Общие сведения о пиролизе
Пиролиз – это термическое разложение органических и неорганических соединений.
В условиях производства пиролиз углеводородов осуществляется при температуре от 800 до 900 градусов по Цельсию и при давлениях близких к атмосферному.
При пиролизе все химические реакции можно разделить на вторичные и первичные. Первичные реакции протекают со снижением молекулярной массы продуктов пиролиза. В большинстве случаев, это реакции расщепления высокомолекулярных парафинов и нафтеновых углеводородов, сопровождающиеся образованием углеводородов с меньшей молекулярной массой, что способствует увеличению объема газообразной смеси. Затем возможны вторичные реакции синтеза более тяжелых молекул из низкомолекулярных непредельных углеводородов. Как правило, данные реакции протекают на поздних стадиях процесса пиролиза. В случае увеличения молекулярной массы молекул в смеси продуктов реакции уменьшается объем газов реакционной массы. Реакции образования ароматических, конденсированных ароматических углеводородов типа антрацена, нафталина в результате конденсации или поликонденсации ведут к синтезу термически стабильных ароматических углеводородов, в том числе, по реакциям типа Дильса-Альдера. К вторичным реакциям процесса пиролиза также относятся реакции образования смеси пастообразных углеводородов, с низким предельным содержанием водорода в соединениях - пека. Деление реакций пиролиза на первичные и вторичные условно, потому что они происходят одновременно.
Автоматизация процесса пиролиза
Современные установки пиролиза оснащены средствами автоматического регулирования процесса. Давление паров в секции испарения поддерживается при помощи автоматической подачи в теплообменник-испаритель водяного пара благодаря регулятору давления. Температура газов пиролиза на выходе из змеевиков регулируется посредством изменения подачи топлива в печь. Важно регулировать температуру пиролиза в случае изменения нагрузки печи и состава сырья. Сейчас внедряются схемы регулирования, в которых используются хроматографы.
Хроматограф или аэрограф – это прибор, который позволяет проводить сложное разделение, например, жидкостное хроматографическое или газохроматографическое разделение.
На основе результатов хроматографического анализа состава сырья автоматически изменяется режим работы установки пиролиза. Также автоматически регулируется подача воды на закалку в зависимости от температуры пиролизного газа. Таким образом современная пиролизная печь представляет собой реактор, который работает в жестких условиях и имеет специальную конструкцию горелочных устройств и змеевиков, сложную обвязку трубопроводов и устройства автоматизации процесса.
Пиролиз дихлорэтана обладает рядом преимуществ относительно щелочного способа получения хлористого винила, для него не требуются затраты спирта и щелочи, а также возможна организация непрерывного процесса и его полная автоматизация. Производство ацетилена путем пиролиза относится к технологическим процессам, осуществление которых в промышленных масштабах, невозможно без использования комплексной автоматизации. Большая скорость потоков газа, высокий уровень взрывоопасности процесса и значительные температуры требуют использования многочисленных приборов автоматического регулирования и контроля, а также системы аварийных предупредительных сигнализаций и средств защитных блокировок.
В связи с расширением возможностей применения газовой пиролитической хроматографии, особенно для контроля производства высокомолекулярных соединений и материалов на их основе, наблюдается повышенный интерес к автоматизации процесса пиролиза. В данном случае под ней в первую очередь понимается автоматизация процесса подачи проб в пиролитическое устройство и ввод их в зону пиролиза, а также управление параметрами процесса пиролиза, контроль данных параметров и в целом работа пиролитического устройства. В настоящее время на некоторых установках внедряются управляющие вычислительные машины, что обеспечивает увеличение эффективности производства.
