ВЛИЯНИЕ КАВИТАЦИОННОЙ АКТИВАЦИИ БЕНЗИНОВОЙ ФРАКЦИИ НА ВЫХОД ПРОДУКТОВ ПИРОЛИЗА

Аннотация

Одними из наиболее важных полупродуктов нефтехимической промышленности являются этилен и пропилен. Основным способом получения этих продуктов является пиролиз углеводородного сырья. Активация сырья, основанная на явлении кавитации, может способствовать интенсификации технологического процесса получения этилена и пропилена. Целью данной работы являлось исследование влияния предварительной активации бензиновой фракции нефти на выход газа пиролиза и содержание в нем низших олефинов. Активацию сырья реализовывали в гомогенизаторе высокого давления марки Донор-2. Пиролиз углеводородов проводили в установке проточного типа. В ходе исследований, методом газо-адсорбционной хроматографии, определялся углеводородный состав газа пиролиза, характеристики сырья и жидких продуктов пиролиза (фракционный состав, плотность, показатель преломления). Проведенные исследования показали, что при пиролизе исходной и активированной бензиновой фракции повышение температуры и времени контакта сопровождалось увеличением выхода газа. Установлено, что при проведении пиролиза исходного и активированного сырья при времени контакта 0,5 с и температуре 600 °С различие в выходе газа составляло 1%об., при том же времени контакта, но при температуре 800 °С различие в выходе газа было 6%об. (50%об. у исходного сырья и 56%об. у активированного). Следует отметить, что активация сырья способствует увеличению выхода газа пиролиза. Однако различия в выходах газа у исходного и активированного сырья возрастают с ростом температуры процесса и времени пребывания сырья в реакционной зоне. Наименьшие различия отмечались при температуре 600 °С и наименьшем времени пребывания сырья в реакционной зоне (0,5 с), наибольшие при 800 °С и времени 2,5 с. Активация сырья отражается не только на выходе газов пиролиза, но и на их составе. В газах значительно увеличилось содержание низших олефинов. Как и в случае с выходом газа, повышение температуры процесса увеличивало эффект активации сырья. Изменение времени контакта в сторону его повышения способствовало снижению наблюдаемого эффекта. Например, в составе газа пиролиза, полученного при времени контакта 2,5 с и температуре 800 °С, концентрация этилена и пропилена снизилась до ~6% и ~1% соответственно. Увеличение содержания бутенов в газах пиролиза после активации сырья было незначительно и не превышало 2%. Активация сырья оказывает влияние и на изменение выхода жидких продуктов пиролиза. Их количество снижается. Влияния активации сырья на выход продуктов уплотнения не установлено. Представленные в работе результаты исследований подтверждают высказанное авторами и рядом исследователей предположение об активации в молекулах углеводородов связей углерод–углерод при протекании кавитации. Это в сочетании с последующим термическим воздействием на активированное сырье будет способствовать протеканию химических процессов, что в приложении к процессу пиролиза будет отражаться на повышении выхода газообразных продуктов процесса со значительным увеличением в них содержания низших олефинов (этилена, пропилена). Применение данного подхода в промышленности для подготовки сырья к пиролизу позволит повысить мощность существующих производств низших олефинов.

Для цитирования:

Николаев А.И., Пешнев Б.В., Алхамеди М.Х.И., Королев А.Н. Влияние кавитационной активации бензиновой фракции на выход продуктов пиролиза. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2023. Т. 66. Вып. 8 С. 99-105. DOI: 10.6060/ivkkt.20236608.6812.