Полипропилен
Пропилен
Получение
Пропилен наряду с этиленом и бутиленом относится к числу важнейших видов сырья современной нефтехимической проВнмышленности.
Разнообразие синтезов на основе пропилена является причиВнной быстрого увеличения объема производства этого продукта. Это наглядно иллюстрируется приведенными ниже данными (табл. 1) по планируемому производству пропилена в США , стране с самой мощной нефтехимической промышленностью.
Значительное расширение производства пропилена намечается и в других промышленно развитых странах.
Источником сырья для промышленного производства пропилеВнна могут служить продукты переработки нефти, а также природВнные углеводородные газы.
Пропилен получают различными методами: а) разделением газов нефтепереработки, содержащих олефины; б) пиролизом этаВнна и пропана, содержащихся в газах нефтепереработки; в) пиролизом этана и высших алканов, выделенных из природного газа; г) пиролизом жидких углеводородов.
Таблица 1 Планируемое производство мономеров в США (в тыс. т)
| | Год | |
| Мономер | 1955 | 1960 | 1975 |
| Пропилен | 707 | 925 | 1614 |
| Бутилен | 988 | 1121 | 2129 |
| Этилен | 1608 | 2356 | 4711 |
| | | |
Под газами нефтепереработки подразумеваются газы первичВнной перегонки нефти, крекинга и риформинга. Их состав зависит от технологических параметров указанных процессов. При нефте-перегонке образуется 25тАФ30% от общего количества газов нефтеВнпереработки. Ниже приведен примерный состав газов (в мол.%), образующихся при переработке нефти на современном нефтепереВнрабатывающем заводе [2]:
| Инертные газы | 4,1 |
| Водород | 6,1 |
| Метан | 39,1 |
| Этилен | 7,3 |
| Пропилен | 8,9 |
| Этан | 17,5 |
| Пропан | 9,4 |
| Бутаны | 2,6 |
| Пентаны | 1,4 |
| Сероводород | 3,0 |
| Двуокись углерода | 0,6 |
Пиролиз углеводородов природного газа или жидких углевоВндородных фракций, выделенных из нефти, протекает при темпераВнтурах свыше 700В° С.
В ходе технологического процесса пиролиза в основном осуществляются следующие реакции: а) дегидрогенизация, характеВнризующаяся разрывом химической связи СтАФН; б) деструкция, характеризующаяся разрывом связи СтАФС; в) реакции изомеризаВнции; г) реакции типа синтезов тАФ полимеризация, циклизация, реВнакции конденсации и т. п.
Процессы дегидрогенизации и деструкции являются эндотерВнмическими первичными, а все остальные тАФ экзотермическими втоВнричными реакциями.
При высоких температурах сначала разрывается химическая связь СтАФС, имеющая меньшую энергию связи (62,8 ккал/моль), чем связь СтАФН. Энергия связи СтАФН снижается при переходе от первичного к третичному атому углерода: энергия связи атома воВндорода с первичным атомом углерода составляет 87,0, со вторичВнным тАФ 85,5 и с третичным тАФ 83,0 ккал/моль .
В зависимости от способа подвода тепла в реакционную зоВнну различают следующие методы пиролиза углеводородов для поВнлучения пропилена: а) в трубчатых печах с наружным огневым обогревом; б) с применением в качестве теплоносителя перегреВнтого водяного пара и дымовых газов; в) в регенеративных печах с неподвижной насадкой; г) в регенеративных печах с движущимся теплоносителем; д) окислительный пиролиз (так называемый авВнтотермический процесс, не требующий подвода тепла извне).
Наиболее распространенным методом получения пропилена является пиролиз нефтяного сырья в трубчатых печах. Это объясВнняется небольшими капитальными затратами на строительство трубчатых пиролизных установок и сравнительной простотой обВнслуживания.
Для получения пропилена высокой степени чистоты, необхоВндимой для химической переработки, производят разделение пиролизного газа на отдельные компоненты.
Таблица 2
Состав газа, полученного пиролизом бензина (Средний молекулярный вес газа 25,6.)