Плазмохимический пиролиз углеводородов

Наиболее распространенный способ закалки — охлаждение в теплообменниках. Этот способ применяют для охлаждения газов с температурой до 3700 °С. Широко используют также метод закалки продуктов плазмохимического процесса струями жидкости (воды или реагента) или газа. Например, закалка продуктов плазмохимического пиролиза углеводородов углеводородами повышает выход целевых продуктов, позволяет более гибко регулировать их состав и уменьшает удельные затраты электроэнергии. [c.298]

Особого внимания заслуживают перспективы плазмохимического пиролиза углеводородов с целью получения этилена, пропи- [c.234]

На выходе из плазмохимического реактора прореагировавшая смесь содержит целевые продукты химического процесса. Для прекращения реакции служит операция закалки. Наиболее распространенный способ закалки — охлаждение в теплообменниках — пригоден для охлаждения газов с температурой до 3700 °С. Широко используют также способ закалки продуктов плазмохимического процесса струями жидкости (воды или реагента) или газа. Например, закалка продуктов плазмохимического пиролиза углеводородов углеводородами повышает выход целевых продуктов, позволяет более гибко регулировать их состав и уменьшает удельные затраты электроэнергии. [c.477]

В качестве закаливающего агента можно использовать тот или иной реагент. Это приводит к улучшению показателей процесса, а иногда и к экономически эффективному изменению технологии. Например, закалка продуктов плазмохимического пиролиза углеводородов углеводородами повышает выход целевых продуктов, позволяет более гибко регулировать их состав и снижает удельные затраты электроэнергии. [c.310]

При использовании газов плазмохимического пиролиза углеводородов для получения винилхлорида себестоимость последнего резко снизится по сравнению с величиной, характерной для способа получения его из этилена, даже несмотря на относительно низкую себестоимость этилена. [c.242]

Если при плазмохимическом пиролизе углеводородов не организовано-принудительной закалки, то в результате можно получить сажу и технический водород. Качества получаемых саж, которые являются высокодисперсными и обладают развитой вторичной структурой, намного выше, чем у сажи, получаемой в печах. В работе [77] предложена кинетическая модель сажеобразования и приведены результаты расчетов и экспериментального исследования процесса. Предполагалось, что процесс состоит из термического разложения углеводородов до углеродного пара и углеводородных радикалов с образованием зародышей новой фазы, роста и коагуляции частиц. Кроме того, учитывалась возможность образования зародышей в объеме при взаимодействии молекул углеводородов с сажевыми частицами. [c.246]

Промышленная реализация любого процесса переработки углеводородов требует решения вопроса о влиянии колебаний в составе сырья на его показатели. Некоторые выводы о чувствительности процесса пиролиза углеводородов в плазменной струе к колебаниям в составе сырья можно сделать, анализируя работу [17]. В результате рассмотрения термодинамических расчетов для систем С—Н показано [17], что основные показатели пиролиза, в том числе степень превращения в. ацетилен, темцература, энергетические затраты, зависят от энергетического критерия, представляющего отношение затраченной на пиролиз, энергии к тепловому эффекту реакции полного разложения сырья на ацетилен и водород, взятому при стандартной темпе-ратуре (рис. 2). Результаты экспериментов авторов [17] по пиролизу метана, пропана и их смесей в плазменной струе водорода, а также обработанные результаты плазмохимического пиролиза различных углеводородов других авторов подтвердили указанный вывод. Таким образом, при любом изменении состава пиролизуемого сырья можно получать практически постоянный состав газов пиролиза соответствующим изменением вкладываемой энергии в плазму. Результаты расчетов экономистов согласуются в оценке этого процесса как наиболее экономичного из всех существующих [18]. [c.365]

Ввиду большого содержания ацетилена в газах плазмохимического пиролиза природного газа и ацетилена с этиленом в газах пиролиза жидких углеводородов возможно их гидрохлорирование и хлорирование без выделения, что резко снижает себестоимость хлорвинила [21]. [c.365]

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ АЦЕТИЛЕНА И ЭТИЛЕНА ПЛАЗМОХИМИЧЕСКИМ ПИРОЛИЗОМ ЖИДКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ [c.371]

К квазиравновесным плазмохимическим процессам относятся такие высокотемпературные процессы, как пиролиз углеводородов, хлоруглеводородов, фторуглеводородов получение окислов азота восстановления элементов из руд, окислов, хлоридов получения тугоплавких соединений (карбидов, нитридов, окислов). Эти процессы проводят обычно при 1000—5000 К и близких к атмосферному давлениях. Конечный результат и характер химических превращений, происходящих при температурах порядка нескольких тысяч градусов в квазиравновесных условиях, в значительной степени определяются термодинамическими свойствами веществ, участвующих в той или иной из ее стадий [3 4, с. 411—433]. [c.52]

На стоимость ацетилена и олефинов при пиролизе углеводородов сильно влияет количество трудноудаляемых примесей (гомологов ацетилена, высших олефинов). В этом плане интересна работа [84], в которой исследовано влияние температурного режима на содержание указанных выше соединений при пиролизе бензина в плазменной струе водорода. Увеличение температуры реакции с 1300 до 1650 °К приводит к уменьшению содержания высших ацетиленовых и олефиновых углеводородов в 3—5 раз при сохранении высоких выходов целевых продуктов. Возможность уменьшения получаемых количеств гомологов ацетилена и высших олефинов при пиролизе углеводородов является одним из преимуществ плазмохимического способа. [c.233]

Термодинамические расчеты плазмохимических процессов пиролиза углеводородов. При проведении термодинамических исследований определен состав продуктов разложения углеводородов при соотношении С Н=1/10 3/4 1/2 [c.97]

Расчетные квазиравновесные составы неоднократно сопоставляли с экспериментально полученными при плазмохимическом пиролизе различных углеводородов. Оказалось, что в интервале 1600—1800 К (в ацетиленовом режиме пиролиза) с учетом точности экспериментального определения температу- [c.277]

На рис. 44-46 представлены экспериментальные данные по пиролизу углеводородов в плазмохимической реакторе в виде функций (на рио, 46 из-за отсутствия других данных величина Кд рассчитана по полной мощности плазмотрона, а не по мощности плазменной струи). [c.89]

Как показывают результаты экспериментов, газофазные плазмохимические реакции протекают за время 10" —10" сек. Это время может быть недостаточным для установления химического равновесия для всех реакций. В частности, за это время может не успеть произойти образование конденсированной фазы, поскольку скорости газофазных реакций значительно выше скорости образования конденсированной фазы [4]. Кроме того, возможно, не успеют образоваться многие сложные соединения, требующие тройных столкновений каких-либо промежуточных соединений (например, бензола при пиролизе углеводородов). Поэтому для описания газофазных плазмохимических процессов часто более правильным является рассмотрение не истинно равновесного состава, а состава квазиравновесного, не учитывающего образования конденсированной фазы и каких-то (конкретных для данного процесса) соединений. [c.224]

В настоящее время изучены сотни реакций углеводородов в низкотемпературной плазме. Разрабатываются научные основы технологии плазмохимических процессов пиролиза углеводородов, окисления их, селективного синтеза ценных соединений. [c.231]

Результаты экспериментального изучения плазмохимических процессов получения ацетилена и технического водорода и ацетилена, этилена и технического водорода. В настояш,ее время изучен плазмохимический пиролиз многих углеводородов и их технических смесей, представляющих практический интерес. Нами исследован пиролиз пропан-бутановой фракции [32], -гептана [32], бензинов с концом кипения 165 и 200° С [32, 34], газоконденсатов [41], газойля [34,42], нефти Ишимбаевского месторождения [34, 42] и в литературе описаны пиролиз метана [И, 30, 43, 44, 228, 232] природного газа различных составов [11, 45], пропана [ 30, 45], пропилена [45], т -гептана [48], бутадиена [46], циклогексана [46], бензинов [46—493, сырых нефтей нескольких месторождений [45, 49— [c.237]

На стадии 2 газообразные продукты плазмохимического пиролиза очищаются от высших ненасыщенных углеводородов абсорбцией керосином при температуре (—15 С) и давлении 6—10 ama. Затем они смешиваются с хлористым водородом, расход которого подбирается так, чтобы его концентра- [c.241]

Результаты экспериментального исследования плазмохимического процесса получения сажи и технического водорода пиролизом углеводородов, описаны в основном в патентной литературе [78—87]. Эксперименты проводили в электродуговых и высокочастотных безэлектродных плазмотронах, а также в установках с дугой высокой интенсивности. В качестве сырья использовали метан, природный газ, пропан, бензин, специально изготовленные смеси, содержавшие до 40% ароматических углеводородов (толуол, ксилол, нафталин), ароматические и нафтеновые углеводороды. Процесс проводили как непосредственно в дуге, так и в плазменных струях аргона, азота, водорода при температурах от 1500 до (5—6) 10 °К, временах пребывания в реакционной зоне —10 " сек. Закалка осуществлялась затапливанием струями холодного газа (иногда углеводородами) либо на охлаждаемой поверхности. Как и следовало ожидать из кинетических соображений, максимальный выход сажи имел место при пиролизе ароматических [c.246]

В настоящее время находятся в эксплуатации плазмохимические установки мощностью до 10 тыс. кВт и созданы плазмотроны мощностью до 20 тыс. кВт [5, 6]. В реакции окислительного дегидрирования выход стирола и таких кислородсодержащих углеводородов, как бензальдегида, крезола (орто-, мета-, пара-), а также глубина окислительного пиролиза, определяемая, в частности, количеством образующихся газов СО и СОг, во многом зависит от концентрации и активности атомов и молекул кислорода. [c.66]

Hg (С2Н2) может быть уточнена при сопоставлении результатов расчетов с экспериментальными кинетическими данными плазмохимического пиролиза углеводородов. Заметим, что в экспериментах обычно углеводороды значительно разбавлены теплоносителем — водородом. [c.234]

Технологические схемы производства винилхлорида, включающие плазмохимический пиролиз углеводородов. Необходимо, чтобы разрабатываемый процесс был сбалансированным но хлору. Из анализа экспериментальных данных, приведенных выше, следует, что пиролиз углеводородов, в частности бензина с концом кипения 165° С, можно проводить в плазменных струях, содержащих Н2, СН4. В зависимости от состава плазмообразующей смеси в газе пиролиза содержатся ацетилен и этилен (до 25—28об.%). В рассматриваемой ниже схеме плазмохимический пиролиз совмещается с получением [c.240]

Экономические преимущества плазмохимического пиролиза углеводородов. Технико-экономические оценки плазмохимических процессов получения ацетилена, этилена и технического водорода из различных видов углеводородного сырья выполнены, например, в [61] по нашим данным, специалистами фирмы МГД (США) — по данным американских исследователей [62]. Сопоставление показателей нлазмохимических процессов пиролиза с показателями промышленных процессов окислительного пиролиза свидетельствует о значительных преимуществах плазмохимических процессов. В последних возможна переработка любого вида углеводородного сырья, включая сырую нефть, выход ацетилена и этилена достигает 70—80 вес.%, а при организации рецикла 85 вес.%, расход сырья на 1 кг ацетилена составляет 2—2,8 против 4,5—6 кг в термоокислительном пиролизе, используется до 45% подводимой энергии непосредственно на реакцию против 35% в окислительном пиролизе, нет СО, СО2 и относительно малы концентрации побочных продуктов — это приводит к значительному упрощению аппаратурного оформления процесса, продуктами их являются С2Н2, С4Н4 и технический водород, который может быть использован в нефтехимии, концентрации ацетилена в газах относительно велики и его можно применять без выделения, например в процессе получения винилхлорида. [c.242]

К квазиравновесн ,1м плазмохимическим процессам относят пиролиз углеводородов, хлоруглеродов, фторуглеродов в органической химии, получение оксидов азота, восстановление элементов из руд, оксидов, хлоридов, получение тугоплавких соединений (карбидов, нитридов, оксидов) в неорганической химии. Эти процессы осуществляют при температуре 1000-5000 К и давлении, близком к атмосферному. [c.174]

Разработаны принципы технологии плазмохимических процессов пиролиза углеводородов, их окисления, селективного синтеза ценных продуктов. В области неорганической химии изучены плазмох 1Мические процессы окисления, восстановления различных соединений, руд и минералов, их разложения, получения тугоплавких соединений (нитридов, карбидов, интерметаллидов), а также такие экзотические реакции, как образование соединений благородных газов. [c.298]

Хорошие экономические показатели по использовапию сырья и другим затратам на производство имеет разработанный плазмохимический пиролиз газовых и жидких углеводородов. Выход целевых продуктов по плазмохимическому методу в 3—3,5 раза выше в сравнении с выходом термоокислительпого процесса и составляет в случае использования метана 61,2%, бензина — 51,0, нефти —48% [30]. При плазмохимическом процессе выделяется значительное количество водорода, который можно эффективно применять для других синтезов или передавать в другие отрасли для целей гидрирования, гидрокрекинга, гидроочистки и т. д. [c.184]

В иду большого сод1ржания ацетилена в газах плазмохимического пиролиза природного газа и ацетилена с этиленом в газах пиролиза жидких углеводородов возможно их гидрохлорирование и хлорирование без выделения, например по способу, разработанному японской фирмой Куреха [87], что приводит к резкому снижению себестоимости хлорвинила. [c.233]

Нурсултанов О.С.-В кн. Вопр.теор.и эксперим.физ.-Алма-Ата,1978,с.83-87 РЖХим,1979,2Б1336. О пиролизе углеводородов в плазмохимическом реакторе. [c.377]

Рассматривая результаты термодинамических расчетов для систем С—Н, автор [60] показал, что основные показатели процесса пиролиза, в том числе степень превращения в ацетилен, температура процесса, энергетические затраты, зависят от энергетического критерия, представляющего отношение затраченной на процесс пиролиза энергии к тепловому эффекту реакции полного разложения сырья на ацетилен и водород, взятому нри стандартной температуре (рис. 4). Результаты экспериментов автора [60] по пиролизу метана, пропана и их смесей в плазменной струе водорода, а также обработанные результаты других авторов по плазмохимическому пиролизу различных углеводородов подтвердили указанный вывод. Таким образом, при любом изменении состава ниролизуемого сырья можно получать практически постоянный состав газов пиролиза соответствующим изменением вкладываемой энергии в нлазму. Результаты расчетов экономистов согласуются в оценке этого процесса как наиболее [c.421]

В газе, полученном в плазмохимическом пиролизе, после закалки содержание С2Н2 будет зависеть от температуры и со-отнощения С Н. При увеличении С Н от 0,25 до 2,5 содержание С2Н2 растет с 12% до 42% при изменении температуры от 3200 до 4000 К. Затраты энергии на получение 1 кг ацетилена велики и зависят от давления. Они составляют 19,8 кВт-ч при —0,1 МПа и —3200 К и 11,8 кВт-ч при 1,5 МПа и 3400 К-Расчетные значения концентрации ацетилена удовлетворительно согласуются с экспериментальными, полученными на установках с дугой высокой интенсивности из графита и водорода и графита и метана. Однако они существенно отличаются от экспериментальных составов, полученных при плазмохимн-ческом пиролизе углеводородов. Это связано с тем, что за времена реакций не успевает произойти образование конденсированной фазы. [c.276]

Уже разработаны многие вопросы научных основ технологии плазмохимических процессов пиролиза углеводородов, их окисления, селективного синтеза ценных соединений. В качестве примера рассмотрим плазмохимический процесс получения реакционной смеси для производства винилхлорида 2H3 I. [c.328]

Закалка продуктов плазмохимических процессов. Специальное теорети ческое и экспериментальное исследование проблемы закалки является одним из основных вопросов плазмохимической технологии. Существуют два типа плазмохимических реакций, при которых состав продуктов зависит от режима закалки. В случае, когда необходимо зафиксировать промежуточные продукты химических превращений (например, ацетилен при пиролизе углеводородов), существенны скорость закалки и момент начала ее. Опоздание с началом закалки приблизительно на 2 10 сек в плазмохимическом пиролизе метана приводит к падению концентрации СзН с 15,5 до 10об.% [11J Во втором случае, когда получаемое вещество — конечный продукт реакции, протекающей при высокой температуре,— достаточно устойчиво при комнатной температуре, необходимо охладить продукты так, чтобы они не успели разлоя иться в промежуточном интервале температур. К этому типу реакций относится, например, термическое образование окиси азота в воздухе. Здесь вая но обеспечить необходимый режим закалки (dTldt) (Т) и не начать ее слишком рано, когда равновесие еще не установилось. Естественно, что рея им закалки определяется кинетикой процесса. [c.226]

Используемые для пиролиза технические углеводородные смеси (бензины, газоконденсаты, нефти) обычно содержат кроме алканов циклические предельные углеводороды, ароматические, многоядерные ароматические соединения. Исходя из характерных времен распада, результатов плазмохимического пиролиза их (анализ этих работ выполнен в [36]), можно также предложить начальные составы для расчета макрокинетики пиролиза. Например, в случае разложения бензола начальный состав состоит из ЗС2Н2, а в случае разложения толуола — СН4 4- ЗС2Н2 — Н2 и т. д. Величина отношения СН4 С2Н4 [c.234]

Результаты экспериментального изучения плазмохимического процесса получения смесей С Нз -f H N. По данным [94, 97—99], реакционная смесь, содержащая glig и H N, может быть получена как пиролизом углеводородов в плазменной струе азота, так и в результате реакции испаряющегося катода плазматрона углерода с Нз или NH3 в плазменной струе N2 [94]. Во втором случае 50% испаренного углерода переходит в H N, однако скорость образования H N мала и определяется скоростью испарения углерода. При введении СН4 в плазменную струю N3 скорости образования H N и С2Н2 резко возрастают, 91 % углерода переходит в целевые продукты. Лучшими были получены следующие показатели процесса [97] в пиролизном газе содержатся до 10,7 об. % H N, 12,9 об.% gHg и 74 об.% Hg, которые хорошо согласуются с термодинамически рассчитанными. Примерно те же показатели процесса приводятся в патентах [100, 101]. [c.249]

Макрокинетика плазмохимического пиролиза хлоруглеводородов. Кинетика разложения хлоруглеводородов при температурах выше 1000° К также практически не исследована. Оценки характерных времен разложения их, выполненные в [36] по описанным в литературе кинетическим данным, экстраполированным j o Т 2000—3000° К, свидетельствуют об относительно малых временах по сравнению с временами образования конечных продуктов. Анализ же экспериментальных данных плазмохимического пиролиза их [60, 102, 103] показывает, что при температурах реакции 1600— 2000° К основными продуктами являются НС1, С2Н2, С2Н4, Н2, СН4. Причем практически весь хлор, содержавшийся в исходном хлоруглеводороде, переходит в НС1, а соотношение углеводородов характерно для случая плазмохимического пиролиза углеводородного сырья примерно при тех же температурах и отношениях С/Н. Поэтому можно предположить, что разложение хлоруглеводородов протекает следующим образом за относительно [c.250]

Плазмохимические процессы получения смесей С2Н2 с НС1. Реакционная омесь с равными концентрациями gHg и НС1, необходимая для производства мономера винилхлорида, может быть получена пиролизом углеводородов в плазменной струе, содержаш ей Hg, H l, lg, СН4, либо пиролизом хлоруглеводородов или их смесей, например, отходов хлорорганических производств, в плазменной струе Hg [60, 59]. [c.251]

ВХМ может быть получен при плазмохимическом пиролизе смеси хлор-углеводородов — побочных продуктов хлорорганических производств. Пиролиз хлоруглеводородов проводится в плазменной струе смеси Hg, СН4 и С2Н4, возвращаемой со стадии выделения ВХМ. Сырьем служат побочные продукты отдельных или нескольких хлорорганических производств, подбираемые и в случае необходимости разбавляемые углеводородами так, чтобы отношение С I = 1 0,42 в этом случае в газе пиролиза — равные концентрации [ gHg] и [H 1J. Закалка продуктов производится затапливанием струями жидких углеводородов или хлоруглеводородов последние не должны содержать соединения с числом С > 2. После очистки газов пиролиза от высших ненасыщенных углеводородов проводят гидрохлорирование ацетилена. ВХМ выделяется, остальные газы используются в качестве плазмообразующего, топлива для подогрева сырья или процессов гидрирования. [c.254]

Самую многочисленную группу составляют химические процессы, из которых наиболее важными в технологии являются следующие процессы горение (сжигание жидкого, твердого и газообразного топлива с целью получения энергии, серы — для получения серной кислоты) пирогенные (коксование углей, пиролиз и крекинг нефтепродуктов) окислительно-восстановительные процессы (газификация твердых и жидких топлив, конверсия углеводородов) электрохимические (электролиз воды, растворов и расплавов солей, электрометаллургия, химические источники тока) электротермические (электровозгонка фосфора, получение карбида и цианамида кальция) плазмохимические (реакции в низкотемпературной плазме, включая окисление азота и пиролиз метана, получение ультрадисперсных порошкообразных продуктов) термическая диссоциация (получение извести, кальцинированной соды, глинозема и пигментов) обжиг и спекание (высокотемпературный синтез силикатов, получение цементного клинкера и керамических кислородсодержащих и бескислородных материалов со специальными функциями) гидрирование (синтез аммиака, метанола, гидрокрекинг и гидрогенизация жиров) комплексообразова-ние (разделение и рафинирование платиновых и драгоценных металлов, химическое обогащение руд, например путем хлорирующего или сульфатизирующего обжига для перевода металлов в летучие или способные к выщелачиванию водой соединения) химическое разложение сложных органических веществ (варка древесных отходов с растворами щелочей или бисульфита кальция с целью делигнизацми древесины в производстве целлюлозы) гидролиз (разложение целлюлозы из отходов сельскохозяйственного производства или деревообрабатывающей промышленности с по- [c.211]