327.Какие есть химические способы переработки нефти? Химические методы переработки нефти


Методы и продукты переработки нефти — Мегаобучалка

Различают первичную и вторичную переработку нефти.

В процессах первичной переработки осуществляется разделение и очищение нефти, при этом химическое строение ее компонентов не изменяется.

Вторичная переработка нефти предполагает химичес­кое превращение ее фракций (дистиллятов) вплоть до деструкции молекул с целью увеличения в них содер­жания углеводородов определенного типа.

К методам первичной переработки относятся обез­воживание, обессоливание, деэмульгирование, атмосфер­ная или вакуумная перегонка.

Обезвоживание и обессоливание производят посред­ством длительного отстаивания нефти в резервуарах. Для ускорения процессов нефть подогревают.

В случае, если нефть и буровая вода образуют устой­чивую эмульсию, проводится термохимическое и элект­рическое деэмульгирование. При термохимическом методе в нефть при температуре 50—70°C вводят деэмуль­гаторы (натриевые соли сульфокислот и др.). Электро­химический метод предполагает действие электрическо­го поля высокого напряжения.

Добытая нефть всегда содержит растворенные газы, которые улетучиваются, увлекая за собой более тяже­лые углеводороды. Для предотвращения этих потерь нефтехранилища герметизируют.

Иногда в местах добычи нефти производят ее частич­ное отбензинивание, заключающееся в нагреве до 130— 160°C с последующей ректификацией в специальных ко­лоннах-стабилизаторах под давлением 0,4—0,6 МПа. Газы и легкие бензиновые фракции, полученные в ре­зультате стабилизации нефти, в дальнейшем перераба­тываются на газовый бензин и сжиженный газ.

Перегонка нефти заключается в ее разделении на фракции (дистилляты), кипящие в определенном интер­вале температур. Перегонка нефти, осуществляемая под давлением, близким к атмосферному, называется пря­мой (атмосферной) При этом получают следующие дистилляты

Дистиллят Температура кипения, °C
Легкий бензиновый (эфир петролейный) 30—90
Бензиновый 40—200
Лигроиновый 110—230
Керосиновый 140—300
Газойлевый 230—350
Соляровый 280—400

Остаток прямой перегонки — мазут (60—80 % мас­сы исходного сырья) обычно перегоняют под вакуумом на масляные дистилляты (веретенный, машинный, ци­линдровый). Мазут низкого качества используется как топливо. Остаток перегонки мазута — гудрон.

Перегонка нефти, при которой на первом этапе под давлением, близким к атмосферному, получают светлые нефтепродукты, а на втором из мазута под вакуумом — масляные дистилляты, называется двухступенчатой (ат­мосферно-вакуумной).

Одним из наиболее распространенных методов вторич­ной переработки нефти является крекинг (термический и каталитический).

Крекинг представляет собой процесс переработки нефти и ее фракций, связанный с распадом тяжелых уг­леводородов, изомеризацией и синтезом новых молекул. Он применяется для получения главным образом мотор­ных топлив.

Термический крекинг — это разложение продук­тов перегонки нефти, в основном низкосортных видов тяжелого остаточного нефтяного сырья, при температуре 470—750°С и давлении, достигающем 4,0—6,0 МПa.

Наиболее распространенным является глубокий крекинг керосиногазойлевых фракций для получения бензина. Он проводится при температуре 500—520°C и давлении до 5,0 МПа. Выход бензина при этом дости­гает 60—70 %.

Тяжелые нефтепродукты (мазут, гудрон и др.) под­вергаются термическому крекингу низкого давления, осуществляемому при температуре 500—600°C и не­большом давлении. Такой процесс называют также коксованием. Его проводят с целью получения га­зойля, используемого для производства моторных топ­лив, и кокса (выход до 20%), применяемого для изго­товления электродов и в других целях.

Различают также высокотемпературный кре­кинг (пиролиз), осуществляемый при температуре 650— 750°C и давлении, близком к атмосферному. Этот про­цесс дает возможность перерабатывать тяжелое остаточ­ное нефтесырье в газ, используемый в химической про­мышленности, а также получать ароматические углево­дороды (бензол, толуол, нафталин и др.).

Получаемые в результате термического крекинга бен­зины маловосприимчивы к тетраэтилсвинцу. Поэтому они в дальнейшем подвергаются термическому рифор­мингу.

Каталитический крекинг (крекинг с примене­нием катализаторов) служит для получения основного компонента высококачественного бензина с октановым числом до 85, а также керосиногазойлевой фракции, ис­пользуемой в качестве дизельного или реактивного топ­лива.

Применение катализаторов позволяет снизить темпе­ратуру (450—520°C) и давление (0,2—0,3 МПа) процес­са, увеличить выход и повысить качество бензинов по сравнению с термическим крекингом.

Сырье каталитического крекинга — обычно газойль, из которого получают 30—40 % бензина, 45—55 % ката­литического газойля, 10—20 % газа и 3—6 % кокса. В качестве катализаторов используют синтетические или природные алюмосиликаты.

Для переработки средних и тяжелых нефтяных фрак­ций с большим содержанием сернистых и смолистых соединений большое распространение получил катали­тический крекинг в присутствии водорода (гидрокре­кинг).

Он осуществляется при температуре 350—450°C, давлении водорода 3—14 МПа и его расходе на 1 м3 сырья 170—350м3.

При этом выход светлых нефтепродуктов возрастает до 70 %. Снижается также содержание в них серы. Для переработки различных видов нефтепродуктов, включая газы нефтепереработки и остатки перегонки, применяют крекинг с водяным паром. Он осуществляется при темпе­ратуре 650—800°C. Его преимущества — низкое коксо­образование и большой выход олефинов.

К методам вторичной переработки нефти относятся также алкилирование (для получения изооктана и дру­гого высокооктанового топлива), деструктивная гидро­генизация (для увеличения выхода легких и светлых нефтепродуктов), синтез углеводородов из газов (для превращения в жидкое состояние углеводородов, нахо­дящихся в газах крекинга) и др.

Получаемые нефтепродукты нуждаются в очистке от нежелательных примесей. Различают химические и фи­зико-химические очистки.

К химическим очисткам относятся кислотная, щелоч­ная и селективная.

Кислотная очистка заключается в обработке нефте­продуктов, в основном масляных дистиллятов, концент­рированной серной кислотой, растворяющей смолы и не­которые другие нежелательные соединения.

Щелочная очистка (выщелачивание) — обработка масляных дистиллятов щелочью для удаления из них органических кислот, остатка серной кислоты после кис­лотной очистки и сернистых соединений.

Селективная (избирательная) очистка представляет собой обработку нефтепродуктов специально подобран­ным растворителем, который не смешивается с данным дистиллятом, но растворяет смолы, кислые продукты и другие нежелательные вещества. В качестве таких растворителей применяют ацетон, фенол, нитробензол, фурфурол и др.

Разновидностью селективной очистки является де­парафинизация масляных дистиллятов. Она осущест­вляется с помощью смеси метилкетона, бензола, толуо­ла и других растворителей и имеет целью удаление твердых при обычных температурах парафиновых угле­водородов, повышающих температуру застывания масел.

К физико-химическим очисткам относятся контакт­ная и гидроочистка.

Контактную очистку осуществляют введением в неф­тепродукт отбеливающих глин, обладающих сорбцион­ной (поглотительной) способностью. Процесс очистки включает тщательное перемешивание порошкообразной глины с дистиллятом, выдержку в течение определен­ного времени получаемой смеси и ее фильтрование. В ре­зультате такой очистки снижается содержание смол.

В последние годы для лучшего удаления сернистых соединений, особенно при производстве дизельного топ­лива, широко используют гидроочистку, т. е. обработку сырья водородом при повышенных температурах и дав­лении в присутствии катализаторов.

megaobuchalka.ru

327.Какие есть химические способы переработки нефти?

6

304.Какие есть классы навалочных грузов по транспортной классификации?

305.Какие есть классы наливных грузов?

306.Какие есть контейнеры по видам сообщения?

307.Какие есть контейнеры по конструкции?

308.Какие есть контейнеры по массе брутто?

309.Какие есть контейнеры по материалу изготовления?

310.Какие есть контейнеры по назначению?

311.Какие есть контейнеры, используемые на магистральном транспорте

312.Какие есть основные группы зерновых грузов?

313.Какие есть основные группы злаков?

314.Какие есть подгруппы группы жидкие растительные и животные жиры?

315.Какие есть подклассы пищевых наливных грузов?

316.Какие есть разновидности круглого леса?

317.Какие есть сорта натурального каучука?

318.Какие есть сорта тапиоки?

319.Какие есть специализированные контейнеры по назначению и конструкции?

320.Какие есть специализированные контейнеры по сфере применения?

321.Какие есть способы пакетирования тарно-штучныхгрузов?

322.Какие есть способы переработки нефти?

323.Какие есть способы хранения зерна в береговых условиях?

324.Какие есть формы проявления жизнедеятельности зерновой массы?

325.Какие есть фосфорные удобрения?

326.Какие есть фракции нефти в зависимости от температуры кипения?

328.Какие есть штабеля для хранения навалочные грузы?

329.Какие жидкости можно назвать «варенной нефтью»?

330.Какие зерновые грузы относятся к легким?

331.Какие зерновые грузы относятся к средним?

332.Какие зерновые грузы относятся к тяжелым?

333.Какие классы лесных грузов?

334.Какие контейнеры относятся к изотермическим?

335.Какие круглые лесоматериалы маркируются?

336.Какие металлические изделия перевозят в связках?

337.Какие металлогрузы входят во вторую группу?

338.Какие металлогрузы относятся к третьей группе?

339.Какие металлоизделия входят в первую группу?

340.Какие металлоизделия входят в третью группу?

341.Какие металлоизделия относятся к первой группе?

342.Какие металлоизделия относятся ко второй группе?

343.Какие навалочные грузы взрывоопасны?

344.Какие навалочные грузы относятся к минерально-строительнымматериалам?

345.Какие навалочные грузы относятся к технологической группе 00?

346.Какие навалочные грузы по плотности относятся к весьма тяжелым?

347.Какие навалочные грузы по плотности относятся к легким?

348.Какие навалочные грузы по плотности относятся к очень легким?

349.Какие навалочные грузы по плотности относятся к средним ?

350.Какие навалочные грузы по плотности относятся к тяжелым?

351.Какие наливные химические по степени опасности отнесены к категории А?

352.Какие наливные химические по степени опасности отнесены к категории В?

353.Какие наливные химические по степени опасности отнесены к категории С?

354.Какие наливные химические по степени опасности отнесены к категорииD?

355.Какие наливные химические по степени опасности отнесены к категории Е?

356.Какие недостатки специализированных контейнеров?

357.Какие нефтепродукты наиболее быстро теряют химическую и физическую стабильность?

358.Какие нефтепродукты относятся к группе топлива?

359.Какие общие свойства киповых грузов?

360.Какие органолептические особенности каучука «креп»?

361.Какие органолептические особенности каучука «смокед-шит»?

362.Какие органолептические особенности каучука «смокет-креп»?

363.Какие органолептические особенности каучука «СМР»?

364.Какие основные виды грузов установлены ГОСТом?

365.Какие основные виды УГМ на автомобилях?

366.Какие основные виды УГМ на транспортных средствах?

367.Какие основные материалы изготовления мягких контейнеров?

368.Какие основные материалы изготовления ящиков?

369.Какие основные методы исследования свойств грузов?

7

370.Какие основные опасности при перевозке и хранении леса?

371.Какие основные типы марганцевой руды?

372.Какие особенности герметичной укупорки тары?

373.Какие особенности каталитического крекинга?

374.Какие особенности лабораторного метода исследования свойств грузов?

375.Какие особенности надежной укупорки тары?

376.Какие особенности натурального метода исследования свойств грузов?

377.Какие особенности натурного метода исследования свойств грузов?

378.Какие особенности ненадежной укупорки тары?

379.Какие особенности органолептического метода исследования свойств грузов?

380.Какие особенности перевозки необработанной кожи?

381.Какие особенности эффективной укупорки тары?

382.Какие пиломатериалы маркируются?

383.Какие поправки к водоизмещению судна могут применяться?

384.Какие последствия накопления зарядов при перемещении жмыхов?

385.Какие последствия процесса дыхания зерна?

386.Какие преимущества и недостатки определения объема штабеля по номограмме?

387.Какие преимущества и недостатки определения объема штабеля расчетным методом?

388.Какие преимущества специализированных контейнеров?

389.Какие преимущества УГМ?

390.Какие причины загрязнение моря нефтепродуктами по классификации ИМО?

391.Какие процессы происходят с нефтепродуктами при нарушении их стабильности?

392.Какие размеры груза необходимы для определения коэффициента трюмной укладки?

393.Какие размеры грузовых мест необходимые для размещения их на поддоне в плане?

394.Какие размеры относится к объемно-массовымхарактеристикам грузов?

395.Какие размеры связки необходимы для расчета коэффициента формы?

396.Какие размеры ящичного груза?

397.Какие районы считаются особыми при перевозке жидких ядовитых веществ?

398.Какие районы являются «особыми» по Марпол 73/78 и Конвенции ООН по морскому праву?

399.Какие свойства зерна главным образом определяет его сорбционную емкость?

400.Какие свойства навалочных грузов представляют вредность для здоровья?

401.Какие специфические свойства навалочных грузов относятся к биологическим

402.Какие специфические свойства навалочных грузов относятся к физическим?

403.Какие специфические свойства навалочных грузов относятся к химическим?

404.Какие средства защиты применяются при перегрузке зерна?

405.Какие существует виды укупорки тары?

406.Какие транспортные характеристики наливных грузов?

407.Какие требования к грузовому контейнеру Регистра?

408.Какие требования к грузовому контейнеру ТК-104и МОС?

409.Какие условия считаются нормальными для сжиженных газов?

410.Какие физические свойства наиболее важны при перевозке зерновых грузов?

411.Какие фракции нефтепродуктов относят к легким?

412.Какие фракции нефтепродуктов относят к тяжелым?

413.Какие характеристики наливных грузов относятся к объемно-массовым?

414.Какие характеристики наливных грузов относятся к теплофизическим?

415.Какие характеристики наливных грузов относятся к характеристикам опасности?

416.Какие химические грузы по степени реакционной опасности относятся к1 группе?

417.Какие химические грузы по степени реакционной опасности относятся ко2 группе?

418.Какие химические грузы по степени реакционной опасности относятся к3 группе?

419.Какие химические грузы по степени реакционной опасности относятся к4 группе?

420.Какие этапы процесса переработки нефти?

421.Какие этапы технологического процесса прямой перегонки нефти?

422.Каким веществом является питьевая вода?

423.Каким документом регламентируется перевозка жидких химических грузов?

424.Каким должна быть связка в сечении?

425.Каким должно быть расстояние от штабеля угля до железнодорожных путей?

426.Каким должно быть расстояние от штабеля угля до подкрановых путей?

427.Каким преимуществом обладают сжиженные газы при перевозке и хранении?

428.Каким преимуществом обладают сжиженные газы при потреблении?

429.Каким фактором определяются цели создания классификации?

430.Каким является процесс окисления нефтепродуктов?

431.Какими основными показателями характеризуется ценность руды?

432.Какими свойствами обладает аммиак?

433.Какими свойствами обладает бутадиен (дивинил)?

434.Какими свойствами обладают большинство СПГ и СНГ?

435.Какими свойствами обладают спирты-ректификаты?

8

436.Каких видов выпускают серу?

437.Каких групп бывает щепа?

438.Каких целлюлоза перевозится?

439.Какова цель отбора проб груза?

440.Какого происхождения волокнистые киповые грузы?

441.Какого размера поддоны получили наибольшее распространение?

442.Какого ряда (серии) контейнеры используются для межконтинентальных перевозок?

443.Какого цвета бывают виноматериалы белых сортов?

444.Какого цвета бывают виноматериалы красных сортов?

445.Какое вещество является стандартным для наливных грузов?

446.Какое воздействие на жиры оказывает солнечный свет?

447.Какое значение угла естественного откоса принимается при расчете штабелей угля?

448.Какое значение цетанового числа обеспечивает полное и равномерное сгорание?

449.Какое количество видов материала упаковки есть?

450.Какое количество групп металлоизделий по способу перевозки и хранения?

451.Какое количество знаков в BIC-CODEконтейнера?

452.Какое количество серий (рядов) контейнеров разработано?

453.Какое назначение жидких смазочных масел?

454.Какое основное назначение большинства серы?

455.Какое основное назначение складской маркировки?

456.Какое основное назначение транспортной тары?

457.Какое основное назначение фосфоритов?

458.Какое основное свойство смазочных масел?

459.Какое отличие влажного хранения леса от сухого?

460.Какое отличие танка от цистерны?

461.Какое правило надо соблюдать при формировании пакета на поддоне?

462.Какое преимущество каталитического крекинга перед термическим?

463.Какое УПО имеют дедвейтные грузы?

464.Какое УПО имеют объемные грузы?

465.Какой бывает коньячный спирт?

466.Какой вид имеет складская маркировка?

467.Какой груз считается «легким»?

468.Какой груз считается «тяжелым»?

469.Какой диапазон температур в изотермическом контейнере по нормам МОС?

470.Какой допустимый срок службы контейнеров?

471.Какой естественный путь получения песка, щебня и гравия?

472.Какой киповый груз относится к кипам?

473.Какой киповый груз относится к тюкам?

474.Какой конструкции бывают жесткие контейнеры?

475.Какой окисел является основным в составе глины?

476.Какой основной способ предотвращения самовозгорания угля?

477.Какой переход легко осуществляют сжиженные газы?

478.Какой размер в сечении называется контейнерным модулем МОС (ИСО)?

479.Какой сортимент круглых лесоматериалов?

480.Какой УПО имеют большинство металлогрузов?

481.Какой цвет имеет сырая нефть?

482.Какую геометрическую форму имеют грузы без упаковки

483.Какую консистенцию имеют пластичные смазки?

484.Какую консистенцию могут иметь жиры при комнатной температуре?

485.Какую массу брутто и длину имеет контейнер IA?

486.Какую массу брутто и длину имеет контейнер IB?

487.Какую массу брутто и длину имеет контейнер IC?

488.Какую массу брутто и длину имеет контейнер ID?

489.Какую массу брутто и длину имеет контейнер IE?

490.Какую массу брутто и длину имеет контейнер IF?

491.Какую массу брутто и длину имеет контейнер IG?

492.Какую обработку делают отопительные контейнеры?

493.Какую обработку делают рефрижераторные отопительные контейнеры?

494.Какую обработку и за счет чего делают рефрижераторные контейнеры с расходуемым хладагентом?

495.Какую обработку и за счет чего делают рефрижераторные контейнеры с машинным отделением?

496.Какую обработку производят теплоизолированные контейнеры?

497.Какую опасность представляет хранение и перевозка серы?

498.Какую опасность представляет хранение и перевозка суперфосфатов?

499.Какую опасность представляет хранение и перевозка хлористого калия?

500.Какую опасность представляет хранение и перевозка хлористого калия?

501.Какую опасность представляют навалочные грузы при перегрузке и хранении?

9

502.Какую чистую грузоподъемность имеют лихтеры?

503.Кем и как наносится железнодорожная маркировка?

504.Кем и когда наносится отправительская маркировка?

505.Кем и когда наносится товарная маркировка?

506.Кем и когда наносится транспортная маркировка?

507.Кем маркируются контейнеры?

508.Когда навалочные грузы относятся к рядовым?

509.Когда навалочные грузы относятся к сортированным?

510.Когда наиболее опасно активное окисление масла при контакте с воздухом?

511.Когда опасна абразивность и острокромчатость?

512.Когда повышается слеживаемость?

513.Когда у зерна появляется гнилостный, солодовый запах, затхлость, а его масса резко уменьшается

514.Когда удобнее использовать УПО, а когда SF?

515.Когда формируют штабель в виде обелиска?

516.Когда целиком не используется грузовместимость судна?

517.Когда целиком не используется грузоподъемность судная?

518.Коэффициент формы всегда постоянная величина?

519.Кто контролируют зараженность зерна насекомыми, вредителями, сорняками?

520.Могут ли приращения объема и высоты в танке иметь отрицательный знак?

511.Может ли «легкий» груз стать «тяжелым»?

512.Может ли коэффициент трюмной укладки быть меньше единицы?

513.Можно ли относительную плотность наливного груза называть «удельным весом»?

514.Можно ли хранить насыпные грузы на открытых площадках?

515.На какие группы делятся навалочные грузы по степени абразивности?

516.На какие группы делятся нефтепродукты в зависимости от температуры вспышки?

517.На какие классы есть деление грузов в практике морских перевозок?

518.На какие классы разделяются наливные грузы?

519.На какие классы разделяются опасные грузы?

520.На какие классы разделяются режимные грузы?

521.На какие классы разделяются смещающиеся грузы?

522.На какие свойства нефти и нефтепродуктов существенно влияет фракционный состав?

523.На каком типе судов перевозятся вагоны?

524.На основании чего рассчитывается объем штабеля произвольной формы?

525.На основе чего осуществляется УГМ?

526.На что влияет вязкость?

527.Необходимо ли при формировании пакета на поддоне учитывать форму груза?

528.От чего зависит степень абразивности груза?

529.От чего зависит степень сводообразования?

530.От чего зависят физические и химические свойства нефти?

531.Отличаются ли основные свойства спиртов-ректификатовот коньячных спиртов?

532.По какой формуле, как правило, определяется средняя осадка судна?

533.Понятие «длинномерный» относительное?

534.Понятие «крупногабаритный» относительное?

535.Понятие «легкий» или «тяжелый» груз относительное?

536.Понятие «негабаритный» относительное?

537.Понятие «тяжеловесный» относительное?

538.Постоянная ли величина удельного объема места?

539.Постоянная ли величина удельного погрузочного объема?

540.Почему влажность насыпных грузов строго регламентируется?

541.Почему волокнистые грузы не совместимы с маслом?

542.Почему используются меркаптаны?

543.Почему нефть используют в основном для получения различных сортов топлива?

544.Почему поддон называется двухзаходным?

544.Почему попутные газы называют «попутными» или «нефтяными»?

545.Почему при загрузке судов в качестве объемной характеристики используют SF?

546.При какой влажности груз считается сухим?

547.При какой температуре при атмосферном давлении перевозят аммиак?

548.При какой температуре при атмосферном давлении перевозят н-бутан?

549.При какой температуре при атмосферном давлении перевозят пропан?

550.При каком давлении без охлаждения перевозят аммиак?

551.При каком давлении без охлаждения перевозят н-бутан?

552.При каком давлении без охлаждения перевозят пропан?

553.Чем может быть обусловлено ограничение высоты складирования?

554.Чем обладает сухой апатитовый концентрат?

555.Чем обусловлено ускорение процесса окисления нефтепродуктов?

556.Чем опасно излишнее увлажнение целлюлозы?

studfiles.net

Химические высокотемпературные методы переработки нефти и нефтепродуктов

Химия Химические высокотемпературные методы переработки нефти и нефтепродуктов

просмотров - 94

Химические высокотемпературные методы переработки нефти и нефтепродуктов. Очистка нефтепродуктов

Химические методы основаны на глубоких химических деструктивных превращениях, которые претерпевают углеводороды, содержащиеся в нефти или нефтепродуктах под влиянием температуры, давления, катализаторов. Наибольшее распространение среди этих методов получили различные виды крекинга.

Высокотемпературные химические методы переработки нефти и нефтепродуктов относятся к процессам деструктивной переработки нефти, при которой происходят более или менее глубокие изменения строения молекул исходного сырья. Такие процессы объединяются термином «крекинг».

Термин «крекинг» произошел от английского глагола «to crack», что означает – раскалывать, расщеплять. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, под крекингом понимают расщепление исходных молекул на более мелкие. При этом при крекинге наряду с распадом молекул происходят и вторичные процессы синтеза более крупных молекул.

Протекающие при крекинге процессы можно разделить на следующие группы: 1) распад молекул с разрывом связи С–С, 2) дегидрирование, приводящее к разрыву связи С–Н, 3) изомеризация, 4) реакции синтеза (полимеризация, циклизация, конденсация).

Реакции первых двух типов – эндотермические, это процессы расщепления или крекинга углеводородов, они, как правило, первичные. Остальные – экзотермические и вторичные; исходными для них являются продукты первичных реакций.

У парафиновых углеводородов энергия активации связи С–С в среднем 297277 дж/моль, а связи С–Н 385204 дж/моль, следовательно, связь С–Н более прочна, чем связь С–С, и в связи с этим при крекинге преобладающими для парафиновых углеводородов» являются процессы разрыва связи С–С. В общем, виде это можно представить как образование двух углеводородов:

одного предельного и другого непредельного (в уравнении m+m’=n), причем фактически в данном случае протекает цепная реакция.

Связи С–С по краям молекулы прочнее, чем в серединœе цепочки, в связи с этим разрыв связи происходит преимущественно в серединœе молекулы с образованием двух радикалов. Радикалы в момент образования могут обменяться атомами водорода и в результате превратиться в две молекулы углеводородов – предельный и непредельный, к примеру:

В случае, если радикалы не успевают обменяться водородом, крупные радикалы тут же начинают распадаться, давая молекулы непредельных углеводородов и более простой радикал и т. д. до образования простых устойчивых радикалов – метила или этила, к примеру:

Простой радикал, столкнувшись с молекулой исходного углеводорода, превращается в молекулу предельного углеводорода, а молекула исходного углеводорода – в сложный радикал и т.д. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, возникает цепная реакция, дающая в результате предельные и непредельные углеводороды, к примеру:

и частично изомеризуются.

Ароматические углеводороды могут расщепляться по связи Cap–Сал – с отрывом боковой цепи. При этом происходит образование простых ароматических и непредельных углеводородов, к примеру, из этилбензола по реакции:

получится бензол и этилен.

Кроме этого, возможна также конденсация ароматических углеводородов, являющаяся источником коксообразования.

Непредельные углеводороды, получающиеся при крекинге, вступают в реакции конденсации и циклизации, как друг с другом, так и с исходными продуктами, образуя при этом ароматические и другие сложные углеводороды.

Большинство превращений нафтеновых, ароматических и непредельных углеводородов аналогично тому, как и предельных, имеет цепной механизм.

Сегодня различают две группы процессов деструктивной переработки нефти и нефтепродуктов:

1. крекинг

2. риформинᴦ.

Риформинг это разновидность крекинга и отличается от него по исходному сырью.

При крекинге в качестве сырья используются различные фракции нефти от лигроина до мазута. Продуктами крекинга являются – бензин, газы, крекинг-остаток.

При риформинге сырьем служат низкооктановые бензины или лигроины, из которых получают высокооктановые бензины или сырье для химического синтеза.

Процессы крекинга или риформинга, проводимые при высоких температурах в отсутствии катализатора, называются термическим крекингом или термическим риформингом, в присутствии катализаторов – соответственно каталитическим крекингом или каталитическим риформингом.

Термический крекинг производится при температуре 450–650°С и давлении до 70 ат.

При крекинге смеси углеводородов различных классов наблюдается некоторая последовательность или селœективность крекинга.

Основными факторами, определяющими протекание процессов крекинга, являются температура, давление и время пребывания углеводородов в зоне реакции.

Температура способствует преимущественно протеканию той или иной реакции из числа термодинамически возможных. Повышение температуры приводит к снижению прочности углеводородов. График показывает, что метан при всœех температурах устойчивее других соединœений; термическая устойчивость парафиновых углеводородов понижается при переходе к высшим

Следовательно, при нагревании в первую очередь происходит расщепление углеводородов с длинной цепью. Место разрыва связи с повышением температуры сдвигается к краю цепи и идет с образованием более устойчивых углеводородов с короткими цепями вплоть до метана. При этом и метан при температурах выше 820 К начинает разлагаться на углерод и водород.

Метановые и нафтеновые углеводороды при низких температурах (ниже 500 К) являются более стабильными, в то время как при высоких температурах более устойчивы ароматические углеводороды и олефины.

Температура, далее, влияет на скорость реакций крекинга. С повышением температуры сильно увеличивается общая скорость крекинга. Скорость превращения отдельных групп углеводородов располагается в следующей последовательности: парафины – нафтены – ароматические углеводороды.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, повышение температуры приводит к увеличению выхода газообразных продуктов и к повышению количества ароматических углеводородов и олефинов по сравнению с исходным сырьем.

Верхний предел температуры ограничивается возможностью протекания процессов, ведущих к коксообразованию.

Повышение давления, во-первых, подавляет обратимые реакции расщепления, идущие с увеличением объема и, во-вторых, благоприятствует протеканию вторичных реакций полимеризации и конденсации, приводящих к образованию более тяжелых продуктов. Изменение давления оказывает влияние на место разрыва цепи – при более высоких давлениях разрыв цепи происходит ближе к серединœе, при низких ближе к концу.

Следовательно, если стремятся увеличить выход жидких продуктов, процесс проводят под повышенным давлением и, наоборот, если желательно получать больше газов, целœесообразно осуществлять крекинг при пониженном давлении.

Продолжительность пребывания углеводородов в зоне высоких температур оказывает влияние на протекание реакций крекинга. При длительном пребывании может проходить разложение первичных и вторичных продуктов реакции на углерод и водород. Благодаря этому степень превращения за один проход в процессах крекинга стараются ограничить 50–70%, а затем после отделœения продуктов крекинга, напр. бензина и тяжелого остатка, так называемую промежуточную или среднюю фракцию подвергают вновь крекингу, либо отдельно, либо возвращают на крекинг в смеси со свежим сырьем (крекинг с рециркуляцией или рисайкл).

Практически при термическом крекинге получают: бензин, газы и крекинг-остаток.

Термический крекинг – можно разделить на крекинг в смешанной фазе (раньше называли – жидкофазный) и в паровой фазе. Первый проводят при умеренной температуре 350–500°С и повышенном давлении до 70 ат, второй осуществляется при умеренной или высокой температуре и при высоких и низкие давлениях. При смешанном крекинге реакции крекинга протекают и в жидкой и в паровой фазах, при парофазном – в паровой фазе.

Принципиально технологический процесс состоит по сути в том, что сырье нагревается в трубчатых печах до температуры, при которой крекинг углеводородов протекает с достаточной скоростью, а затем продукты крекинга разделяются ректификацией.

На рис. 2 приводится схема термического смешанного крекинга мазута с раздельным крекированием тяжелых и легких фракций.

 
 
Мазут насосом 1 качается в ректификационную колонну 2. В эту же колонну поступают пары, полученные в результате крекинга. При соприкосновении на тарелках колонны паров с сырьем происходит конденсация содержащихся в парах тяжелых и испарение из сырья легких фракций. В результате снизу колонны 2 отбирается тяжелая фракция, идущая в трубчатую печь крекинга 3, а из средней части колонны более легкая – средняя фракция, поступающая на крекирование в трубчатую печь 4. Температура в печи 3 – 470 – 480°С, в печи 4 – 500 – 510°С, давление в печах 60 – 70 ат. Продукты из обоих печей через редукционный вентиль 5 поступают в испаритель 6, где происходит отделœение паров от крекинг-остатка, выводимого из испарителя через холодильник. Пары из испарителя 6 идут на разделœение в ректификационную колонну 2, Сверху колонны отбираются пары бензина, которые конденсируются в конденсаторе 7 и отделяются от газов в сепараторе 8; частично бензин подается на орошение колонны 2.

Средний выход продуктов, к примеру, при термическом крекинге мазута: крекинг-бензина 30–35%, крекинг-газов 10–15%, крекинг-остатка 50–55%.

Бензины термического крекинга обладают более высокой детонационной стойкостью, чем некоторые бензины прямой гонки, благодаря присутствию в них ароматических углеводородов и углеводородов разветвленного строения. Октановое число таких бензинов – около 70. Присутствие в крекинг-бензинах реакционноспособных непредельных углеводородов делает их менее стабильными, чем бензины прямой гонки.

Газы термического крекинга – смесь предельных и непредельных углеводородов: этана, этилена, пропана, пропилена, бутанов, бутиленов, пентанов и др.

Крекинг-остаток используется главным образом как котельное топливо.

Пиролиз керосина или других нефтепродуктов является парофазным крекингом, проводимым при температуре около 670 – 720°С и атмосферном давлении.

Высокие температуры процесса обуславливают протекание реакций расщепления, полимеризации и изомеризации углеводородов, содержащихся в сырье, что приводит к образованию большого количества газообразных продуктов, богатых этиленом и другими непредельными углеводородами, и ароматических углеводородов.

Газообразные и жидкие продукты пиролиза служат сырьем для химических синтезов.

Каталитический крекинг, ᴛ.ᴇ. крекинг, проводимый в присутствии катализаторов:

1) дает высокие выходы бензина и дистиллатов из тяжелого нефтяного сырья,

2) получаемые бензины имеют высокие октановые числа,

3) одновременно с бензинами достигается большой выход легких углеводородов С3 – С4 (газов), являющихся сырьем для синтеза органических продуктов,

4) при переработке сернистого сырья получать бензины с низким содержанием серы.

Указанные возможности каталитического крекинга сделали его в настоящее время важнейшим процессом деструктивной переработки нефти и нефтепродуктов.

Каталитический крекинг проводится большей частью в паровой фазе, при температуре 450–500°С и давлении 0,6–1,0 ат.

В качестве катализатора применялся хлористый алюминий. Выход бензинов высокого качества достигал на хлористом алюминии 70%, однако процесс не получил распространения, т. к. скорость химических реакций была относительно невелика, катализатор в процессе терялся, появлялась коррозия аппаратуры и т. д.

Значительно более эффективными оказались алюмосиликатные катализаторы – твердые высокопористые тела, состоящие в основном из окиси алюминия. Алюмосиликатные катализаторы бывают природными – активизированные глины и синтетическими, причем последние обладают большей каталитической активностью, механической прочностью и термической стойкостью, чем первые.

Последовательность крекинга отдельных видов углеводородов определяется не скоростями превращений, как при термическом крекинге, а способностью отдельных компонентов адсорбироваться на поверхности катализатора. Последовательность реакций углеводородов при каталитическом крекинге следующая: ароматические – непредельные, нафтеновые, парафиновые.

Ароматические углеводороды, обладая наибольшей адсорбционной способностью, в первую очередь образуют на поверхности катализатора адсорбционный слой и претерпевают превращения. При этом конденсированные ароматические углеводороды дают кокс, а алкилированные ароматические углеводороды расщепляются по связи Cap–Сал с образованием простейших ароматических и непредельных углеводородов.

Непредельные углеводороды могут подвергаться реакциям перераспределœения водорода, при которых образуются насыщенные углеводороды и глубоко ненасыщенные, дающие коксовые отложения на катализаторе. Благодаря превращениям, которые претерпевают непредельные углеводороды, бензины каталитического крекинга содержат мало олефинов.

Нафтеновые углеводороды подвергают крекингу с раскрытием кольца, изомеризации, дегидрированию с получением ароматических углеводородов и продуктов уплотнения, частично остающихся на катализаторе.

Парафиновые углеводороды подвергаются расщеплению в последнюю очередь.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, для каталитического крекинга характерны процессы ароматизации, изомеризации, образования газообразных продуктов и кокса. Кокс откладывается на поверхности катализатора, препятствует доступу к ней молекул углеводородов и делает катализатор неактивным. Для восстановления активности, катализатор должен быть подвергнут регенерации.

Регенерация катализатора заключается в выжиге с его поверхности кокса воздухом при 550–600°С, после чего катализатор вновь используется для крекинга. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, каталитический крекинг практически включает чередование рабочего процесса и процесса регенерации катализатора.

Технология крекинга. Различные виды каталитического крекинга отличаются друг от друга состоянием слоя катализатора. Сегодня существует три вида установок:

- с неподвижным, фильтрующим слоем катализатора,

- со взвешенным пли кипящим слоем катализатора,

- с движущимся катализатором.

Регенерация катализатора в случае фильтрующего слоя катализатора производится в контактных аппаратах, в которые периодически прекращается подача сырья и подводится воздух для выжига кокса. Такого типа сменно циклическая работа контактных аппаратов, как малоинтенсивная, уступила в настоящее время место установкам со взвешенным и движущимся катализатором. В этих установках процессы крекинга и регенерации катализатора раздельные: крекинг проводится в контактных аппаратах, регенерация в специальных аппаратах-регенераторах, конструкция которых принципиально не отличается от конструкции контактных аппаратов. Катализатор непрерывно циркулирует между контактным аппаратом и регенератором.

Крекинг в кипящем слое катализатора, получивший наибольшее распространение, осуществляется с микросферическим катализатором. При каталитическом крекинге, помимо бензина, газов и кокса, образуются дистиллаты – лигроин, легкий и тяжелый каталитический газойль, которые частично возвращаются в реактор и циркулируют в системе.

Риформинᴦ.

Наибольшее распространение получил каталитический риформинᴦ. При каталитическом реформинге происходит образование ароматических углеводородов благодаря реакциям дегидрогенизации нафтеновых углеводородов, дегидроциклизации парафиновых углеводородов, изомеризации пятичленных нафтенов в шестичленные с последующей дегидрогенизацией их в ароматические. Одновременно при этом протекают реакции гидрокрекинга и изомеризации парафиновых углеводородов.

При каталитическом риформинге можно получать высокооктановые бензины или ароматические углеводороды – бензол, толуол, ксилол.

Существует ряд промышленных процессов риформинга, отличающихся друг от друга используемыми катализаторами, температурой, давлением, методами регенерации и состоянием катализатора. Общим для них является проведение реакций под давлением водорода, который необходим для того, чтобы затормозить образование углеродистых отложений на катализаторе Наибольшее распространение получил так называемый платформинг – каталитический процесс переработки бензино-лигроиновых фракций прямой гонки, проводимый на платиновом катализаторе (платина на окиси алюминия) в присутствии водорода.

В случае если платформинг проводится при температуре 480–510°С и давлении от 15 до 30 ат, то в результате получают бензол, толуол, ксилол. При давлении около 50 ат получаются бензины с октановым числом без этиловой жидкости около 98, а с добавкой этиловой жидкости выше 100 единиц. Бензины платформинга отличаются стабильностью, малым содержанием серы благодаря гидрированию олефинов и серосодержащих соединœений.

При всœех способах каталитического риформинга наряду с жидкими продуктами получаются газы, содержащие водород метан, этан, пропан, бутан. Углеводороды газов риформинга используются как сырье для органического и неорганического синтезов – аммиака, метанола и других соединœений. Выход газов каталитического риформинга – 5–15% от веса сырья.

Читайте также

  • - Химические высокотемпературные методы переработки нефти и нефтепродуктов

    Химические высокотемпературные методы переработки нефти и нефтепродуктов. Очистка нефтепродуктов Химические методы основаны на глубоких химических деструктивных превращениях, которые претерпевают углеводороды, содержащиеся в нефти или нефтепродуктах под... [читать подробенее]

  • oplib.ru

    Химические методы переработки нефти - Справочник химика 21

        A. Н. Саханова, Химические методы переработки нефти  [c.3]

        Как видно из статьи Кларка [9] 1909 г., посвященной одному из изооктанов, в течение 50 лет, предшествовавших опубликованию им своей работы, была синтезирована лишь половина теоретически возможных изооктанов (9 из 18). Исследования велись лишь изредка и по побуждениям главным образом теоретического и препаративного синтетического характера. Масштабы этих работ далеко не обеспечивали достаточной чистоты углеводородов а, следовательно, и соответствия тех или иных физических свойств определенным структурным тинам углеводородов. Практическое значение этих синтезов за1 ,лючалось главным образом в том, что они помогали индентифицировать отдельные индивидуальные углеводороды в узких фракциях природных нефтей. Однако упомянутые исследования в тот период имели не столько практическое значение, сколько общий познавательный интерес , так как химические методы переработки нефти тогда еще отсутствовали, [c.30]

        Совершенно очевидно, что дальнейшее развитие химических методов переработки нефти потребует обширных исследований природы катализаторов и механизма каталитических реакций, необходимых для удовлетворения [c.194]

        Физические и химические методы переработки нефти. [c.107]

        Химические методи переработки нефти, их классификация по условиям проведения процесса и конечным продуктам. [c.107]

        Широкие возможности регулирования выхода, состава и свойств получаемых продуктов дают химические методы переработки нефти и нефтепродуктов. [c.465]

        Высокотемпературные химические методы переработки нефти и нефтепродуктов относятся к процессам деструктивной переработки нефти, при которой происходят более или менее глубокие изменения строения молекул исходного сырья. Такие процессы объединяются термином крекинг . [c.465]

        Современное направление нефтеперерабатывающей промышленности характе ризуется быстрым развитием промышленности индивидуальных углеводородов и широким применением химических методов переработки нефти. [c.5]

        Если бы при переработке сырой нефти ограничивались ее перегонкой или другими физическими методами разделения, сохраняющими неизменным химический состав нефти, то таким образом не удалось бы удовлетворить мировую потребность в бензине, а его октановое число было бы слишком низким. Поэтому используются химические методы переработки нефти, в результате которых природа ее компонентов изменяется. Наиболее важными методами нефтепереработки являются крекинг, риформинг, алкилирование, полимеризация и изомеризация. [c.41]

        Химические высокотемпературные методы переработки нефти и нефтепродуктов. Высокотемпературные химические методы переработки нефти и нефтепродуктов включают деструктивные процессы, при которых происходят более или менее глубокие изменения строения молекул исходного сырья. К таким методам относится крекинг фракций перегонки нефти (от лигроина до мазута). [c.479]

        Химические методы переработки нефти — это сложная цепь химических процессов — расщепления, изомеризации, дегидрирования, дегидроциклизации (ароматизации). При переработке нефти используют также процессы алкилирования, димеризации и др. Во всех этих процессах образуется много газообразных продуктов (парафинов и олефинов), а также ароматических соединений, которые используют в качестве сырья для промышленности основного органического синтеза. Первичной химической переработкой нефти занята специальная отрасль промышленности — нефтехимическая промышленность. Прямым окислением выделенных низших парафинов (пропана, бутана) получают соответствующие [c.135]

        Как ясно из изложенного выше, сущность крекинг-процесса заключается в глубоком химическом преобразовании состава перерабатываемого сырья, и с этой точки зрения крекинг-процесс является типичным химическим методом переработки нефти. Успехи крекинг-процесса за неполные 25 лет его существования в промышленности изумительны. Если первые кубовые крекинг-установки едва перерабатывали в сутки 16—17 т газойля, давая не свыше 30% крекинг-бензина, то современные мощные крекинг-установки пропускают до 4 тыс. т тяжелого сырья, давая до 70% высокооктанового бензина. [c.312]

        Каковы преимущества химических методов переработки нефти и нефтепродуктов по сравнению с перегонкой нефти  [c.196]

        Бензин является одним из основных продуктов переработки нефти. Малый выход его при прямой перегонке нефти послужил причиной широкого применения химических методов переработки нефти, обеспечивающих больший выход бензина. Кроме того, химические методы дают возможность улучшать состав и свойства получаемых продуктов переработки нефти и нефтепродуктов. [c.180]

        Химические методы переработки нефти и нефтепродуктов. [c.180]

        Каковы преимущества химических методов переработки нефти и нефтепродуктов (крекинг, пиролиз, риформинг) по сравнению с прямой перегонкой нефти  [c.193]

        Химические методы переработки нефти — это сложная цепь химических процессов — расщепления, изомеризации, дегидрирования, дегидроциклизации (ароматизации). При переработке нефти используют также процессы алкилирования, димеризации и др. Во всех этих процессах образуется много газообразных продуктов (парафинов и олефинов), а также ароматических соединений, которые используют в качестве сырья для промышленности основного орга- [c.144]

        Химические методы переработки нефти [c.234]

        Развитие химических методов переработки нефти позволило получить продукты аналогичные или одинаковые по составу с продуктами коксохимического производства, например бензол и его гомологи, нафталин и др. Благодаря простой технологии получения и невысокой стоимости, продукты нефтяного происхождения заменили на рынках сбыта многие коксохимические продукты. [c.187]

        Для получения многих распространенных веществ, применяемых в медицинской практике, таких, как вазелин, вазелиновое масло, парафин, используются различные физические методы разделения нефти (сепарация, прямая перегонка и др.). Химические методы переработки нефти (крекинг, риформинг, пиролиз и др.) используются для получения промежуточных соединений — таких, как ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилолы), конденсированные ароматические углеводороды (нафталин, антрацен и др.), фенол и его производные, азотистые основания (пиридин и его гомологи), которые в последующем используются для синтеза лекарств. [c.504]

        Реакция гидратации этилена в этиловый спирт с помощью серной кислоты была открыта в конце прошлого столетия великим русским химиком А. М. Бутлеровым, который еще тогда указал, что если удастся найти дешевый путь получения этилена, то он может стать источником для синтеза этилового спирта. Но в те времена не было крекинга нефти и, естественно, нельзя было поэтому даже представить себе, какие безграничные ресурсы этилена откроют химические методы переработки нефти и попутных газов. Сейчас гидратация этилена стала промышленным методом получения этилового спирта. В 1957 г. лишь на одном Сумгаитском заводе было выработано несколько десятков тысяч тонн синтетического этилового спирта. [c.133]

        Развивающаяся с каждым годом авиация, автомобильная и тракторная промышленность требуют с каждым годом все большего количества бензина. Поэтому для увеличения выхода бензина некоторые фракции прямой перегонки и мазут подвергают вторичной переработке, связанной с частичным разложением (деструкцией) углеводородов. В этом случае речь идет о химических методах переработки нефти, которые основаны на глубоких химических превращениях углеводородов под влиянием температуры, давления и катализаторов. Среди этих методов особое значение получили различные виды крекинга (от англ. to kra k — расщеплять). С помощью крекинга получают из высококипящих нефтяных фракций (керосин, соляровые масла, мазут) низкокипящие. Например, выход бензина из сырой нефти при крекинге нефтепродуктов повышается почти в три раза. [c.56]

        Значение термического крекинга среди других химических методов переработки нефти и нефтепродуктов в настоящее время ниже, чем это было 20-25 лет назад. Тем не менее этот процесс до сих пор применяется для переработки тяжёлых нефтяных остатков. Так, например, при термическом крекинге мазута по.тучают следующий средний выход прол> ктов (%) крекинг-бензина 30-35 крекинг-газов 10-15, креюшг-остатка 50-55 [c.98]

    chem21.info

    Химические методы переработки нефти - Справочник химика 21

    из "Основы химической технологии"

    Термические процессы. Переработка нефтяного сырья под действием высоких температур значительно расширила возможности использования нефти как химического сырья. При изучении термических реакций углеводородов нефти прежде всего возникает вопрос о влиянии условий процесса на направление реакции и на степень превращения исходного сырья при достижении равновесия. Главными факторами, влияющими на скорость и глубину превращения углеводородов сырья, являются температура, давление, длительность нахождения в зоне реакции. [c.234] Для всех обратимых эндотермических реакций при увеличении температуры сверх определенного предела равновесие реакции смещается слева направо, т. е. в сторону образования продуктов реакции. Такие реакции можно назвать высокотемпературными. Для большинства реакций синтеза (гидрирование, алкилирование, полимеризация), являющихся экзотермическими, наблюдается обратная картина, поэтому их называют низкотемпературными. Термическое разложение углеводородов начинается при 380—400 °С. С увеличением температуры скорость крекинга быстро растет. Повышение температуры крекинга при постоянном давлении приводит к повышению содержания легких компонентов, к снижению выхода тяжелых фракций и кокса, причем растет содержание в газе непредельных углеводородов. Для практического осуществления термических процессов требуется, чтобы они протекали с достаточной скоростью и при этом достигалась высокая степень превращения и избирательность. Для увеличения скорости реакции при жидкофазном термическом крекинге и коксовании нефтяного сырья температуру повышают до 470—550 °С, парофазный процесс ведут при температуре более 550 °С, пиролиз —при 700—900 °С. Выход газа в этих условиях заметно увеличивается, растет содержание в нем олефиновых углеводородов. [c.234] Для реакций, идущих с увеличением или уменьшением объема, на состояние равновесия оказывает влияние не только температура, ной давление. Повышение давления необходимо, например, для реакций гидрирования, алкилирования, полимеризации, понижение— для реакций распада, дегидрирования. Если стремятся увеличить выход жидких продуктов, процесс проводят при повышенном давлении и, наоборот, если желательно получить больше газов, целесообразно понижать давление. [c.234] Следует учитывать, что при увеличении давления повышается температура кипения реакционной смеси в зоне термического процесса, а также уменьшается объем паров сырья и продуктов крекинга. Последнее обстоятельство позволяет уменьшить объем аппаратуры, увеличить производительность установки. Поэтому термический крекинг проводят при давлении 2—5 МПа, коксование нефтяного сырья — при 1—2 МПа. Пиролиз осуществляют при давлении близком к атмосферному, так как целью процесса является получение газообразных олефиновых углеводородов. [c.234] Оптимальное время пребывания продуктов в зоне реакции, обеспечивающее высокую избирательность процесса и выход целевых продуктов, зависит от температуры. Характер изменения выхода бензина во времени и его зависимость от температуры показаны на рис. 12.10. [c.235] В результате в газах накапливается водород. Распад парафинов может происходить по всем связям С — С. Место разрыва цепи зависит от температурь и давления. Чем выше температура и ниже давление, тем значительнее увеличивается выход газообразных углеводородов. Для углеводородов с числом углеродных атомов более четырех при обычных температурах крекинга 470—550 °С распад происходит в центре углеродной цепи. [c.235] Ароматические углеводороды наиболее термически устойчивы. Поэтому они накапливаются в жидких продуктах крекинга в больших количествах. [c.237] Ароматические полициклические углеводороды составляют главную часть смолы пиролиза и образуют кокс при коксовании нефтяного сырья (если целью процесса не является получение нефтяного кокса, то коксообразование весьма нежелательно). [c.237] Основные закономерности протекания термического крекинга справедливы и для термокаталитических процессов. [c.237] Термокаталитические процессы. Увеличение выхода и улучшение качества бензина могут быть достигнуты при крекинге нефтяного сырья в присутствии катализаторов. Термокаталитические превращения углеводородов нефти в настоящее время являются основными, так как обеспечивают получение высококачественных бензинов (с октановым числом 74—82), содержащих значительные количества углеводородов разветвленного строения и ароматических соединений. Преимущество каталитического крекинга заключается в том, что в результате общего ускорения процесса удается снизить температуру и давление крекинга при селективном ускорении реакции образования ароматических, изопарафиновых и изо-олефиновых углеводородов. [c.237] Каталитический крекинг проводят в паровой фазе, в присутствии алюмосиликатного катализатора, при 490—540 °С, под давлением не выше 0,2 МПа. [c.237] Алюмосиликатные катализаторы представляют собой твердые высокоиористые вещества с сильно развитой внутренней поверхностью. Эти катализаторы делят на природные и синтетические. В состав последних входят цеолиты, обладающие тонкопористой структурой, что делает их прекрасными адсорбентами. Катализаторы на основе цеолитов (шариковые, микросферические) позволяют получать большие выходы высококачественного бензина. [c.237] Вероятно, лимитирующими стадиями термокаталитических процессов являются стадии диффузии реагентов в порах катализатора и диффузии продуктов реакции из внутренних областей пор к внешней поверхности, т. е. процесс протекает во внутридиффузионной области. Закономерности этих процессов рассмотрены в разд. 5.3. Кинетика каталитического крекинга, так же как и термического, приближенно описывается уравнением первого порядка. [c.238] Указанные выше процессы обусловливают получение стабильных бензинов благодаря малому содержанию в них олефинов. [c.240] При протекании процессов крекинга на поверхности катализатора откладывается кокс, который блокирует активные центры катализатора и снижает его. активность. Поэтому в этих процессах предусмотрена регенерация катализатора. [c.240] Кратность циркуляции катализатора определяет время его пребывания в зоне реакции, а следовательно и скорость крекинга. Кратностью циркуляции катализатора называют отношение количества регенерированного катализатора, введенного в аппарат, к количеству поступающего вместе с ним сырья. Это отношение регулируют увеличением скорости подачи катализатора или уменьшением количества поступающего в реактор сырья. Кратность циркуляции катализатора обычно принимают в пределах 4—6. [c.240] Основным аппаратом, в котором в настоящее время проводят каталитический крекинг, является реактор с кипящим слоем катализатора (рис. 12. 11). В таком аппарате зона регенерации катализатора расположена над зоной катализа. Закоксованный катализатор из зоны катализа реактора 6 подается горячим воздухом по катализаторопроводу 4 в зону регенерации 5. Туда же через распределительную решетку 1 поступает воздух, необходимый для выжигания кокса. Образующиеся при этом дымовые газы освобождаются в циклонах 5 и от захваченных ими частиц катализатора, которые по трубам поступают обратно в псевдоожиженпый слой. Регенерированный катализатор по катализаторопроводу 3 попадает обратно в зону катализа, куда через решетку 7 подаются пары перерабатываемого сырья. Продукты крекинга проходят циклон 5, где они освобождаются от частиц катализатора, и направляются на переработку. Отработанный катализатор в нижней части аппарата обрабатывается паром для удаления с его поверхности углеводородов. [c.240] Основными эксплуатационными показателями реактора являются температура и давление. Средняя температура в реакционной зоне определяется количеством введенных в аппарат сырья и катализатора, их температурой и свойствами. Температурный режим работы реактора при постоянном сырье и катализаторе регулируют изменением температуры предварительного нагрева сырья и кратности циркуляции катализатора. При высокой кратности циркуляции катализатора средняя температура в реакционной зоне возрастает и осуществляется более глубокий крекинг. Однако это приводит к сильному абразивному износу оборудования. [c.241] При повыщении давления увеличиваются выход бензина и содержание в нем парафиновых углеводородов, но снижается выход углеводородов С1 — Сз, а также олефиновых и ароматических. Выход кокса не зависит от давления в условиях промышленного процесса. [c.241] Наибольшее распространение в нашей стране получили установки каталитического крекинга с кипящим слоем микросферического катализатора мощностью 600—1200 тыс. т/год. Построены укрупненные комбинированные установки предварительной гидроочистки сырья, каталитического крекинга и газофракционирования мощностью 1500—2000 тыс. т/год. [c.241]

    Вернуться к основной статье

    chem21.info

    химический состав нефтей что такое himiya i metodi pererabotki nefti himicheskii sostav neftei значение, Энциклопедия Кольера

    Химия и методы переработки нефти: химический состав нефтей – К статье ХИМИЯ И МЕТОДЫ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ

    Соединения сырой нефти - это сложные вещества, состоящие из пяти элементов - C, H, S, O и N, причем содержание этих элементов колеблется в пределах 82-87% углерода, 11-15% водорода, 0,01-6% серы, 0-2% кислорода и 0,01-3% азота.

    Углеводороды - основные компоненты нефти и природного газа. Простейший из них - метан Ch5 - является основным компонентом природного газа. Все углеводороды могут быть подразделены на алифатические (с открытой молекулярной цепью) и циклические, а по степени ненасыщенности углеродных связей - на парафины и циклопарафины, олефины, ацетилены и ароматические углеводороды. См. также ХИМИЯ ОРГАНИЧЕСКАЯ.

    Парафиновые углеводороды (общей формулы Cnh3n + 2) относительно стабильны и неспособны к химическим взаимодействиям. Соответствующие олефины (Cnh3n) и ацетилены (Cnh3n - 2) обладают высокой химической активностью: минеральные кислоты, хлор и кислород реагируют с ними и разрывают двойные и тройные связи между атомами углерода и переводят их в простые одинарные; возможно, благодаря их высокой реакционной способности такие углеводороды отсутствуют в природной нефти. Соединения с двойными и тройными связями образуются в крекинг-процессе при удалении водорода из парафиновых углеводородов во время деструкции последних при высоких температурах.

    Циклопарафины составляют важную часть большинства нефтей. Они имеют то же относительное количество атомов углерода и водорода, что и олефины. Циклопарафины (называемые также нафтенами) менее реакционноспособны, чем олефины, но более, чем парафины с открытой углеродной цепью. Часто они представляют собой главную составную часть низкокипящих дистиллятов, таких, как бензин, керосин и лигроин, полученных из сырой нефти.

    Ароматические углеводороды имеют циклическое строение; циклы состоят из шести атомов углерода, соединенных попеременно одинарной и двойной связью. В легких нефтепродуктах из дистиллятов каменноугольного дегтя ароматические углеводороды присутствуют в бльших количествах, чем в первичных и крекинг-дистиллятах нефти. Они входят в состав бензина. В заметных количествах такие соединения присутствуют только в некоторых сырых нефтях, например на месторождениях о.Борнео (Калимантан). Они могут быть получены дегидрированием циклогексанов нефти с использованием катализаторов и высоких температур.

    Сернистые соединения. Наряду с углеводородами нефти содержат органические соединения серы, кислорода и азота. Сернистые соединения имеют характер либо открытых, либо замкнутых цепей. Примером первых являются алкил-сульфиды и меркаптаны.

    Многие сернистые соединения нефти представляют собой производные тиофена - гетероциклического соединения, молекула которого построена как бензольное кольцо, где две CH-группы заменены на атом серы. Большая часть сернистых соединений сосредоточена в тяжелых фракциях нефтей, соответствующих гидрированным тиофенам и тиофанам. Сера в нефтях - нежелательный компонент. Сернистые соединения обычно имеют резкий неприятный запах и часто коррозионноактивны как в природном виде, так и в виде продуктов горения. Для удаления серы и ее соединений разработано много специальных процессов очистки.

    Кислородные соединения. Некоторые имеющиеся в нефтях кислородные соединения относятся к нафтеновым кислотам. Соединения этого типа встречаются довольно часто, и содержание их в некоторых нефтях России и Калифорнии достигает одного и более процента. Медьсодержащие нафтены используются как консерванты дерева, а кобальт-, марганец- и свинецсодержащие - как отвердители красок и лаков.

    Фенолы (производные ароматических углеводородов, в которых присутствует гидроксильная группа ОН), обнаружены в дистиллятах нефтей США, Японии и Польши. Эти соединения обычно являются продуктом крекинг-процессов, поскольку большей частью обнаруживаются в крекинг-дистиллятах и лишь частично в первичных дистиллятах. Промышленное производство креозолов (производных ароматических углеводородов, в которых присутствуют как гидроксильная, так и метильная группы), из крекинг-дистиллятов калифорнийских нефтей экономически выгодно, даже несмотря на их низкое содержание (менее 0,01%).

    Азотсодержащие соединения. Содержание азота в нефтях изменяется от следов до 3%. Азотсодержащие соединения в нефтях представлены соединениями ряда хинолина, частично или полностью насыщенными водородом и другими органическими радикалами; эти соединения, как правило, находятся в высококипящих фракциях сырых нефтей, начиная с керосина.

    Неорганические соединения. Почти все нефти содержат небольшое количество неорганических соединений, которые остаются в виде золы после сгорания нефтей. Зола содержит кремнезем, алюминий, известь, оксиды железа и марганца. Используя такие методы, как экстракция растворителем, иногда выгодно получать соединения ванадия из сажи, образующейся при сгорании ванадийсодержащих нефтей. Однако, как правило, использование нефтяной золы ныне весьма ограничено.

    znachenieslova.ru