Главная -> Словарь

Термической полимеризации

Методика определения температуры застывания нефтепродукта заключается в том, что нефтепродукт предварительно подвергают термической обработке, т. е. нагревают до температуры, при которой полностью или частично расплавляются и растворяются в нефтепродукте твердые смолистые вещества и кристаллы парафина. Для нефтепродуктов, богатых смолами и бедных парафинами, предварительный подогрев ведет к понижению температуры застывания, так как смолы, адсорбируясь на кристаллах парафина, препятствуют образованию парафиновой кристаллической решетки. Напротив, температура застывания нефтепродуктов, богатых парафинами, после подогрева повышается. Это объясняется тем, что без термической подготовки жидкая фаза нефтепродукта содержит меньше парафина, так как часть его уже находится в выделившемся состоянии.

Производительность коксовой печи шириной 450 мм из плотного динаса может достичь 45 кг/м3 • ч без применения вспомогательных технологий, но при условии использования всех технических возможностей и при температуре в отопительных каналах 1350 °С вместо 1280 °С). С применением термической подготовки шихты удельная производительность возрастает до 70 кг/м3 • ч. Фирма "Бергбауфор-шунг" в качестве модели будущего агрегата для получения кокса рассматривает печь с размерами 9700Х750Х20000 мм полезным объемом 145 м3 и разовой выдачей кокса 100 т с использованием термически подготовленной шихты перед коксованием.

Влияние термической подготовки на процесс коксования углей является сложным и в основном проявляется в следующем: при уменьшении влажности угля увеличивается насыпная плотность загрузки в камере коксования. Это приводит к тому, что спекаемость угольной загрузки повышается за счет повышения плотности поверхностного контакта зерен угля, увеличивается скорость нагрева в стадиях до перехода в полукокс; уменьшается трещиноватость кокса за счет снижения перепада температур в загрузке и уменьшения градиента скоростей усадки смежных слоев полукокса, имеется тенденция к снижению сернистости кокса. При термической подготовке расширяется температурный интервал пластичности углей и температура максимального размягчения сдвигается в область более высоких значений.

Положительное влияние предварительной термической подготовки на качество кокса тем больше, чем меньше спекаемость шихты и больше выход летучих из нее. Каждый тип угля и шихты характеризуется определенной температурой предварительного нагрева, при которой получают максимальный эффект. Так, наилучшие результаты для шихт, составленных из кузнецких углей, были получены при нагреве их перед коксованием до 130—140°С, донецкие можно нагревать выше, до 180—200°С. На технологические свойства угольной загрузки оказывают влияние также условия ее термической подготовки: скорость нагрева, содержание кислорода в газовом теплоносителе, вид теплоносителя , вид контакта, и др. В настоящее время осваивается головная промышленная установка на Западно-Сибирском металлургическом комбинате. Нагревают угольную шихту газовым теплоносителем в трубе-сушилке. Производительность коксовой батареи может быть повышена до 40%, расход тепла на коксование снижается на 10—12%, в состав шихты может быть включено 20—25% слабоспекающихся углей.

На Харьковской опытном коксохимическом заводе УХИНом отработана технология двухступенчатой -термической подготовки углей газовым теплоносителем в его параллельных восходящих потоках. Гипрококсом по исходным данным ВУХИНа

В результате поиска оптимального вида теплоносителя для предварительной термической обработки угольных шихт ВУХИНом разработана новая высокоэффективная технология термической подготовки шихты, предусматривающая использование в качестве теплоносителя для нагрева угольной шихты горячего кокса, выдаваемого из коксовых печей.

В результате поиска оптимального вида теплоносителя для предварительной термической обработки угольных шихт ВУХИНом разработана новая высокоэффективная технология термической подготовки шихты, предусматривающая использование в качестве теплоносителя для нагрева угольной шихты горячего кокса, выдаваемого из коксовых печей.

Влияние термической подготовки на процесс коксования углей является сложным и в основном проявляется в следующем: при уменьшении влажности угля увеличивается насыпная плотность загрузки в камере коксования. Это приводит к тому, что спекаемость угольной загрузки повышается за счет повышения плотности поверхностного контакта зерен угля, увеличивается скорость нагрева в стадиях до перехода в полукокс; уменьшается трещиноватость кокса за счет снижения перепада температур в загрузке и уменьшения градиента скоростей усадки смежных слоев полукокса, имеется тенденция к снижению сернистости кокса. При термической подготовке расширяется температурный интервал пластичности углей и температура максимального размягчения сдвигается в область более высоких значений.

Положительное влияние предварительной термической подготовки на качество кокса тем больше, чем меньше спекаемость шихты и больше выход летучих из нее. Каждый тип угля и шихты характеризуется определенной температурой предварительного нагрева, при которой получают максимальный эффект. Так, наилучшие результаты для шихт, составленных из кузнецких углей, были получены при нагреве их перед коксованием до 130—140°С, донецкие можно нагревать выше, до 180—200°С. На технологические свойства угольной загрузки оказывают влияние также условия ее термической подготовки: скорость нагрева, содержание кислорода в газовом теплоносителе, вид теплоносителя , вид контакта и др. В настоящее время осваивается головная промышленная установка на Западно-Сибирском металлургическом комбинате. Нагревают угольную шихту газовым теплоносителем в трубе-сушилке. Производительность коксовой батареи может быть повышена до 40%, расход тепла на коксование снижается на 10—12%, в состав шихты может быть включено 20—25% слабоспекающихся углей.

На Харьковском опытном коксохимическом заводе УХИНом отработана технология двухступенчатой -термической подготовки углей газовым теплоносителем в его параллельных восходящих потоках. Гилрококсом по исходным данным ВУХИНа

Производительность коксовой печи шириной 450 мм из плотного динаса может достичь 45 кг/м3' ч без применения вспомогательных технологий, но при условии использования всех технических возможностей и при температуре в отопительных каналах 1350 °С вместо 1280 °С). С применением термической подготовки шихты удельная производительность возрастает до 70 кг/м3 • ч. Фирма "Бергбауфор-шунг" в качестве модели будущего агрегата для получения кокса рассматривает печь с размерами 9700X750X20000 мм полезным объемом 145 м3 и разовой выдачей кокса 100 т с использованием термически подготовленной шихты перед коксованием.

При термической полимеризации легче всех реагирует этилен, труднее пропен, а изобутен реагирует очень медленно. Совсем иначе реагируют они при каталитической полимеризации: здесь легче всех реагирует изобутен, а этилен практически не полимеризуется.

Первые опыты по термической полимеризации пропилена были проведены Ипатьевым , который показал, что при высоком давлении и 330—370 °С образуется полимер следующего состава в %):

Рис. 2. Влияние отношения содержания мономера к содержанию растворителя на степень полимеризации стирола при термической полимеризации при 60° .

Полимеризацию газообразных олефинов в жидкие углеводороды можно осуществить термическим или каталитическим путем. При термической полимеризации для ускорения реакции используются тепло и давление, в последнем же методе применяется катализатор часто в сочетании с использованием теплоты и давления.

Чтобы показать различие между полимеризацией этилена в присутствии фосфврной кислоты и в ее отсутствии , в последнее время была проведена работа по термической полимеризации этилена при 330°. Опыт проводился в тех же стальных автоклавах и при условиях, аналогичных тем, которые применялись при каталитической полимеризации этилена при 330° в присутствии фосфорной кислоты. Этилен при давлении 64 am 3 раза загружался в автоклав, суммарная продолжительность реакции составляла 29 час.

В результате реакции было получено 5 г газа, конденсировавшегося при —78°, состоявшего из 70% бутанов и бутиленов, 25% пропана и пропилена и 5% более высокомолекулярных углеводородов. Было получено также 75 л газа, не сконденсировавшегося при —78°, состоявшего из 92% этилена, 6,5% парафинов и 1,5% водорода. Полимеры выкипали в пределах 36—390° и выше и напоминали полимеры, полученные Ипатьевым . Продукт термической полимеризации этилена содержал 8% парафинов, 68% олефинов и 24% циклопарафинов. Совершенно отсутствовали ароматические углеводороды. В продукте реакции содержались очень большие количества высококипящих фракций, только 24% его выкипало до 225°. Отсутствие ароматических углеводородов подтверждают цифровые данные, полученные при органическом анализе, а также то, что после обработки фракций 96%-ной серной кислотой был получен продукт, не реагирующий с нитрующей смесью. Для дальнейшего доказательства фракции 11, 16 и 19 были прогидрированы при 220° в присутствии окиси никеля. Анализ гидрогенизатов дал следующие данные.

Различие между полимеризацией этилена в присутствии и в отсутствии фосфорной кислоты состоит в том, что в первом случае наблюдается образование ароматических и парафиновых углеводородов, в продуктах же термической полимеризации этилена образуются небольшие количества парафинов при полном отсутствии ароматических соединений. По-видимому, фосфорная кислота действует как катализатор гидрирования и дегидрирования. При термической полимеризации получены более высо-кокипящие углеводороды, чем при каталитической.

Изобутилен. В одной из более ранних работ Ипатьев показал, что изобутилен при 380—390° и давлении 70 am давал сложную смесь, состоящую из парафинов, циклопарафинов и олефинов. В фракции С8 олефинов содержалось значительно больше, чем было получено из этилена, в остальном же продукт напоминал таковой, полученный при полимеризации этилена под давлением. Несколько позже циклический димер 1,1,3-триметилциклопентан был идентифицирован как основной продукт термической полимеризации изобутилена при температурах 370— 460°, максимальном давлении от 37 до 364 am и продолжительности реакции от 0,5 до 4 час.

Полиформингом обычно называют технологический процесс, который можно рассматривать как сочетание термического риформинга и термической полимеризации. В этом процессе образующиеся углеводороды Сз и С4 из системы не выводятся, а вновь возвращаются в цикл. Возможно также добавление углеводородов Сз и С4 со стороны.

Около 30 лет назад при переработке нефти получалось большое количество газов, содержащих предельные и непредельные углеводороды, что послужило развитию процесса получения моторных топлив из этих газов. Первый промышленный процесс термической полимеризации под давлением начал работать в 1931 г. . Предельные углеводороды, находившиеся в газе , крекировались и дегидрировались в олефины, а затем полимеризовались в жидкое топливо совместно с олефи-нами исходного сырья.

При термической полимеризации требуемая температура процесса значительно выше , чем при каталитической . Продукт содержит алканы, цикланы и ароматику .