أفران تكسير الإيثيلين هي وحدات صناعية متخصصة مصممة لمعالجة الهيدروكربونات حرارياً، وذلك لإنتاج الإيثيلين في المقام الأول، وهو مادة خام رئيسية في صناعة البتروكيماويات. تعمل هذه الأفران من خلال عملية تُعرف باسم الانحلال الحراري، والتي تنطوي على التحلل الحراري للهيدروكربونات في درجات حرارة وضغوط عالية.
نظرة عامة على العملية:
تبدأ عملية تكسير الإيثيلين بإدخال مواد وسيطة مثل الإيثان أو الميثان أو النافثا البترولية أو الغاز الخفيف وزيوت الوقود في الفرن. يتم تسخين هذه المواد إلى درجات حرارة عالية للغاية، عادةً ما بين 700 إلى 1200 درجة مئوية، وتحت ضغوط تتراوح بين 1 إلى 30 بار. ويتم التسخين في أنابيب مفاعل طويلة ورفيعة مصنوعة من سبائك حرارية لتحمل الظروف القاسية.آلية التفاعل:
في الفرن، تخضع جزيئات الهيدروكربون لانشقاق الرابطة التساهمية، وهي عملية تطلق جذورًا حرة شديدة التفاعل. ثم تشارك هذه الجذور بعد ذلك في مخططات تفاعل معقدة يمكن أن تؤدي إلى مجموعة واسعة من المنتجات، من الغازات الخفيفة إلى القطران الأثقل وفحم الكوك. والهدف الأساسي من هذه العملية هو زيادة إنتاج الإيثيلين إلى أقصى حد، الأمر الذي يتطلب تحكمًا دقيقًا في ظروف التفاعل، بما في ذلك وقت المكوث في منطقة التسخين وإدخال مواد مخففة مثل البخار أو النيتروجين لمعالجة توزيع المنتج.
التحكم والتحسين:
تهدف العمليات الصناعية إلى تحسين إنتاجية الإيثيلين من خلال تعديل العديد من المتغيرات. وتشمل هذه المتغيرات نوع المادة الأولية وتكوينها، وظروف درجة الحرارة والضغط، ووقت بقاء المواد المتفاعلة في الفرن. وبالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام أجهزة التبريد السريع لتبريد نواتج التفاعل بسرعة، مما يساعد على استقرار الإيثيلين ومنع المزيد من التفاعلات التي يمكن أن تؤدي إلى تحللها.التطبيقات والأهمية:
