Пиролиз

Пиролиз - это разложение органических веществ под действием высокой температуры без доступа кислорода. В нефтехимии это ключевой процесс, с которого начинается производство большинства массовых полимеров. При сильном нагреве молекулы сырья распадаются, образуя ценные ненасыщенные углеводороды - олефины.

Сырьём пиролиза служат лёгкие углеводороды: этан, пропан, бутан или нафта. Их в смеси с водяным паром быстро нагревают в трубчатых печах до очень высокой температуры. Пар разбавляет сырьё и подавляет образование кокса, а короткое время пребывания в зоне нагрева не даёт ценным продуктам распасться дальше.

Сразу за печью продукты резко охлаждают в закалочных аппаратах, замораживая состав смеси. Затем пирогаз сжимают и разделяют в каскаде низкотемпературных колонн, выделяя этилен, пропилен, бутадиен и пиролизный бензин, богатый ароматикой. Главные продукты - этилен и пропилен, основные мономеры полимерной отрасли.

Состав продуктов зависит от сырья и режима. Из лёгкого этана получают преимущественно этилен с минимумом побочных продуктов, из нафты и более тяжёлого сырья - больше пропилена, бутадиена и ароматических соединений. Выбор сырья определяет и экономику, и ассортимент комплекса.

Пиролизные установки, или этиленовые комплексы, образуют сердце крупных нефтехимических предприятий. Это огромные производства мирового масштаба: ряды многометровых печей, гигантские компрессоры пирогаза и колонны глубокого холода, разделяющие газы при температурах далеко ниже нуля.

Выделенные этилен, пропилен и бутадиен направляют на полимеризацию, где из них получают полиэтилен, полипропилен и синтетические каучуки. Пиролизный бензин служит источником бензола. Практически вся цепочка массовых полимеров начинается именно у пиролизных печей.

Словом пиролиз называют и другие процессы термического разложения без кислорода: пиролиз древесины даёт древесный уголь, пиролиз отходов и шин - топливо и сырьё для переработки. Принцип везде один - разрушение крупных молекул жаром в бескислородной среде.

Особое значение приобретает пиролиз пластиковых отходов: смешанный пластик, непригодный для механической переработки, разлагают в жидкое углеводородное сырьё, из которого снова получают мономеры. Так старейший термический процесс становится инструментом замыкания цикла полимеров.