«AZƏrbaycan hava yollari» qsc miLLİ aviASİya akademiyasi tullantisiz istehsal metodik vəsait baki – 2014 Elmi redaktor

Mövzu 13: Piroliz prosesi

Kimya sənayesində ən çox enerji sərf olunan proseslərdən biri də piroliz prosesidir. Piroliz yüksək molekullu üzvi maddələrin termiki parçalanması prosesidir. Piroliz üçün xammal-parafin karbohidrogenləri və maye neft məhsullarıdır. Piroliz məhsulları neft-kimya sənayesi üçün qiymətli xammaldır.

Piroliz prosesi adətən adi təzyiqdə və ya zəif vakuum şəraitində aparılır, temperaturu 600-700⁰ C tərtibində olur. Piroliz prosesinin konkret rejimi istifadə olunan xammalın tərkibindən asılıdır. Piroliz zamanı əsas məhsullarla yanaşı bir çox əlavə maddələr də əmələ gəlir. Prosesin mürəkkəbliyinə baxmayaraq aşağıdakı qanunauyğunluqlar müəyyən edilmişdir. Məsələn:

1. 
   Doymuş karbohidrogenlər parçalanarkən doymuş karbohidrogenlərlə yanaşı doymamış karbohidrogenlər də alınır. Eyni zamanda aralıq məhsul kimi doymamış karbohidrogenlər də alına bilər.
   

2. 
   Naften karbohidrogenləri parçalanarkən benzol və hidrogen əmələ gəlir.
   

3. 
   Aromatik karbohidrogenlərin törəmələri parçalandıqda benzol və doymamış karbohidrogen alınır. Adətən ikiqat rabitə zəncirin bir ucunda olur.
   

Piroliz zamanı baş verən bütün bu reaksiyalar məcburi proseslərdir və endotermik xarakterlidir. Ona görə də reaktorun qızdırılması və prosesin davam etdirilməsi müddətində də istilik tələb olunur. Piroliz prosesində hər bir konkret parçalanmanın enerji effektinin qiyməti əhəmiyyətlidir. Məsələn; doymuş karbohidrogenlərdə C-C rabitəsinin qırılmasına 75.4kC /kq enerji tələb olunur. Dehidrogenləşmə prosesinə 123.6kC /kq enerji sərf olunur.

Piroliz zamanı daha ağır karbohidrogenlər qətran şəklində qalır. Bu qətran ümumi götürülmüş xammalın 20-60 %-ni təşkil edir. Prosesin texnoloji proses olduğunu nəzərə alsaq, qətranın miqdarının azaldılması tullantısız texnologiya prinsiplərinə cavab verir. Bunun üçün proses vakuum şəraitində aparılmalıdır. Vakuum qiyməti artdıqca dərinləşdikcə piroliz temperaturu aşağı düşür, komponentlərin uçuculuğu çoxalır. Nəticədə, qətranın miqdarı azalır, piroliz nəticəsində həcm çoxalır, proses endotermik olduğuna görə də Le-Şatelye prinsipinə görə çıxımı çoxaltmaq üçün prosesi aşağı temperaturda aparırlar. Çox zaman prosesdə su buxarından qovucu reagent kimi istifadə edilir. Qətranların yanmasının qarşısını almaq üçün həlledicilərdən istifadə olunur. Piroliz prosesinə sərf olunan istiliyin miqdarı aşağıdakı komponentlərdən ibarətdir.

, kC/kq (1)

burada - xammal və su buxarı tərəfindən faydalı qəbul edilən istilik miqdarı; - xammalın ilkin qızdırılmasına və ya buxarlandırılmasına sərf edilən istilikdir və aşağıdakı kimi təyin edilir.

, kvt (2)

burada G – sərf olunan xammalın miqdarı;

r – xammalın xüsusi buxarlanma istiliyi, kC / kq;

c – prosesin aparıldığı temperatur intervalında sabit qəbul edilən istilik tutumu, kC / kq ∙ dər; t₁ – reaksiya zonasına daxil olan xammalın temperaturu.

- xammalın 1 kq-nın parçalanması zamanı ayrılan istiliyin miqdarıdır və aşağıdakı kimi hesablanılır.

, kvt (3)

burada - piroliz reaksiyasının istilik effektidir.

- xammal buxarlarının və ya qızdırılmış maye halının piroliz prosesin temperaturuna qədər qızdırılması üçün sərf olunan istilikdir və aşağıdakı kimi hesablanılır.

, kvt (4)

burada h₂ və h₁ – piroliz prosesinə verilən buxarın piroliz temperaturunda və t₁ temperaturdakı entalpiyasıdır, kC / kq; t_p – piroliz temperaturu; c – xammal buxarlarının istilik tutumu.

Əgər xammal pirolizə maye şəklində verilərsə, onda mayenin buxarlanma istiliyi də nəzərə alınır.

- pirolizə verilən su buxarının alınmasına və qızdırılmasına sərf olunan istilikdir, kvt. -də (2) və (4) düsturlarıyla hesablana bilər.

Pirolizin aparılması üçün sərf olunan yanacağın miqdarı aşağıdakı kimi hesablanılır.



yanacağın aşağı yanma istiliyi; - yanacağın faydalı istifadə əmsalıdır.