Пироконденсат как ценное сырьё химического синтеза

АННОТАЦИЯ

В статье приводится анализ результатов исследований по физическим свойствам и химическому составу пироконденсата, образовавшегося при проведении процесса пиролиза углеводородного сырья на СП ООО «Uz-Kor Gas Chemical». Рассмотрены состав и влияющие факторы на количественное изменение пироконденсата, содержащегося в реакционных продуктах пиролиза. Приведены основные направления переработки жидких продуктов пиролиза, разделенные на фракции и компонентный состав пироконденсата.

Исследования показали, что пиролизный дистиллят от желтого до светло-коричневого цвета, имеющий неприятный запах, содержит в основном арены и олефины с числом углерода 6-12.

ABSTRACT

The article provides an analysis of the results of studies on the physical properties and chemical composition of the pyrocondensate formed during the pyrolysis of hydrocarbons at the joint venture LLC Uz-Kor Gas Chemical. The composition and the influencing factors on the quantitative change in pyrocondensate contained in the pyrolysis reaction products are considered. The main directions of processing liquid pyrolysis products are presented, divided into fractions and component composition of pyrocondensate.

Research has shown that a yellow to light brown pyrolysis distillate with an unpleasant odor contains mainly arenes and olefins with a carbon number of 6-12.

Ключевые слова: продукты пиролиза, пироконденсат, пиролизный дистиллят, химический состав пироконденсата, переработка жидких продуктов пиролиза.

Keywords: pyrolysis products, pyrolysis condensate, pyrolysis distillate, chemical composition of pyrolysis condensate, processing of liquid pyrolysis products.

Как в индустриально развитых зарубежных странах, так и в Узбекистане нефтехимическая промышленность является приоритетной отраслью экономики, причем темпы ее развития, как правило, превышают средние экономические показатели в целом [1; 3]. Современный этап развития промышленности нефтехимического и органического синтеза определяется в основном олефиновым производством.

Олефины получали сначала из коксового газа, дегидратации этанола и гидрированием ацетилена.

По мере роста потребности в этилене его производство стало все больше определяться пиролизом углеводородов.

Пиролиз – процесс деструктивного и целенаправленного превращения исходных углеводородов (предпочтительно парафиновых) в низшие олефины. Важным параметром пиролиза является время пребывания сырья в зоне реакции, называемое временем контакта. Время контакта определяет степень превращения исходного сырья по реакциям, протекающим в пиролизе.

Продукты пиролиза подразделяются на пирогаз, начиная с метана до пропилена, которые находятся в газообразном состоянии, и пироконденсат – от дивинила до тяжелой смолы, которые находятся жидко-твердом состоянии при комнатной температуре [2].

Доля пирогаза и пироконденсата зависит не только от параметров технологического процесса, а также и от вида сырья. Сырьевая база пиролиза теоретически может быть достаточно широкой: этан, попутные газы, нафта, газойль и даже сырая нефть. Однако на практике суммарная доля газового сырья (этана, пропана, бутана) и нафты превышает 90 %. Если из попутных газов получают в основном этилен, то пиролиз более тяжелого сырья, начиная с нафты, позволяет дополнительно получать ценнейший набор углеводородов – пропилен, бензол, бутадиен, изопрен, изобутилен, бутены, изоамилены, ацетилен.

Приобретающее всемирную известность в производстве полимерной продукции СП ООО «Uz-Kor Gas Chemical» имеет производственную годовую мощность по полиэтилену 387 тыс. тонн, по полипропилену – 83 тыс. тонн, при этом образуется более 109 тыс. тонн пиролизного конденсата.

При разделении пироконденсата выделяются пиролизный дистиллят, который выкипает в температурном интервале от 35 до 180 °С, тяжелая смола пиролиза – от 170 до 270 °С, а в осадке остается тар-продукт, температура начала кипения которого составляет 280 °С. С увеличением молекулярной массы исходного сырья увеличивается количество образующегося пироконденсата от 2 до 25 % от общей массы продуктов пиролиза.

Лабораторные исследования по определению показателя термоокислительной стабильности стали невозможными за счет высокого содержания непредельных (олефинов и диенов) и высокомолекулярных ароматических углеводородов, имеющих склонность к окислению. Наблюдалось образование смолистых продуктов и осаждение на стенках патрубков.

Анализы по физико-химическим показателям образца пиролизного конденсата, имеющего светло-коричневый цвет и резкий неприятный запах, показали нижеприведенные значения.

Таблица 1.

Физико-химические показатели образцов пиролизного конденсата

Исследовав оставшуюся часть пиролизного конденсата, выкипающего выше 230 °С, получили физико-химические значения, приведенные в таблице 2.

Таблица 2.

Физико-химические характеристики тар-продукта (выкипающих выше 230 °С)

Химический состав пиролизного дистиллята, выкипающего в пределах от 35 до 180 °С, имеет следующие значения.

Использование жидких продуктов пиролиза представляет серьезную технико-экономическую проблему, которая непосредственно влияет на рентабельность производства. Пироконденсат является основным источником получения бутадиена-1,3 и синтеза на его основе, так как во фракции С₄ пиролизного продукта содержится 20–30 % бутадиена-1,3, кроме того, бутадиен-1,3 получают путем дегидрирования бутиленовой фракции, находящейся в составе пироконденсата. Являющийся одним из важнейщих компонентов химического синтеза, изопрен выделяется в основном из фракции С₅ пироконденсата и каталитическим дегидрированием амиленовой фракции, выделенной из продуктов пиролиза.

Фракции С₆ и выше охарактеризованы как потенциальный источник получения индивидуальных соединений (бензол, толуол, ксилол, дициклопентадиен, нафталин и др.). А оставшуюся часть пироконденсата, гидрируя, направляют на дальнейшую переработку. В соответсвии с существующей технологической схемой химического синтеза можно использовать жидкие продукты пиролиза для получения нефтеполимерной смолы.

Список литературы:
1. Бондалетов В.Г., Бондалетова Л.И., Нгуен Ван Тхань. Использование жидких продуктов пиролиза углеводородного сырья в синтезе нефтеполимерных смол // Успехи современного естествознания. – 2015. – № 1–7. – С. 1130–1133.
2. Исследование химического состава пироконденсата пиролизного производства / О.Ш. Кодиров [и др.]. // Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. – 2018. – № 9 (54).
3. Официальный сайт СП ООО «Uz-Kor Gas Chemical» / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.uz-kor.com/index.php/ru/deyatelnost.