты пиролиздеу, пирогазды
компрессиялау мен тазалау, газды бөлу, пиролиз шайырын өңдеу.
Шикі зат - тура айдау бензин фракциясы мен рафинаттың қоспасы – 1 сораппен 2
жылуалмастырғыш арқылы қатар жұмыс істейтүғын 12 пештерге беріледі. 15 пешке 4
сораппен 5 жылуалмастырғышта қыздырылғаннан кейін, газ бөлу блогынан шыққан этан
мен пропан қоспасы бағытталады. Пештерде шикі зат əуелі конвекция камерасында
30
қыздырылады, ал одан кейін радиант камерасына түседі. Конвекция камерасынан шығарда
шикі затқа су буы қосылады.
Реакция өнімдері 12 жəне 15 пештерден 11 жəне 14 шынықтырушы-буландыру
жабдықтарына жіберіледі, олар пайдалану қазан міндетінатқарады. Бұл жабдықтардың
құбыраралық кеңістігіне 10 жəне 13 сепараторлардан ыстық су береді, ол реакция
өнімдерінің жылуы есебінен, жоғары қысымды су буына айналады.
I – бензин шикі заты; II – этан мен пропан қоспасы; III – химиялық тазаланған су; IV – б.қ. –
150°С фракция; V – 150-250°С фракция; VI – >250°С фракция; VII – метансутегі фракция; VIII – этан-
этилен фракциясы; IX – этансызданған конденсат; Х – сутегі; XI – су буы; XII – айналма су; XIII –
этилен; XIV – пропилен; XV - түтін газы.
1, 4, 8, 9, 26, 31-33, 37, 44 – сораптар; 2, 5, 6, 28-30, 40 – жылуалмастырғыштар; 3, 7, 25, 42 –
тоңазытқыштар; 10, 13, 20, 22, 27, 36, 43 – сепараторлар; 11, 14 – шынықтырғыш-буландырғыш
жабдықтары; 12, 15, 16 – пештер; 17, 21, 23, 34, 39 – колонналар; 18, 19, 35 – конденсатор-
тоңазытқыштар; 24 – компрессор; 38 – қайнатқыш; 41 – талғамды тазалау реакторы.
1.7 сурет - Пиролиз қондырғысының технологиялық жүйесі
Тура айдаудан бензинің (I) жəне этан фракциясының (II) пиролиздеудің қондырғының
материалдық балансы
I
II
Шикі зат
100,0
100,0
Алынды
Сутекті-метанды фракциясы
19,5
14,0
Этилен
29,0
50,0
Пропилен
14,0
1,0
Этан – пропан фракциясы
4,6
31,0
Бутилен-бутадиен фракциясы
11,5
2,0
Сұйық өнімдер (С
5
жəне жоғары)
22,4
2,0
Барлығы
100,0
100,0
