Аңдатпа
Осы мақалада олефинді көмірсутектердің шығуын арттыруға бағытталған дегидрлеу әдісі келтіріледі. Олефинді көмірсутектер (пропилен, н-бутен, изо-бутилен, бутадиен) синтетикалық каучуктерді, пластмассаларды және басқа да құнды химиялық өнімдерді алуға арналған шикізат болып табылады.
Зерттеу объектісі ретінде Чинаревское кен орнының ілеспе мұнай газы алынды. Физика-химиялық сипаттамалары зерттелді.
"HYSIS" бағдарламасының көмегімен осы жұмыста көмірсутектердің модельдік қоспаларын дегидрлеуге талдау жүргізілді.
Пропанның бастапқы шикізатын метанмен, этанмен немесе изобутанмен араластыру жолымен дегидрлеу процесін зерттеді.
Есептеу нәтижелері бойынша пропанды араластыру жолымен дегидрлеу үшінтемпература - 590°С және қысым-1 атм жәнеде пропан мен метан қоспасы 72,9% және 27,1% (масс)қатынасы ең оңтайлы шартекенін көрсетті.
Әлемдік өнеркәсіпте Сз-С5 парафиндерді дегидрлеу процестерінің бірнеше нұсқасы бар, ол қолданылатын катализатордың табиғатымен түріне байланысты. Олефинді көмірсутектердің шығуын және процестің селективтілігін арттыруға бағытталған қолданыстағы дегидрлеу әдістерін жетілдіру өзекті міндет болып табылады. Көмірсутектер қоспаларын (ІМГ) алдынала жеке компоненттерге бөлмей дегидрлеу, олефиндерді алу процесін қарқындату тәсілдерінің бірі болуы мүмкін.
Сепарация газының компоненттік құрамын зерттеу нәтижелері бойынша пропанды сұйылтылмаған және сұйылтылған түрде дегидрлеу кинетикасының есебін жүргізуге болады [1]. Компоненттік құрамның нәтижелері 1-кестеге көрсетілген.
1 - Кесте. № 23 ұңғыма сепарация газының компоненттік құрамы
|
Компонент |
масс. % |
Ұстап тұрудың салыстырмалы уақыты, мин. |
|
H2 |
0.01 |
0.696 |
|
He |
0.06 |
0.536 |
|
N2 |
0.62 |
6.031 |
|
CO2 |
0.64 |
2.199 |
|
H2S |
0.08 |
7.094 |
|
CH4 |
54.35 |
10.21 |
|
C2H6 |
15.96 |
3.489 |
|
C3H8 |
12.3 |
3.417 |
|
HC4Hio |
1.55 |
4.628 |
|
O-C4Hio |
5.16 |
5.355 |
|
HC5Hi2 |
2.37 |
9.632 |
|
O-C5Hi3 |
2.18 |
10.580 |
|
рСб |
1.90 |
11.232 |
|
рС7 |
0.74 |
12.372 |
|
рС8 |
2.08 |
14.833 |
|
Сома |
100.00 |
- |
Төменде пропанды сұйылтылмаған түрде дегидрлеу кинетикасын есептеу нәтижелері келтірілген. Температураның артуы және қысымның азаюы кезінде пропан конверсиясы артады.
2-Кесте. Пропанның конверсиясына температура мен қысымның әсері
|
Температура, 0C |
Пропанның конверсиясы, қысым кезінде %, атм |
||
|
0,1 |
1 |
5 |
|
|
520 |
61 |
32 |
14 |
|
540 |
64 |
38 |
18 |
|
560 |
71 |
49 |
24 |
|
580 |
78 |
56 |
28 |
|
590 |
84 |
68 |
34 |
|
610 |
88 |
71 |
38 |
|
620 |
91 |
76 |
42 |
Пропанды дегидрлеу процесін зерттеу кезінде бастапқы пропан шикізатын метанмен, этанмен немесе изобуганмен сұйылту арқылы пропиленнің ең жақсы шығуын көреміз.
Араластырылмаған пропанға температура диапазоны-540-590°С, қысымы - 1 атм. Шарттары ең оңтайлы жағдайлар болып табылады [2].
600°С-тан жоғары температураларда, катализатордың өте қатты кокстану болады.
Бастапқы шикізатпен метанды араластыру кезінде, температура мен қысымның пропилен шығуына әсері зерттелді. Аралыстырылған қоспа үшін газдардың көлемдік жылдамдығы-ВООсағ1.
Термодинамикалық есептеулердің нәтижелері 3-кестеде келтірілген [3].
З-Кесте. Пропилен шығысына температура мен қысымның әсері
|
Баста пқықоспа |
Селективтілігі, %масс |
Конверсиясы, %масс |
|||||||
|
пропан,%мас C |
метан,%мас C |
540°С |
560°С |
580°С |
590° C |
540° C |
560°С |
580°С |
590° C |
|
99,9 |
0 |
87,5 |
86,3 |
84,3 |
82,1 |
29,2 |
35,7 |
41,3 |
46,3 |
|
85,1 |
14,9 |
88,5 |
87,3 |
86,5 |
84,3 |
32,7 |
38,2 |
43,8 |
48,4 |
|
81,2 |
18,8 |
88,8 |
87,9 |
86,8 |
85,4 |
33,2 |
38,7 |
44,6 |
50,8 |
|
78,7 |
21,3 |
89,3 |
88,2 |
87,5 |
86,8 |
34,7 |
38,9 |
46,1 |
52,5 |
|
73,7 |
26,3 |
89,8 |
88,8 |
88,2 |
87,5 |
38,3 |
44,8 |
51,9 |
58,3 |
|
72,9 |
27,1 |
90,8 |
90,7 |
90,3 |
90,1 |
48,6 |
54,3 |
61,4 |
65,0 |
|
69,3 |
31,7 |
91,1 |
90,8 |
90,5 |
90,2 |
52,1 |
58,1 |
65,3 |
72,8 |
Есептеу нәтижелері бойынша: температура-590°С, қысым - 1 атм., пропан мен метан қоспасының қатынасы 72,9% масс. Және 27,1% масса. Тиісінше ең оңтайлы шарттар болып табылады. Пропанның конверсиясы 65,0% массаны құрайды., селективтілігі-90,1% масс.
Араластырылған қоспаның әр түрлі концентрацияларындағы селективтіліктің температураға тәуелділігі 1-суретте көрсетілген.
Термодинамикалық есептеулердің деректеріне сәйкес пропан үшін тиімді араластыру этан немесе инертті метан болуы мүмкін. Жоғарыда көрсетілген деректерге қарасақ, метан-пропан қоспасын дегидрлеу кезінде, пропилен бойынша селективтілікті арттыра отырып, пропилен шығуының көбейгені айтарлықтай бір мезгілде байқалады [5].
Қазіргі таңда мұнайөңдеу өнеркәсібінде шикізаттың түрлері мен үзіліссіз өзгеріліп тұрған сапаға сәйкес болу, сонымен қатар қоршаған ортаны қорғау саласындағы өзгеріліп отырған заңдардың мөлшерін сақтаумен жоғары сапалы өнімдерді өндіру үшін пайдаланып отырған технологияларды уақытында жаңарту және оңтайландыру қажеттілігі бар. Қазіргі уақытта мұнай өңдеу саласының мамандары белгілі мәселені шешуде, технологиялық нүсқаларды қарастыруда [6].
Әдебиеттер тізімі:
- Турсынбай А.Б., Кайрлиева Ф.Б., Сакипова Л.Б. Использование попутного нефтяного газа для нефтехимического производства методом дегидрирования пропана. «Вестник ТарГПУ» №39. 2019 г. С. 130-135.
- Пахомов Н.А., Кашкин В.Н., Молчанов В.В., Носков А.С., Надточий В.И. Дегидрирование парафинов С2-С4 на Сг20з/А120з катализаторах. - Газохимия, 2008г. с.67-69
- Галим А.Н., Жунусова Э.Б., Комплексное использование попутного нефтяного газа // 68-я Международная молодежная научнаяконференция «Нефть и газ-2014» РГУ им. И.М.Губкина. - Москва. 2014, С. 25.
- Isupova L., Tanashev Yu., Kharina I., Moroz Е. et al. // Chemical Engeneering Journal 2005 v. 107, issue 1-3, pp. 163-169.
- Пат.2280021.СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОЛЕФИНОВ. Николай Николаевич (RU), Коваленко Ольга Николаевна (RU) и др.
- Байдаулетова Л.P., Буканова А.С., Оразова Г.А. Технологические способы получения нефтехимической продукции // Вестник АГУ им.Х.Досмухамедова. 2018г. №1(48). С. 155-159.