Крекинг нефти и газовой фракции. Фракции крекинг нефти


Крекинг нефти и газовой фракции

Переработка нефти и её фракций для получения моторных топлив, химического сырья. Общая характеристика процесса крекинга нефти и природного газа: история появления, оборудование. Виды нефтепеработки: каталитический и термический крекинг, катализаторы. Краткое сожержание материала:

Размещено на

Реферат

Цель моей курсовой работы дать общую характеристику процесса крекинга нефти, газовой фракции, рассказать историю появления, оборудование описать, и какие бывают крекинги.

Ключевые слова: крекинг, нефть, газовая фракция, оборудование, схемы, термический крекинг, каталитический крекинг, катализаторы.

Объектом исследования курсовой работы являются крекинг нефти: газовая фракция.

Пояснительная записка содержит 28 страниц текста, 4 рисунка, 5 использованных литературных источника.

СОДЕРЖАНИЕ

  • Реферат
  • Содержание
  • Введение
    • 1. Историческая справка
    • 2. Общие сведения
    • 3. Каталитический крекинг
    • 4. Термический крекинг
    • 5. Катализаторы
  • Заключение
  • Список использованных источников
  • ПРЕЗЕНТАЦИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Крекинг (англ. Cracking, расщепление) -- это высокотемпературная нефтепереработка и её фракций с целью получения, как правило, продуктов меньшей молекулярной массы -- моторных топлив, смазочных масел и т. п., а также сырья для химической и нефтехимической промышленности. Крекинг протекает с разрывом связей С--С и образованием свободных радикалов или карбанионов. Одновременно с разрывом связей С--С происходит дегидрирование, изомеризация, полимеризация и конденсация как промежуточных, так и исходных веществ. В результате последних двух процессов образуются так называемый крекинг-остаток (фракция с температурой кипения более 350 °C) и нефтяной кокс.

Крекинг (англ. Cracking, от crack -- расщеплять), нефтепереработка и её фракций для получения главным образом моторных топлив, а также химического сырья, протекающая с распадом тяжёлых углеводородов. Наряду с распадом при крекинге, происходят изомеризация и синтез новых молекул, например в результате циклизации, полимеризации и конденсации.

1. ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА

Первая в мире промышленная установка непрерывного термического крекинга черного золота была создана и запатентована инженером В.Г. Шуховым и его помощником С.П. Гавриловым в 1891 году (патент единой Руси №12926 от 27 ноября 1891 года). Была сделана экспериментальная установка. Научные и инженерные решения В.Г. Шухова повторены У. Бартоном при сооружении первой промышленной установки в США в 1915--1918 годах. Первые отечественные промышленные установки крекинга построены В.Г. Шуховым в 1934 году на заводе «Советский крекинг» в Баку.

Оптимальные условия для крекинга, дающие наибольший выход легких бензиновых фракций, были найдены в начале XX века английским химиком Бартоном. Еще в 1890 году Бартон занимался в Британии перегонкой под давлением русских тяжелых масел (мазута) для получения из них керосина, а в 1913 году он взял американский патент на первый в истории способ получения бензина из тяжелых нефтяных фракций. Впервые крекинг - процесс по способу Бартона в промышленных условиях был осуществлен в 1916 году, а к 1920 году в производстве находилось уже более 800 его установок.

Наиболее благоприятная температура для крекинга -- 425-475 градусов. Однако если просто нагревать сырую нефть до такой высокой температуры, большая часть ее испарится. Крекинг продуктов в парообразном состоянии был связан с некоторыми трудностями, поэтому целью Бартона было не дать черного золота испаряться. Но как добиться такого состояния, чтобы при нагревании нефть не закипала? Это возможно, если проводить весь процесс под высоким давлением. Известно, что под большим давлением любая жидкость закипает при более высокой, чем при нормальных условиях, температуре, и эта температура тем выше, чем больше давление.

Установка имела следующее устройство. Работающий под давлением котел находился над топкою, снабженной дымогарной трубой. Котел изготавливался из хорошего прочного железа с толщиной стенок около 2 см и был тщательно проклепан. Поднимающаяся вверх труба вела к водяному холодильнику, откуда газопровод шел к сборному резервуару. После того как товар крекинга проходил через счетный аппарат для жидкостей, находившаяся на днище этого резервуара труба разветвлялась на две боковые трубки. Каждая боковая трубка снабжалась контрольным краном; одна из них вела к трубе, а другая к трубе.

В начале крекинга котел наполняли мазутом. Благодаря теплу печи содержимое котла медленно нагревалось приблизительно до 130 градусов. При этом из мазута испарялись остатки содержащейся в нем воды. Сгущаясь в холодильнике, вода стекала потом в резервуар, из которого через трубу спускалась в канаву. Одновременно из мазута выходил воздух и другие газы. Они также попадали через холодильник в резервуар и по трубе отводились в нефтепровод.

Явление разложения черного золота было замечено давно, но при обыкновенной перегонке черного золота такое разложение было нежелательным, поэтому здесь и использовался перегретый пар, который способствовал испарению черного золота без разложения. Нефтеперерабатывающая промышленность прошла в своем развитии через несколько этапов. Вначале (с 60-х гг. XIX в. и вплоть до начала XX в.) нефтепереработка носила ярко выраженный керосиновый характер, то есть основным товаром переработки нефти являлся керосин, который оставался в течение полувека основным источником света. На русских нефтеперерабатывающих заводах, к примеру, образующиеся в ходе перегонки более легкие фракции рассматривались как отходы: их сжигали в ямах или сбрасывали в водоемы. После того как мазут избавлялся от воды, растворенного в нем воздуха и газов, он был готов к крекингу. Топку усиливали, и температура в котле медленно повышалась до 345 градусов.

При этом начиналось испарение легких углеводородов, которые даже в холодильнике оставались в газообразном состоянии.

Они попадали в резервуар, а затем через трубу (выходной кран которой был закрыт) в газопровод, трубу и обратно в резервуар. Так как эти легкие газообразные фракции не находили выхода, давление внутри установки начинало повышаться. Когда оно достигало 5 атм., легкие углеводороды уже не могли улетучиваться из главного котла. Эти сжатые газы поддерживали одинаковое давление в котле, холодильнике и резервуаре. Между тем под влиянием высокой температуры происходил процесс расщепления тяжелых углеводородов, которые превращались в более легкие, то есть в бензин. При температуре порядка 250 градусов они испарялись, попадали в холодильник и здесь конденсировались. Из холодильника бензин перетекал в резервуар и по трубе, а потом поступал в специальные уплотненные котлы. Здесь при пониженном давлении из бензина испарялись растворенные в нем легкие газообразные углеводороды. Эти газы постепенно удалялись из котлов, а полученный сырой бензин сливался в специальные баки. По мере испарения легких фракций с повышением температуры содержимое в котле становилось все более упорным по отношению к теплоте. Работа прерывалась, как только более половины его содержимого превращалось в бензин и проходило через холодильник. (Это количество было легко рассчитать благодаря счетчику жидкости.) После этого соединение с газопроводом прерывалось, а кран газопровода, соединенный с компрессором, открывался, и газ медленно улетучивался в компрессор низкого давления (одновременно закрывался нефтепровод, прерывая связь установки с полученным бензином). Топку гасили, и когда содержимое котла остывало, его сливали. Затем котел очищали от коксового налета и приготавливали к следующему запуску. Метод крекинга, разработанный Бартоном, положил начало новому этапу в нефтеперерабатывающей промышленности. Благодаря ему удалось повысить в несколько раз выход таких ценных нефтепродуктов, как бензин и ароматические углеводороды.

Однако интенсивное развитие автомобильного транспорта расставило другие акценты. Если в США в 1913 году насчитывалось 1 млн. 250 тыс. автомобилей, то в 1917 году -- около 5 млн., 1918 году -- 6,25 млн., а в 1922 году -- уже 12 млн. Бензин, который в XIX веке очень мало находил применения и являлся почти что ненужным отбросом, постепенно сделался главной целью перегонки. С 1900 по 1912 год мировое потребление бензина возросло в 115 раз. Между тем при перегонке даже богатой легкими фракциями черного золота на бензин приходилось всего около 1/5 от общего объема выхода. Тогда и возникла идея подвергать тяжелые фракции, выделившиеся после первичной перегонки, крекингу и получать из них тем самым более легкие бензиновые фракции. Вскоре было установлено, что исходным сырьем для крекинга могут служить не только тяжелые фракции (солярка или мазут), но и кровь земли. Оказалось также, что крекинг - бензин превосходит по качеству тот, что получен путем обычной перегонки, так как имеет в своем составе такие углеводороды, которые плавно сгорают в цилиндрах двигателя без взрывов (детонации). Двигатель, работающий на таком бензине, не стучит и служит дольше.

2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Что же происходит при термическом крекинге? Под воздействием высокой температуры длинные молекулы, например алканов С20, разлагаются на более короткие - от С2 до С18. Углеводороды С8 - С10 - это бензиновая фракция, С15 -дизельная. При этом одновременно происходит перераспределение процентного содержания углерода и водорода в сырье и продуктах. С изобретением крекинга глубина нефтепереработки увеличилась. Выход светлых составляющих, из которых затем можно приготовить бензин, керосин, дизтопливо (соляр) повысился с 40-45 до 55-60%. Но главное даже не в этом. Новая технология позволила повнимательнее присмотреться к мазуту, использовать его в каче...

www.tnu.in.ua

Крекинг нефти - это... Что такое Крекинг нефти?

Каталитический крекинг — термокаталитическая переработка нефти и её фракций с целью получения бензина. Осуществляется при 450—550°C и 50-400 кПа в присутсвии мелкодисперсного катализатора (Редкоземельные металлы,цеолиты). Термокаталитическая переработка нефтяного сырья с целью получения продуктов меньшей молекулярной массы — компонентов высокооктановых бензинов, легкого газойля, углеводородных газов С3-С4 и др. Каталитический крекинг — один из важнейших процессов, обеспечивающих глубокую переработку нефти. Внедрению каталитического крекинга в промышленность в конце 30-х гг. 20 в. (США) способствовало создание эффективного с большим сроком службы катализатора на основе алюмосиликатов (Э. Гудри, 1936 г). Основное достоинство процесса — большая эксплуатационная гибкость: возможность перерабатывать практически любые нефтяные фракции в высококачественные продукты; сравнительная легкость совмещения с другими процессами, например, с алкилированием, гидрокрекингом, гидроочисткой, адсорбционной очисткой, деасфальтизацией и т. д. Такой универсальностью объясняется весьма значительная доля каталитического крекинга в общем объеме переработки нефти.

Примерный материальный баланс процесса каталитического крекинга Степень превращения, % мас.: 65,2; Выход продуктов на сырье, % мас.: h3 - 0,046; СН4 - 0,39; C2H6 - 0,36; C2h5 - 0,40; C3H8 - 0,84; С3H6 - 2,54; бутаны - 0,70; бутены - 2,50; изобутан - 3,44; дебутанизированный бензин - 50,43; газойль (лёгкий + тяжёлый) - 34,82; кокс - 3,54; Октановое число бензина 88-91п.

Условия процесса. Реактор: давление 0,15-0,2МПа; температура 490-530С Регенератор: давление 0,2-0,3 МПа; температура 650-700С.

Назначение продуктов крекинга: сухие газы в топливо, жирные газы на производства МТБЭ и алкилата,бензин в смешение, лёгкий газойль в дизельное топливо (не более 20%) и на гидроочистку,тяжёлый газойль в топочный мазут,тепло регенерации утилизируют.

Процесс Гудри. Исследования Э.Гудри огнеупорных глин как катализаторов привели к созданию в 1936 эффективного катализатора на основе алюмосиликатов для крекинг-процесса. Среднекипящие дистилляты нефти в этом процессе нагревались и переводились в парообразное состояние; для увеличения скорости реакций расщепления, то есть крекинг-процесса, и изменения характера реакций эти пары пропускались через слой катализатора. Реакции происходили при умеренных температурах 430—480° С и атмосферном давлении в отличие от процессов термического крекинга, где используются высокие давления. Процесс Гудри был первым каталитическим крекинг-процессом, успешно реализованным в промышленных масштабах.

тири

Wikimedia Foundation. 2010.

dvc.academic.ru

3. СЫРЬЕ, ПАРАМЕТРЫ И ПРОДУКТЫ КАТАЛИТИЧЕСКОГО КРЕКИНГА. Каталитический крекинг нефтяных фракций

Похожие главы из других работ:

Каталитический крекинг нефтяных фракций

2.1 КАТАЛИЗАТОРЫ И МЕХАНИЗМ КАТАЛИТИЧЕСКОГО КРЕКИНГА

Крекинг нефтяного сырья в присутствии катализаторов, или, коротко, каталитический крекинг - в настоящее время один из основных методов производства базовых компонентов автомобильных бензинов...

Каталитический крекинг нефтяных фракций

4. УСТАНОВКА КАТАЛИТИЧЕСКОГО КРЕКИНГА С ШАРИКОВЫМ КАТАЛИЗАТОРОМ

Установки каталитического крекинга с алюмосиликатным катализатором можно разделить на 4 типа: 1) со стационарным слоем таблетированного катализатора и реакторами периодического действия; 2) с плотным слоем циркулирующего шарикового...

Каталитический риформинг

1. Установка каталитического риформинга со стационарным слоем катализатора

Установки этого типа в настоящее время получили наибольшее распространение среди процессов каталитического риформинга бензинов. Они рассчитаны на непрерывную работу без регенерации в течение 1 года и более...

Каталитический риформинг

2. Установка каталитического риформинга с непрерывной регенерацией катализатора

Принципиальная технологическая схема установки KP HPK приведена на рис. 8. Четыре реактора риформинга (Р-1) расположены друг над другом и связаны между собой системами переточных труб малого диаметра. Шариковый катализатор диаметром 1...

Определение концентрации радона в воздухе помещения жидко-сцинтилляционным методом

1.1 Изотопы и дочерние продукты радона

Радон -- самый тяжелый элемент восьмой группы периодической системы, единственный из благородных газов, не имеющий стабильных и долгоживущих изотопов. Электронная структура атома радона 4f145d106s26p6. Ближайшим аналогом радона является ксенон. Рис...

Основные этапы переработки нефти

3.1 Продукты переработки нефти

Как видно на рис. 1 на первом месте по добычи энергетических минеральных продуктов находится нефть. Нефть и газ являются одной из основ российской экономики, важнейшим источником экспортных поступлений страны. Рис...

Производство технического углерода

4. Продукты процессов сажеобразования

Если сажу получать сжиганием сырья при недостаточном доступе воздуха, то в продуктах сгорания, кроме сажи, будут содержаться окись и двуокись углерода, метан, высшие углеводороды, водород, кислород, азот и водяные пары...

Производство этиленгликоля методом гидратации окиси этилена

6. Продукты производства

...

Развитие химической технологии на основе синтез-газа

Продукты синтеза Фишера - Тропша

Синтез Фишера-Тропша может рассматриваться как реакция восстановительной олигомеризации монооксида углерода, при которой образуются углерод - углеродные связи...

Разработка дополнительных занятий в школе к теме "Химизм различных способов приготовления пищи"

2.1.1 Растительные продукты

Отличительной особенностью растительных продуктов является высокое содержание в них углеводов: свыше 70 % сухих веществ. Поэтому рассмотрим их более подробно. Абсолютное большинство растительных продуктов, используемых в питании человека...

Разработка дополнительных занятий в школе к теме "Химизм различных способов приготовления пищи"

2.1.2 Животные продукты

В животных продуктах наиболее ценным в пищевом и кулинарном отношении является белок. В принципе надо говорить не белок, а белки, так как существует множество фракций, отличающихся по составу и свойствам...

Расчет насадочного абсорбера для улавливания ацетона из воздуха водой при температуре 200С

3 Технические параметры

Технические параметры насадочного абсорбера для улавливания ацетона из воздуха представлены в таблице: Параметр Единицы измерения Значение Газ - Воздух Целевой компонент - Ацетон Поглотитель - Вода Концентрация...

Сернокислотное алкилиривание изобутана бутиленом

3. Технологические параметры

Основы управления процессом сернокислотного С-алкилирования. Важными оперативными параметрами, влияющими на материальный баланс и качество продуктов С-алкилирования, являются давление, температура, объемная скорость сырья...

Установка гидроочистки дизельного топлива, включая реакторный блок, регенерацию катализатора и сепаратор высокого давления

1.3 Целевые и побочные продукты процесса

гидроочистка реакция дизельный топливо Целевым продуктом является гидроочищенное сырьё. При гидроочистке дизельного топлива, целевым продуктом является стабильное дизельное топливо...

Установка гидроочистки дизельного топлива, включая реакторный блок, регенерацию катализатора и сепаратор высокого давления

1.4 Параметры процесса

Основные режимные параметры процесса представлены в таблице 1.1. Таблица 1.1 - Основные режимные параметры и показатели установки гидроочистки дизельного топлива [7] Показатель Значение Температура, °С 280-400 Давление, МПа 2,5-6...

him.bobrodobro.ru

Крекинг нефти Википедия

Каталитический крекинг — термокаталитическая переработка нефтяных фракций с целью получения компонента высокооктанового бензина, легкого газойля и непредельных жирных газов.

Каталитический крекинг — один из важнейших процессов, обеспечивающих глубокую переработку нефти. Внедрению каталитического крекинга в промышленность в конце 30-х гг. 20 в. (США) способствовало создание эффективного с большим сроком службы катализатора на основе алюмосиликатов (Э. Гудри, 1936 г). Основное достоинство процесса — большая эксплуатационная гибкость: возможность перерабатывать различные нефтяные фракции с получением высокооктанового бензина и газа, богатого пропиленом, изобутаном и бутенами; сравнительная легкость совмещения с другими процессами, например, с алкилированием, гидрокрекингом, гидроочисткой, адсорбционной очисткой, деасфальтизацией и т. д. Такой универсальностью объясняется весьма значительная доля каталитического крекинга в общем объёме переработки нефти.

Сырьё[ | код]

В настоящее время сырьем каталитического крекинга служит вакуумный газойль — прямогонная фракция с пределами выкипания 350—500°С. Конец кипения определяется, в основном, содержанием металлов и коксуемостью сырья, которая не должна превышать 0,3 %. Фракция подвергается предварительной гидроочистке для удаления сернистых соединений и снижения коксуемости. Также у ряда компаний (UOP, IFP) имеется ряд разработанных процессов каталитического крекинга тяжелых фракций — например, мазута (с коксуемостью до 6-8 %). Так же в качестве сырья используют остаток гидрокрекинга, в качестве компонентов сырья возможно использование деасфальтизатов, петролатумов, фильтратов обезсмасливания гачей.

Условия процесса[ | код]

Кратность циркуляции катализатора к сырью — 10:1 (для установок с лифт-реактором), Температура — 510—540 °C, Давление — 0,5-2 атм

Температура — 650—730 °C, Давление — 1-3 атм

Катализатор[ | код]

На установках прошлого поколения использовался аморфный шариковый катализатор. Представляет собой шарики 3-5 мм с площадью поверхности 200 м²/гр.

В настоящее время используется цеолитсодержащий микросферический катализатор (размер частиц 35-150 мкм). Площадь поверхности 300-400 м²/гр. Он представляет собой крекирующий цеолитный компонент, нанесенный на аморфную алюмосиликатную матрицу. Содержание цеолита не превышает 30%. В качестве цеолитного компонента используется ультрастабильный цеолит Y, иногда с добавками цеолита ZSM-5 для увеличения выхода и октанового числа бензина. Ряд компаний при приготовлении катализатора также вводят в цеолит редкоземельные металлы. В катализаторе крекинга также содержатся добавки, уменьшающие истирание катализатора, а также промоторы дожига СО, образующегося в регенераторе при выжиге кокса, до СО2.

Типы реакторов[ | код]

Различают установки по организации процесса:

  • Периодические (реакторы Гудри). Через нагретый стационарный слой катализатора пропускают сырье и, после того как он закоксуется, реактор ставят на регенерацию;
  • Непрерывной регенерации. Из реактора выводится закоксованный катализатор, с поверхности которого выжигается кокс в отдельном аппарате и возвращается в реактор. После регенерации катализатор сильно нагрет, чего хватает для процесса крекинга, поэтому процесс каталитического крекинга не нуждается в подводе внешнего тепла.

Установки непрерывной регенерации подразделяются:

  • Реакторы с движущимся слоем катализатора. Слой шарикового катализатора движется сверху вниз по реактору навстречу поднимающимся парам сырья. При контакте происходит крекинг, катализатор через низ отправляется на регенерацию, продукты на разделение. Регенерация протекает в отдельном аппарате с помощью воздуха; при этом выделяющееся при сгорании кокса тепло используют для генерации пара. Типовая установка - 43-102.
  • Реакторы с кипящим слоем катализатора. Микросферический катализатор витает в потоке паров сырья. По мере закоксовывания частицы катализатора тяжелеют и падают вниз. Далее катализатор выводится на регенерацию, которая проходит также в кипящем слое, а продукты идут на разделение. Типовые установки - 1-А/1М, 43-103.
  • Реакторы с лифт-реактором. Нагретое сырье в специальном узле ввода диспергируется и смешивается с восходящим потоком катализатора в специальном узле. Далее смесь катализатора и продуктов крекинга разделяется в кипящем слое сепаратора специальной конструкции. Остатки продуктов десорбируются паром в десорбере. Время контакта сырья и катализатора составляет несколько секунд. Типовая установка - Г-43-107.
  • Миллисеконд. Характерная особенность процесса - отсутствие лифт-реа

ru-wiki.ru