Пиролиз это процесс: Пиролиз углеводородного сырья — Что такое Пиролиз углеводородного сырья?

Содержание

Процесс пиролиза — реакции, распад, факторы влияния, проблемы

Основными реакциями процесса пиролиза являются реакции разложения алканов и нафтеновых углеводородов на меньшие молекулы-осколки, которые, в свою очередь, вступают в разнообразные реакции между собой.

Предельные углеводороды

С₁₂Н₂₆—>	С₆Н₁₄	+ С₆Н₁₂
додекан	гексан	Гексен

С уменьшением молекулярного веса и ростом температуры распад молекулы происходит ближе к ее краю, при этом образуется легкий углеводород и тяжелый остаток молекулы, который быстро разлагается.

С₆Н₁₄

—>

С₂Н₄

+ С₄Н₁₀

гексан

этилен

Бутан

С₄Н₁₀—>	С₂Н₄	+ С₂Н₆
бутан	этилен	этан

Распад изобутана при пиролизе протекает в основном в двух направлениях:

СН₃ — СН — СН₃ —> СН

2 = С — СН₃ + Н₂

¦ ¦

СН₃ СН₃

изобутан изобутилен

СН₃ — СН — СН₃ —> СН₂ = СН — СН₃ + СН₄

¦ пропилен метан

СН₃

изобутан

В этих реакциях этилен не образуется. Если основной задачей является получение максимального количества этилена, то изобутан считается нежелательным компонентом сырья пиролиза.

При пиролизе этановой фракции реакция проходит по следующей схеме:

С₂Н₆—>	С₂Н₄	+ Н₂
этан	этилен	водород

При пиролизе рецикловых сбросов с высоким содержанием пропана реакция проходит по следующей схеме:

С₃Н₈—>	С₂Н₄	+ СН₄
пропан	этилен	Метан

С₃Н₈—>

С₃Н₆

+ Н₂

пропан

пропилен

Водород

Непредельные углеводороды

Непредельные углеводороды — олефины, являются конечным продуктом пиролиза, поэтому присутствие их в сырье нежелательно. При температуре 600 ^оС и выше реакция распада олефинов сопровождается реакциями конденсации с образованием непредельных углеводородов с двумя двойными связями — диолефинов.

2СН₂ = СН₂ —> СН₂ = СН — СН = СН₂ + Н₂

этиленбутадиен

При дальнейшей конденсации образуются ароматические углеводороды.

СН₂ = СН — СН = СН₂ + СН₂ = СН₂ —> С₆Н₆ + 2Н₂

бутадиен этилен бензол

Устойчивость олефинов к действию высоких температур понижается с увеличением числа атомов углерода в молекуле. Этилен является наиболее устойчивым из непредельных углеводородов, но при температуре выше 650

оС он начинает разлагаться. При температуре 400 ÷ 700 ^оС для этилена характерна реакция димеризации:

4С₂Н₄	—> 2С₄Н₈	+ 4Н₂
	бутен

При температуре выше 600 ^оС для этилена характерны реакция конденсации:

2С₂Н₄

—> С₄Н₆

+ Н₂

бутадиен

и присоединение водорода:

С₂Н₄	+ Н₂—>	С₂Н₆
		этан

Нафтеновые углеводороды

Нафтеновые углеводороды, например, циклопентан и циклогексан, более устойчивы к действию температуры, чем нормальные пентан и гексан. Для пиролиза циклопентана и циклогексана при температуре 600 ÷ 700

оС характерна реакция разрыва кольца.

С увеличением длины боковой цепи устойчивость нафтеновых углеводородов понижается.

Сырье

Лучшим сырьем для процесса пиролиза являются предельные углеводороды. Их используют в смеси с другими углеводородами, которые также участвуют в процессе.

Температура

Температура является одним из основных факторов, определяющих процесс пиролиза. При повышении температуры резко повышается скорость реакции пиролиза, иногда меняется их характер.

С повышением температуры скорость первичных реакций распада растет быстрее, чем вторичных реакций полимеризации и конденсации. Поэтому непредельные углеводороды (этилен, пропилен) сохраняются в пирогазе и выход их на сырье возрастает, а выход смолы и кокса снижается.

Время контакта

Это время, в течение которого углеводороды находятся в зоне высоких температур (в реакционной зоне).

С увеличением времени контакта пирогаза в зоне высоких температур снижается выход этилена и пропилена, увеличивается коксообразование.

Давление

Снижение давления способствует образованию газообразных продуктов реакции, увеличению выхода этилена и пропилена. Увеличение давления приводит к увеличению выхода смол и кокса, снижению выхода этилена и пропилена.

Добавка инертных разбавителей

Разбавление сырья водяным паром способствует увеличению выхода этилена и пропилена, снижает выход кокса. Разбавляя реагирующие вещества, водяной пар тем самым уменьшает вероятность столкновения между собой молекул непредельных углеводородов и снижает реакции полимеризации и конденсации.

Примерно технологическая схема печи выглядит следующим образом:

В качестве основной проблемы процесса можно выделить невозможность наблюдения за происходящим с сырьем в реальном времени. Есть данные «что вошло», и данные о том «что получилось», однако любое воздействие на процесс возможно уже по факту свершившегося нарушения преобразований.

Пиролиз нефтяного сырья | Нектон Сиа

Пиролиз нефтяного сырья

09. 05.2014

Для получения углеводородного сырья для химической промышленности в настоящее время широко используется процесс пиролиза нефтяного сырья. Данный процесс является методом разложения органических соединений под воздействием высоких температур без доступа воздуха или при его ограниченном объёме. Он позволяет получать ненасыщенные и ароматические углеводороды в ходе термического крекинга. Основное назначение пиролизных установок – получение этилена и пропилена в первую очередь. Эти вещества являются основой для полимеров, используемых в дальнейшем при изготовлении пластмасс, синтетических волокон, каучука и многих других важных продуктов. Именно поэтому данные установки называют этиленовыми. Часто можно слышать, что процесс пиролиза нефтепродуктов называют «ароматизацией нефти». Это связано с тем, что в ходе данного процесса получают такие ароматические углеводороды как бензол и толуол.

Немного истории. Впервые процесс пиролиза начали использовать в России ещё в XII веке для получения древесной смолы, используемой в ходе пропитки канатов и смолении деревянных судов. В дальнейшем стали получать древесный уголь при сухой перегонке древесины. В промышленном масштабе данный процесс используется с XIX века. Применяли пиролиз для получения уксусной кислоты при сжигании древесины лиственных пород деревьев.

В семидесятых годах XIX века на территории России открываются первые заводы, на которых процессу пиролиза подвергают керосин с целью получения осветительного газа. Первым держателем патента на пиролиз нефтепродуктов был петербургский химик-технолог А. А. Летний. В дальнейшем В. Г. Шухов и З. А. Никифоров открывают возможность получения углеводородов ароматического ряда методом пиролиза. В ходе Первой мировой войны пиролитический процесс используют для выработки толуола, являющегося сырьём при производстве тринитротолуола (тротила).

В настоящее время во многих странах газ, получаемый в ходе пиролиза, используется в качестве источника энергии при выработке электрической энергии, горячей воды, тепловой энергии.
Высоко актуален вопрос получения этилена, пропилена, бутилена с учётом бурного развития нефтехимии. Эти газы при пиролитическом процессе образуются в большем объёме, нежели при коксовании, термическом или каталитическом крекинге.

Пиролиз нефтепродуктов используется и при ликвидации последствий загрязнения нефтепродуктами почвы.Широко применяют пиролитический метод в ходе переработки твёрдых органических отходов, шламов нефтепродуктов, продуктов бурения. Утилизация отходов крайне актуальна при решении вопросов сохранности окружающей среды.

Рассмотрим схематически превращения, происходящие с нефтяным сырьём в ходе проведения пиролиза. В начале процесса сырьё по трубам поступает в печь, где постоянно поддерживается температура от +450 °С до +1050 °С. В этой печи нефтяное сырьё преобразуется в газ. При выходе из печи данный газ закаляют путём впрыскивания воды, охлаждают, очищают и разделяют. Для этого используются ректификационные колонны. При разделении лёгкого масла получаются фракции бензольные, толуольные, ксилольные. Их подвергают повторной ректификации, в ходе которой получают в чистом виде бензол, толуол, ксилол и пиробензол. Пиробензол применяется в качестве авиационного топлива. Перегонка смолы и масел даёт масла зелёное и нафталиновое, а также пек, служащий в качестве беззольного кокса при производстве электродов.

Для проведения процесса пиролиза особых требований к давлению не предъявляется. Оно может приближаться к атмосферному. А вот температура, при которой проходит процесс, может различаться от +450 °С до +550 °С при низкотемпературном пиролизе, до +800 °С при среднетемпературном процессе и до +1050 °С при высокотемпературном пиролизе.

В зависимости от вида реакции выделяют пиролиз окислительный и сухой.

Исторически сложилось так, что на территории США бензин активно использовался как топливо для большого числа автомобилей, а в качестве сырья для пиролиза используются газообразные углеводородные вещества. В России и Европе для переработки используют масла и керосин, так как переработка нефтяных продуктов происходит по топливно-масляной схеме.

В настоящее время в процессе пиролиза нефтяного сырья вырабатывается 100% этилена, около 70% пропилена, 80% дивинила и около 40% бензола. При этом производительность пиролизных установок в пересчёте на этилен выросла с 50 тысяч тонн в среднем в пятидесятые годы прошлого столетия до 600 тысяч тонн в год в наши дни.

Крупнейшим производителем этилена в настоящее время являются США, которые вырабатывают 27653 тысячи тонн данного вещества в год. В России вырабатывается 2810 тысяч тонн этилена в год. Растут мощности пиролитических установок в России в настоящее время лишь за счёт проведения работ по реконструкции комплексов, построенных ещё во времена СССР. Существуют планы по строительству этиленовых комплексов в нашей стране, но будут ли они реализованы в жизнь неизвестно.

Неотъемлемой частью применения в современном мире пиролиза является дальнейшее совершенствование технологии. Основное внимание при этом уделяется росту эффективности газогенераторных пиролизных котлов, снижению количества вредных остаточных продуктов, снижению себестоимости производственного процесса. При этом постоянно совершенствуются конструкции пиролизных установок, меняется состав компонентов, включённых в химический процесс, меняются условия протекания пиролитического процесса.

Отметим, что важными направлениями исследований учёных являются пиролиз с применением катализаторов и пиролитический процесс с добавлением веществ, являющихся либо инициаторами процесса деструкции, либо ингибиторами протекания имеющихся побочных процессов. Активные исследования в области каталитического пиролиза проводят учёные в Японии. Сложности в ходе внедрения в жизнь разработок по второму направлению связаны, в основном, с проблемами дозирования, распределения веществ по потоку пара и сырья.

Интересны работы по применению в ходе пиролиза различных полей – акустических, электромагнитных. Воздействие данных физических полей на протекание процесса можно сравнить с воздействием катализаторов.

Интересны работы по применению низкотемпературной плазмы в ходе пиролиза. Её использование позволяет перерабатывать в качестве сырья малоценные и трудноперерабатываемые продукты. Данное направление приобретает большое значение на фоне уменьшения запасов нефти на планете и значительного роста цен на данное сырьё.

Процессы пиролиза | Lee Enterprises Consulting, Inc.

В процессах пиролиза используется широкий спектр материалов, и эксперты считают, что эта технология будет развиваться и развиваться. Пиролиз, который использует высокую температуру для преобразования одного продукта в другой, использует малоценные материалы, такие как сельскохозяйственные отходы, побочные продукты лесного хозяйства и сожженные деревья, для производства бионефти, синтез-газа, угля и древесного спирта. Производство электроэнергии является основным применением, но все большее значение приобретает использование в сельском хозяйстве и химическое производство.

Интерес к процессам пиролиза очевиден из более чем 1000 проектов различного масштаба, о которых сообщалось за последние 15 лет, по словам Лоренца Бауэра, известного эксперта в области пиролиза и одного из 100 экспертов, связанных с Lee Enterprises Consulting. . Хотя некоторые из этих проектов больше не действуют, многие все еще работают. «Интерес к новым установкам и технологиям сохраняется», — говорит Бауэр, и многие компании, муниципалитеты и организации изучают возможности использования пиролиза для преобразования постоянно растущего числа продуктов в полезное топливо и материалы. Вопрос о том, как сделать технологии и проекты пиролиза прибыльными и устойчивого развития продолжает оставаться открытым. Есть много переменных. Затраты на производство зависят от наличия на месте продуктов для прохождения процесса и их стоимости. Это, по словам Бауэра, может сделать небольшие мобильные устройства особенно привлекательными. Но при правильных условиях пиролиз биомассы может повысить экономику сельских районов. Кроме того, ужесточение ограничений на политику захоронения отходов в городских районах может склонить чашу весов в пользу пиролиза биомассы. Тем не менее, наибольший интерес к этой технологии вызывает сокращение использования ископаемого топлива, говорит Бауэр.

Крупные консалтинговые фирмы по возобновляемым источникам энергии и биохимии, такие как Lee Enterprises Consulting, обычно предлагают широкий спектр услуг в области биотоплива, биохимии, биотехнологий, биоматериалов, коммерциализации синтетической биологии, сырья и конопли/каннабиса. Эти компании должны иметь деловые и финансовые услуги, такие как комплексная проверка, доступность сырья, гранты и кредиты, а также исследование биорынка. Компания также предлагает технические и инженерные сопутствующие услуги, такие как технико-экономический анализ, экологическая оценка, технико-экономическое обоснование, анализ рисков и привлечение свидетелей-экспертов. У них также могут быть стратегические партнерские отношения, чтобы помочь клиентам в страховании, юриспруденции, бухгалтерском учете, производстве оборудования, закупке сырья.

Компания Lee Enterprises Consulting, в которой работает более 150 экспертов по всему миру, имеет экспертов во многих конкретных областях, связанных с чистыми и возобновляемыми источниками энергии, включая анаэробное сбраживание, ферментацию, биомассу, технологии переработки таких вещей, как шины и железнодорожные шпалы, органический синтез, топливные добавки, газообразный этанол, биодизельное топливо, включая биотопливо из водорослей, твердое и промышленное брожение, гранты на зеленую энергию, сельскохозяйственные биотехнологии, сельскохозяйственные отходы, спиртовое топливо, альтернативные белки и продукты, не содержащие животных, устойчивые продукты питания, ферментация напитков, биокатализ, преобразование биодизеля, производство биогаза, энергия биомассы, углеродоемкость, утилизация СО2, комбинированное производство тепла и электроэнергии, технология Фишера-Тропша, пищевые отходы, гидротермальная карбонизация, промышленные ферменты, управление свалками, микробная ферментация, органический синтез, пиролиз пластика, переработка пластика, пластиковые отходы, пиролизное масло, конструкция реактора, возобновляемые источники энергии идентификационный номер, стандарт возобновляемого топлива (rfs2), твердое восстановленное топлива, торрефикация и торрефицированная биомасса, отходы в энергию и отходы в водород. Это многопрофильная группа консультантов по зеленой энергетике, которая является виртуальным «универсальным магазином» для любых потребностей клиентов и занимается проектами всех типов и размеров.

Посмотрите на наших специалистов и услуги, которые мы предоставляем. Большинство наших экспертов также могут консультировать и выступать в качестве свидетелей-экспертов в судебных спорах по вопросам биоэкономики. Для более крупных проектов мы специализируемся на объединении междисциплинарных команд с полным спектром услуг с одним контактным лицом. Видео о LEC смотрите здесь. Позвоните нам по телефону 1+ (501) 833-8511 или напишите нам по электронной почте для получения дополнительной информации. См. также: «Проектирование пиролизного реактора» и «Технология пиролиза и обработка шин»,

Процесс пиролиза биомассы | БиоЭнерджи Консалт

Салман Зафар | 10 апреля 2022 г. — 10:43 | 10 апреля 2022 г. Биотопливо, энергия биомассы, возобновляемая энергия

Пиролиз биомассы — это термическое разложение биомассы, происходящее в отсутствие кислорода. Это фундаментальная химическая реакция, которая является предшественником процессов горения и газификации и происходит естественным образом в первые две секунды. Продукты пиролиза биомассы включают биоуголь, бионефть и газы, включая метан, водород, монооксид углерода и диоксид углерода.

В зависимости от тепловой среды и конечной температуры пиролиз будет давать в основном биоуголь при низких температурах, менее 450 ⁰ C, когда скорость нагрева достаточно низкая, и в основном газы при высоких температурах, более 800 ⁰ C, с быстрыми скоростями нагрева. При промежуточной температуре и относительно высоких скоростях нагрева основным продуктом является бионефть.

Пиролиз можно проводить в относительно небольших масштабах и в удаленных местах, что повышает плотность энергии ресурса биомассы и снижает затраты на транспортировку и обработку. Пиролиз предлагает гибкий и привлекательный способ преобразования твердой биомассы в легко хранимую и транспортируемую жидкость, которую можно успешно использовать для производства тепла, электроэнергии и химических веществ.

В процессах пиролиза можно использовать широкий спектр сырья из биомассы. Процесс пиролиза сильно зависит от влажности сырья, которая должна составлять около 10%. При более высоком содержании влаги образуются высокие уровни воды, а при более низких уровнях существует риск того, что в процессе вместо масла образуется только пыль. Потоки отходов с высоким содержанием влаги, такие как шлам и отходы мясопереработки, требуют сушки перед пиролизом.

Эффективность и характер процесса пиролиза зависят от размера частиц сырья. Большинство технологий пиролиза могут перерабатывать только мелкие частицы размером не более 2 мм, учитывая необходимость быстрой передачи тепла через частицы. Потребность в мелком размере частиц означает, что исходное сырье должно быть измельчено до того, как оно будет использовано для пиролиза.

Процессы пиролиза можно разделить на медленный пиролиз и быстрый пиролиз. Быстрый пиролиз в настоящее время является наиболее широко используемой системой пиролиза. Медленный пиролиз занимает несколько часов, и в результате получается биоуголь в качестве основного продукта. С другой стороны, быстрый пиролиз дает 60% биомасла, а полный пиролиз занимает несколько секунд. Кроме того, он дает 20% биоугля и 20% синтез-газа.

Био-масло

Био-масло представляет собой темно-коричневую жидкость, по составу аналогичную биомассе. Он имеет гораздо более высокую плотность, чем древесные материалы, что снижает затраты на хранение и транспортировку. Био-масло не подходит для прямого использования в стандартных двигателях внутреннего сгорания. В качестве альтернативы нефть может быть преобразована либо в специальное моторное топливо, либо путем газификации в синтез-газ, а затем в биодизель. Бионефть особенно привлекательна для совместного сжигания, потому что с ней легче обращаться и сжигать, чем с твердым топливом, и ее дешевле транспортировать и хранить.

Бионефть может иметь большие преимущества по сравнению с твердой биомассой и гейфикацией благодаря простоте обращения, хранения и сжигания на существующей электростанции, когда нет необходимости в специальных процедурах запуска. Кроме того, бионефть также является жизненно важным источником широкого спектра органических соединений и специальных химикатов.

Нравится:

Нравится Загрузка…

О Салмане Зафаре

Салман Зафар является генеральным директором BioEnergy Consult, а также международным консультантом, советником и тренером, обладающим опытом в области управления отходами, получения энергии из биомассы, преобразования отходов в энергию, защиты окружающей среды и сохранения ресурсов. Его географические области включают Азию, Африку и Ближний Восток. Салман успешно реализовал широкий спектр проектов в области биогазовых технологий, энергии биомассы, преобразования отходов в энергию, переработки и управления отходами.