Термодинамические и кинетические особенности пиролиза углеводородов

Введение

Процессы пиролиза в современной промышленности химической переработки нефти и газа занимают доминирующее положение как по масштабам перерабатываемого сырья и объёмам получаемых продуктов, так и по значимости для общего развития нефтехимической промышленности. Пиролиз углеводородов нефти и газа в настоящее время является основным источником не только производства наиболее многотоннажных олефинов – этилена и пропилена, но и бутадиена, бутиленов, низкомолекулярных ароматических углеводов, ацетилена аллена, метилацетилена, циклопентадиена и других химически активных углеводородов, представляющих исключительный интерес для промышленности нефтехимического и органического синтеза.
Несмотря на более чем столетнюю историю развития процессов пиролиза, интерес к изучению различных аспектов и широкому практическому применению их во всех экономически развитых странах не ослабевает.
До недавнего времени господствующее положение процессов пиролиза в нефтехимической промышленности определялось массовым производством этилена и ацетилена. В последующий период процессы пиролиза стали источником пропилена и низкомолекулярных ароматических углеводородов, сырья для производства сажи и беззольного кокса.
В настоящее время из продуктов пиролиза выделяются бутадиен и бутилена с более низкой себестоимостью по сравнению с бутадиеном и бутиленами, получаемыми каталитическим дегидрированием. Процессы пиролиза становятся также источником получения ацетилена, аллена, метилацетилена, циклопентадиена, бициклических и полициклических ароматических углеводородов, компонентов моторных топлив, нефтеполимерных смол и других ценных продуктов.
Происходит обстановка перспективного дефицита традиционных видов исходного сырья, таких как этан, пропан, бутан и их смеси, а также низкокипящие бензиновые и бензино-лигроиновые фракции. Последнее вызвало новую волну обширных исследовательских, проектно-конструкторских и других работ по вовлечению в качестве пиролизного сырья более тяжёлых нефтепродуктов – лёгких и тяжёлых газойлей, вакуумных отгонов и др., а также сырых нефтей. Производятся технологические, проектно-конструкторские и опытные работы по созданию универсальных процессов пиролиза [1]. 
В этой работе рассмотрены термодинамические и кинетические особенности процесса пиролиза пропана.
Цель курсового проекта: развитие компетенций в научно-исследовательской деятельности (теоретических и экспериментальных исследований, инженерных расчетов, оценки результатов исследований) и расширение общекультурных, профессиональных и профессионально-специализированных компетенций. 
Задачи:
    1.    Систематизация научных знаний
    2.    Углубление и расширение объема профессионально значимых знаний, умений и навыков 
    3.    Формирование умений и навыков самостоятельной организации научно-исследовательской работы 
Овладение современными методами поиска, обработки и использования информации.

Список литературы

    1.    Гориславец С.П. Пиролиз углеводородного сырья / Д.Н. Тменов, В.И. Майоров - Киев: АН УССР, Ин-т газа. «Наук. Думка», 1987. – 307 с. 
    2.    Равдель А.А. Краткий справочник физико-химических величин / А. М. Пономарёва – СПб.: «Иван Фёдоров», 2003. – 240 с. 
    3.    Мурзинa Д. Ю. Кинетика и катализ / К 110-летию со дня рождения Михаила Исааковича Тёмкина – Финляндия: Университет Академи «О научном наследии Михаила Исааковича Тёмкина», 2019, том 60, № 4, с. 418–427
    4.    Тиличеев М. Д. Физико-химические свойства индивидуальных углеводородов  – Москва; Ленинград: Гостоптехиздат, 1957. – 332 с.
    5.    Паркс Г., Хоффман Г. Свободные энергии органических соединений / Пер. с англ. И. Ф. Богданова, В. Г. Тронева; Под ред. и с добавлением И. Ф. Богданова. - Москва: Онти. Глав. ред. хим. лит-ры, 1936. – 215 с.
    6.    Тиличеев М. Д. Химия крекинга – Москва; Ленинград: Гос. науч.-техн. изд. нефт. и горно-топливной лит., 1941. – 266 с.
    7.    Фрост А. В.  Труды сессии академии наук по органической химии – Москва: Изд-во АН СССР, 1939. – 102 с.
    8.    Фаулер Р., Гуггенгейм Э. Статическая термодинамика – Москва: Изд-во иностр. лит., 1949. – 612 с.
    9.    Rice F. O., Rice K. K. The Aliphatic Free Radicals / Рус. пер. Райс Ф. О., Райс К. К. – Ленинград: ОНТИ, Хим. теорет., 1937. – 201 с.
    10.    Bokros J. C. – Carbon / J. C. Bokros // J. Analit. Appl. Pyrolysis, 1965, vol. 3, p. 201.
    11.    Губайдуллин И. М., Нурисламова Л. Ф. Численный анализ динамики газового потока пиролиза пропана – Уфа: ФГБНУ УФИЦ РАН «Вестник Донского государственного технического университета». – 2018. - № 1. - С. 69–76.
    12.    Snytnikov, V.N. Autocatalytic dehydrogenation of propane / V.N. Snytnikov, T.I. Mishchenko, Vl. N. Snytnikov, I. G. Chernykh // Research on Chemical Intermediates, 2014, vol. 40,  p. 345-356.
    13.    Khan, U. Pyrolysis of propane under vacuum carburizing conditions: An experimental and modeling study / U. Khan, S. Bajohr, D. Buchholz, R. Reimert, H.D. Minh, K. Norinaga, V.M. Janardhanan, S. Tischer, O. Deutschmann // J. Analit. Appl. Pyrolysis, 2008, vol. 81, p. 148-156
    14.    Стадниченко О. А., Снытников В. Н. Математическое моделирование потоков многокомпонентного газа с энергоемкими химическими процессами на примере пиролиза этана – Москва: Вычислительные методы и программирование. – 2014. - № 15. – C. 658–668.
    15.    Жоров Ю. М. Кинетика промышленных органических реакций: Справочник — Москва: Химия, 1989. — 384 c.