Термический крекинг нефти. Реферат на тему крекинг нефти


Реферат по химии Краснов Иван 10" б "

“Нефть”

(реферат по химии )

Краснов Иван 10”Б” класс

План:

  1. Происхождение нефти

  2. Переработка нефти

    1. Перегонка нефти

    2. Крекинг

Происхождение нефти

Вопросы об исходном веществе, из которого образовалась нефть, о процессах нефтеобразования и формирования нефти в концентрированную залежь, а отдельных залежей в месторождения до сего времени ещё не являются окончательно решёнными. Существует ряд мнений как об исходных для нефти веществах, так и о причинах и процессах, обусловливающих её образование. В последние годы благодаря трудам главным образом советских геологов, химиков, биологов, физиков и исследователей других специальностей удалось выяснить основные закономерности в процессах нефтеобразования. В настоящее время установили, что нефть органического происхождения, т.е. она, как и уголь, возникла в результате преобразования органических веществ.

Ранее выдвигались и другие теории образования нефти.

В конце XIX в., когда в астрономии и физике получило развитие применение спектральных методов исследования и в спектрах различных космических тел были обнаружены не только углерод и водород, но и углеводороды, русский геолог Н. А. Соколов выдвинул космическую гипотезу образования нефти. Он предполагал, что когда земля была в огненно-жидком состоянии, то углеводороды из газовой оболочки проникли в массу земного шара, а впоследствии при остывании выделились на его поверхности. Эта гипотеза не объясняет ни географического, ни геологического распределения нефтяных месторождений…

В конце XIX в. Д. И. Менделеевым, обратившим внимание на приуроченность известных тогда месторождений нефти к краевым частям гор, была выдвинута теория неорганического происхождения нефти. Предполагалось, что углеводороды, образующиеся при действии воды на раскалённые карбиды металлов, проходили по трещинам из глубоких слоёв в зону осадочной оболочки земного шара, где путём их конденсации и гидрогенизации образовались нефтяные месторождения.

Эта теория образования нефти не получила признания среди геологов и химиков. Трудно представить себе образование нефти путём действия на карбиды металлов воды океанов, просочившейся в глубину земли по трещинам земной коры, так как эти трещины не могут идти так глубоко.

Кроме того, наличие в земной коре больших залежей карбидов железа, до которых может проникнуть вода океанов, очень сомнительно.

Количество металлического железа (а не его окислов), которое может попасть из очень глубоких зон на поверхность твёрдой коры, ничтожно. Окислы железа содержать карбиды металлов не могут. Вероятность же наличия карбидов металлов в самом металлическом железе также крайне незначительна.

Все приведённые выше соображения говорят о том, что в наружной оболочке космического типа при наличии окислительной обстановки не приходится ожидать образования и сохранения карбидов железа и других металлов в сколько-нибудь значительных количествах…

М. В. Ломоносов первый указал на связь между горючими полезными ископаемыми - углём и нефтью и выдвинул впервые в мире в середине XVIII в. гипотезу о происхождении нефти из растительных остатков.

Академик В. И. Вернадский обратил внимание на наличие в нефти азотистых соединений, встречающихся в органическом мире.

Предшественники академика И. М. Губкина, русские геологи Андрусов и Михайловский также считали, что на Кавказе нефть образовалась из органического материала. По мнению И. М. Губкина, родина нефти находится в области древних мелководных морей, лагун и заливов. Он считал, что уголь и нефть – члены одного и того же генетического ряда горючих ископаемых.

Уголь образуется в болотах и пресноводных водоёмах, как правило, из высших растений. Нефть получается главным образом из низших растений и животных, но в других условиях.

Нефть постепенно образовывалась в толще различных по возрасту осадочных пород, начиная от наиболее древних осадочных пород – кембрийских, возникших 600 млн. лет назад, до сравнительно молодых – третичных слоёв, сложившихся 50 млн. лет назад.

Накопление органического материала для будущего образования нефти происходило в прибрежной полосе, в зоне борьбы между сушей и морем…

По вопросу об исходном материале существовали разные мнения. Некоторые учёные полагали, что нефть возникла из жиров погибших животных (рыбы, планктон и др.), другие считали, что главную роль играли белки, третьи придавали большое значение углеводам. Теперь доказано, что нефть может образоваться из жиров, белков и углеводов, т.е. из всей суммы органических веществ.

И. М. Губкин дал критический анализ проблемы происхождения нефти и разделил органические теории на три группы: теории, где преобладающая роль в образовании нефти отводится погибшим животным; теории, где преобладающая роль отводится погибшим растениям, и, наконец, теории смешанного животно-растительного происхождения нефти.

Последняя теория, детально разработанная И. М. Губкиным, носит название сапропелитовой от слова “сапропель” – глинистый ил – и является господствующей. В природе широко распространены различные виды сапропелитов.

Различие в исходном органическом веществе является одной из причин существующего разнообразия нефтей. Другими причинами являются различие температурных условий вмещающих пород, присутствие катализаторов и др., а также последующие преобразования пород, в которых заключена нефть…

В СССР были проведены исследования, в результате которых удалось установить роль микроорганизмов в образовании нефти. Т. Л. Гинзбург-Карагичева, открывшая присутствие в нефти разнообразнейших микроорганизмов, привела в своих исследованиях много новых, интересных сведений.

Она установила, что в нефтях, ранее считавшихся ядом для бактерий, на больших глубинах идёт кипучая жизнь, не прекращавшаяся миллионы лет подряд.

Целый ряд бактерий живёт в нефти и питается ею, меняя, таким образом, химический состав нефти. Академик И. М. Губкин в своей теории нефтеобразования придавал этому открытию большое значение. Гинзбург-Карагичевой установлено, что бактерии нефтяных пластов превращают различные органические продукты в битуминозные.

Под действием ряда бактерий происходит разложение органических веществ и выделяется водород, необходимый для превращения органического материала в нефть…

Академиком Н. Д. Зелинским, профессором В. А. Соколовым и рядом других исследователей большое значение в процессе нефтеобразования придавалось радиоактивным элементам. Действительно, доказано, что органические вещества под действием альфа-лучей распадаются быстрее и при этом образуются метан и ряд нефтяных углеводородов.

Академик Н. Д. Зелинский и его ученики установили, что большую роль в процессе нефтеобразования играют катализаторы.

В более поздних работах академик Зелинский доказал, что входящие в состав животных и растительных остатков пальмитовая, стеариновая и другие кислоты при воздействии хлористого алюминия в условиях сравнительно невысоких температур (150-400о) образуют продукты, по химическому составу, физическим свойствам и внешнему виду похожие на нефть. Профессор А. В. Фрост установил, что вместо хлористого алюминия – катализатора, отсутствующего в природе, - его роль в процессе нефтеобразования играют обыкновенные глины, глинистые известняки и другие породы, содержащие глинистые минералы.

Переработка нефти

Перегонка нефти

Как только вода в чайнике закипит, из чайника со свистом начнёт вылетать пар. Если теперь подставить чайник к окну, то пар тотчас же начнёт конденсироваться на стекле и со стекла станут падать капли дистиллированной, или перегнанной воды. Перегонка нефти основана на том же принципе – сначала нефть испаряется, а затем пары её конденсируют с разделением на погоны – бензиновые, керосиновые и т.д.

Секрет получения светлых продуктов из чёрной нефти человек разгадал очень давно. Ещё при Петре Первом пользовались очищенной нефтью.

Первый завод для очистки нефти был построен в России на Ухтинском нефтяном промысле. Это было в 1745г., в период царствования Елизаветы Петровны. В Петербурге и в Москве тогда для освещения пользовались свечами, а в малых городах и деревнях – лучинами. Но уже и тогда во многих церквях горели “неугасимые” лампады. В лампады наливалось гарное масло, которое было не чем иным, как смесью очищенной нефти с растительным маслом.

Купец Набатов был единственным поставщиком очищенной нефти для соборов и монастырей.

В конце XVIII столетия была изобретена лампа.

С появлением ламп увеличился спрос на керосин.

Когда братья Дубины построили в Моздоке нефтеперегонный завод, свой керосин, называющийся тогда фотогеном, они отправляли в Россию.

И первый, и второй, и все последующие нефтеперегонные заводы получали бензин, керосин и другие продукты выпариванием нефти.

Завод Дубининых был очень прост. Котёл в печке, из котла идёт труба через бочку с водой в пустую бочку. Бочка с водой – холодильник, пустая бочка – приёмник для керосина.

На современном заводе вместо котла устраивается ложная трубчатая печь. Вместо трубки для конденсации и разделения паров сооружаются огромные ректификационные колонны. А для приёма продуктов перегонки выстраиваются целые городки резервуаров.

Нефть состоит из смеси различных веществ (главным образом углеводородов) и потому не имеет определённой точки кипения. На трубчатках нефть подогревают до 300-325о. При такой температуре более летучие вещества нефти превращаются в пар.

Печи на нефтеперегонных заводах особые. С виду они похожи на дома без окон. Выкладываются печи из лучшего огнеупорного кирпича. Внутри, вдоль и поперёк, тянутся трубы. Длина труб в печах достигает километра.

Когда завод работает, по этим трубам с большой скоростью – до двух метров в секунду – движется нефть. В это время из мощной форсунки в печь устремляется пламя. Длина языков пламени достигает нескольких метров.

При температуре 300-325о нефть перегоняется не полностью. Если температуру перегонки увеличить, углеводороды начинают разлагаться.

Нефтяники нашли способ перегонки нефти без разложения углеводородов.

Вода кипит при 100о тогда, когда давление равно атмосфере, или 760 мм. рт. ст. Но она может кипеть, например, и при 60о. Для этого надо лишь понизить давление. При давлении в 150 мм термометр покажет всего 60о.

Чем меньше давление, тем скорее закипает вода. То же самое происходит с нефтью. Многие углеводороды в условиях атмосферного давления кипят только при 500о. Следовательно, при 325о эти углеводороды не кипят.

А если снизить давление, то они закипят и при более низкой температуре.

На этом законе основана перегонка в вакууме, т. е. при пониженном давлении. На современных заводах нефть перегоняется или под атмосферным давлением, или под вакуумом, чаще всего заводы состоят из двух частей – атмосферной и вакуумной. Такие заводы так и называются атмосферно-вакуумные. На этих заводах получаются одновременно все продукты: бензин, лигроин, керосин, газойль, смазочные масла и нефтяной битум. Неиспарившихся частей при такой перегонки остаётся гораздо меньше, чем при атмосферной.

Дружнее происходит испарение нефти, когда в установку вводится пар.

Сложна и интересна работа ректификационной колонны. В этой колонне происходит не только разделение веществ по их температурам кипения, но одновременно производится дополнительное многократное кипячение конденсирующейся жидкости.

Колонны делаются очень высокими – до 40 м. Внутри они разделяются горизонтальными перегородками – тарелками – с отверстиями. Над отверстиями устанавливаются колпачки.

Смесь углеводородных паров из печи поступает в нижнюю часть колонны.

Навстречу неиспарившемуся остатку нефти снизу колонны подаётся перегретый пар. Этот пар прогревает неиспарившийся остаток и увлекает с собой все лёгкие углеводороды вверх колонны. В нижнюю часть колонны стекает освобождённый от лёгких углеводородов тяжёлый остаток – мазут, а пары одолевают тарелку за тарелкой, стремясь к верху колонны.

Сначала превращаются в жидкость пары с высокими температурами кипения. Это будет соляровая фракция, которая кипит при температуре выше 300о. Жидкий соляр заливает тарелку до отверстий. Парам, идущим из печи, теперь приходится пробулькивать через слой соляра.

Температура паров выше температуры соляра, и соляр снова кипит.

Углеводороды, кипящие при температуре ниже 300о, отрываются от него и летят вверх колонны, на секцию керосиновых тарелок.

В соляре, выходящем из колонны, поэтому нет бензина или керосина.

В колоннах бывает 30-40 тарелок, разделённых на секции. Через все тарелки проходят пары, на каждой они пробулькивают через слой сконденсировавшихся паров и в промежутках между ними встречают падающие с верхней тарелки капли лишнего, не убравшегося на верхнюю тарелку конденсата.

В колонне непрерывно идёт сложная, кропотливая работа. Углеводороды собираются в секциях по температурам кипения. Для каждой группы углеводородов в колонне имеются свои секции и свой выход.

Углеводороды сгруппируются в своей секции только тогда, когда в них не будет углеводородов других температур кипения.

Когда они соберутся вместе, они из колонны выходят в холодильник, а из холодильника – в приёмник.

Из самых верхних секций колонны идёт не бензин, а пары бензина, так как температура вверху колонны выше температуры легко кипящих частей бензина. Пары бензина идут сначала в конденсатор.

Здесь они превращаются в бензин, который направляется также в холодильник, а затем в приёмник.

Крекинг

Крекинг изобрёл русский инженер Шухов в 1891 г. В 1913 г. изобретение Шухова начали применять в Америке. В настоящее время в США 65% всех бензинов получается на крекинг-заводах.

Наши нефтяники часто рассказывают о судебной тяжбе двух американских фирм.

Около двадцати пяти лет назад американская фирма Кросса обратилась в суд с жалобой на то, что фирма Даббса присвоила её изобретение – крекинг. Фирма Кросса требовала с фирмы Даббса большую сумму денег за “незаконное” использование изобретения.

Суд встал на сторону Кросса. Даббсу приходилось совсем плохо.

Выручил Даббса адвокат. На суде адвокат заявил:

Шухов тогда был жив. Приехали к нему в Москву американцы и спрашивают:

Шухов вынул из стола документы и предъявил американцам. Из документов было ясно, что Шухов свой крекинг запатентовал за тридцать лет до тяжбы Кросса с Даббсом.

Аппаратура крекинг-заводов в основном та же, что и заводов для перегонки нефти. Это – печи, колонны. Но режим переработки другой. Другое и сырё.

Слово “крекинг” означает расщепление. На крекинг-заводах углеводороды не перегоняются, а расщепляются. Процесс ведётся при более высоких температурах (до 600о), часто при повышенном давлении.

При таких температурах крупные молекулы углеводородов раздробляются на более мелкие.

Мазут густ и тяжёл, его удельный вес близок к единице. Это потому, что он состоит из сложных и крупных молекул углеводородов.

Когда мазут подвергается крекингу, часть составляющих его углеводородов раздробляется на более мелкие. А из мелких углеводородов как раз и составляются лёгкие нефтяные продукты - бензин, керосин.

Мазут – остаток первичной перегонки. На крекинг-заводе он снова подвергается переработке, и из него, так же как из нефти на заводе первичной перегонки, получают бензин, лигроин керосин.

При первичной перегонки нефть подвергается только физическим изменениям. От неё отгоняются лёгкие фракции, т. е. отбираются части её, кипящие при низких температурах и состоящие из разных по величине углеводородов. Сами углеводороды остаются при этом неизменёнными.

При крекинге нефть подвергается химическим изменениям. Меняется строение углеводородов. В аппаратах крекинг-заводов происходят сложные химические реакции. Эти реакции усиливаются, когда в аппаратуру вводят катализаторы.

Одним из таких катализаторов является специально обработанная глина. Эта глина в мелком раздробленном состоянии – в виде пыли – вводится в аппаратуру завода. Углеводороды, находящиеся в парообразном и газообразном состоянии, соединяются с пылинками глины и раздробляются на их поверхности. Такой крекинг называется крекингом с пылевидным катализатором. Этот вид крекинга теперь широко распространяется.

Катализатор потом отделяется от углеводородов. Углеводороды идут своим путём на ректификацию и в холодильники, а катализатор – в свои резервуары, где его свойства восстанавливаются.

Катализаторы – крупнейшее достижение нефтепереработки.

На крекинг-установках всех систем получают бензин, лигроин, керосин, соляр и мазут.

Главное внимание уделяют бензину. Его стараются получить больше и обязательно лучшего качества. Каталитический крекинг появился именно в результате долголетней, упорной борьбы нефтяников за повышение качества бензина.

Список используемой литературы: “Книга для чтения по химии (часть вторая)” Авторы: К. Я. Парменов, Л. М. Сморгонский, Л. А. Цветков.

refdb.ru

Реферат Термический крекинг нефти

Реферат на тему:

Термический крекинг нефти

Первоначальный прямой перегон нефти дает сравнительно мало бензина - 4-25% по разным нефтей. Увеличение выхода бензина достигается применением вторичной переработки более тяжелых нефтяных фракций, а также мазута с помощью методов деструкции, позволяет повысить выход бензина в несколько раз.

В зависимости от вида сырья и требуемого качества получаемой продукции в нефтеперерабатывающей промышленности применяют различные технологические способы переработки сырья.

Без применения катализаторов: термический крекинг в жидкой и паровой фазах, пиролиз, коксование, окислительный крекинг и окислительный пиролиз.

С применением катализаторов: каталитический крекинг, гидрогенизационный крекинг (деструктивная гидрогенизация), каталитическая ароматизация (дегидрогенизацийний крекинг).

В основе этих методов лежат процессы преобразования углеводородов, составляющих нефть или нефтепродукт, под воздействием нагревания до температур 400-700 ° С и выше и при различных давлениях, в результате чего получают газообразные, жидкие и твердые продукты.

Термический крекинг осуществляется в двух основных вариантах: в жидкой фазе (давление 2-7 МПа, температура 450-500 ° С) и в паровой фазе (давление 0,2 - 0,5 МПа, температура 550-600 ° С) . При жидкофазного крекинга больший выход бензина и меньше газа, чем при парофазного крекинга.

Крекинг низших алканов и прямогонного бензина, в составе которых есть редкие алканы, может служить источником получения ненасыщенных углеводородов, так как они подвержены в этих условиях в основном реакциям дегидрирования. Средние и высшие алканы в условиях крекинга расщепляются на предельные и непредельные углеводороды с меньшей молекулярной массой.

Константа скорости реакции крекинга алканов при одной и той же температуре растет с увеличением их молекулярной массы. Поэтому для достижения одинаковой глубины превращения тяжелой нефтяного сырья требуется меньше времени, чем при крекинга легких фракций.

Механизм крекинга олефинов достаточно стадний, поскольку одновременно протекает реакции разложения и синтеза. Реакции разложения начинаются лишь при температурах выше 425 ° С. Как и при крекинга алканов первичной реакцией разложения олефинов насыщенные и ненасыщенные углеводороды, или водород и диолефины.

Нафтены более стабильны по алканы. Расщепление протекает по радикальному неланцюговим механизмом. Возможно также протекания реакции гидрогенизации нафтенов с последовательным образованием с циклогексана, например, сначала циклоолефинив, затем циклодиолефинив и бензола. В нафтенов с длинными боковыми цепями происходит при крекинге их укорочения (деалкилировання). Бициклические нафтены подвергаются дециклизации.

Ароматические углеводороды наиболее устойчивы к воздействию высоких температур. Для них характерны реакции уплотнения, идущие без раскрытия бензольного кольца, и поэтому арены могут накапливаться при крекинге в продуктах реакции по мере увеличения глубины преобразования. Алкильные группы-бензолы расщепляются по b-связи С-С боковых цепей и поэтому при термическом крекинге алкилов-бензолов бензол не образуется. Для аренов с длинными боковыми цепями возможные и реакции деалкилирования, то есть укорочение боковой цепи за счет разрыва С-С связи.

При крекинга нефтяного сырья в результате сложных реакций полимеризации и поликонденсации с олефинов и аренов на стенках реакционных аппаратов появляются отложения нефтяного кокса или карбоидов, что нежелательно.

В силу того, что в практике крекинга подвергаются сложные смеси и выходят продукты очень сложного химического состава, трудно установить непосредственную связь между компонентами сырья и получаемыми продуктами. Скорость крекинга в одинаковых условиях возрастает с повышением температуры кипения выходных нефтяных фракций. В смесях скорее всего крекуються термически менее устойчивы высокомолекулярные алканы и арены с длинными боковыми цепями.

Скорость реакций крекинга, количество и качество получаемых продуктов зависят от температуры, состава сырья, продолжительности крекинга при поданной температуре, а также давления в реакционной зоне. При термическом крекинге одновременно протекают реакции термического разложения с поглощением тепла и реакции уплотнения, с выделением тепла, но так как суммарный тепловой эффект отрицательный, необходимо подводить теплоту извне.

В качестве сырья для крекинга служат различные фракции: газойль, солярка, керосин, мазут, гудрон, а также бензин прямого перегона нефти. Различные виды сырья целесообразно подвергать крекинга отдельно, подбирая для каждого процесса соответствующие условия. Алканы крекуються легче всего и дают бензин с низким октановым числом (55-60), при той же глубине крекинга нафтенов октановые числа бензина выше (60-70). При глубоких формах крекинга получаемые продукты сильно ароматизированные.

Сегодня существует большое количество различных типов установок термического крекинга, включающих трубчатую печь, реакционный устройство, испарители, ректификационные колонны, газоотделителями, теплообменники, холодильники и др.

Выход крекинг-бензинов, в зависимости от вида сырья и режима работы установок, меняется от 25 до 70%.

Различают глубокий и неглубокий (легкий) жидкофазной крекинг в зависимости от глубины превращения сырья. Целью глубокого крекинга низкооктановых бензинов и лигроин прямого перегона является получение моторного топлива с лучшими антидетонационными свойствами.

Глубокий крекинг бензино-лигроиновых фракций ведут при температуре 520-540 С и давлении 2-7 МПа. При этом получается до 80% риформинг-бензина с октановым числом 76, а 20% составляют газ и потери. Глубоком крекинга подвергают также керосин-газойлевые фракции и получают 60-70% бензина с октановым числом 65-70, 12-15% газа и 15-25% крекинг-остатка. Температура крекинга - 500-520 ° С, давление - до 5 МПа.

Легком жидкофазной крекинга подвергают мазут и тяжелые фракции при температуре 480-490 ° С и давлении 1,5-2,0 МПа и получают главным образом газойлевые фракции, используют как сырье для глубокой крекинга, и небольшие количества крекинг-Benzину.

Разновидностью термического крекинга средних и легких фракций глубокий крекинг в атмосфере углеводородных газов (полиформ-процесс), в котором сырье разбавляется сжиженным газом, содержащим углеводороды СЗ- 4, что позволяет применить более устойчивый режим без сильного коксования. В этом процессе получают крекинг-бензин с октановым числом 75-80. Температура полиформ-процесса - 550-600 ° С, давление - 7-14 МПа.

При парафазных крекинга (580-600 С и 0,2-0,5 МПа) керосин-газойлевая фракций получается около 60% бензина с высоким октановым числом (70-88), 10-15% крекинг-остатка и до 30 % газа. Более тяжелую сырье обычно в этом процессе не используют из-за закоксовывания аппаратуры. При парафазных крекинга образуется большое количество непредельных углеводородов, которые являются ценным химическим сырьем, но это усложняет очистки бензина. К недостаткам парофазного крекинга относят меньший выход бензина в связи с большим газообразованием, пониженную стабильность бензина, сравнительно малую производительность установок и необходимость иметь большие размеры аппаратуры за большого объема паров и газов при высокой температуре и малом давлении.

При крекинга нефтяного сырья образуется газ, жидкие и твердые продукты. Выход газа при жидкофазной крекинга 5-6, а при парафазных - 25-30%. В газах жидкофазного крекинга более алканов и меньше ненасыщенных углеводородов, а в газах парафазного крекинга - наоборот.

Крекинг-бензин представляют собой бесцветные или желтоватого цвета жидкости с неприятным запахом из-за наличия сернистых соединений и диолефины. Плотность их 0,72-0,8 г / см3, от бензинов прямой перегонки они отличаются значительным содержанием ненасыщенных и ароматических углеводородов и малым содержанием нафтенов. Ненасыщенные углеводороды состоят из олефинов, а количество диолефины колеблется от 0,1 (жидкофазной крекинг) до 1% (парафазных крекинг). Ароматические углеводороды представлены главным образом толуолом и другими алкилбензолов.

Крекинг-остатки - это жидкости с плотностью порядка 1,0 г / см3, чв состоят из высококонденсированный ароматических и гидридных соединений. Они используются как сырье для коксования и как котельное топливо.

При термическом крекинге кроме бензиновой отбирают иногда и керосиновую и газойлевая фракцию, однако продукты этих фракций имеют повышенную склонность к засмолення и их используют как моторное топливо, а возвращают на повторное крекинг. Из смеси крекинг-керосина с керосином прямого перегона получают тракторное топливо удовлетворительного качества.

Пиролиз. Основное назначение процесса пиролиза углеводородного сырья - получение низших алкенов. Процесс ведут при 700-1000 ° С под давлением, близким к атмосферному.

В промышленных условиях для производства этилена и пропилена проводят пиролиз нефтяных фракций. Наиболее высокий выход этилена достигается при пиролизе легких бензинов парафиновой группы с большим содержанием углеводородов нормального строения. Наряду с этиленом и алкенами С3 - С4 образуется значительное количество жидких продуктов, содержащих алкены, циклоалкены, алкадиены С5 и выше, а также арены С6 С8 и др. компоненты. Выход продуктов при пиролизе различных бензинов составляет (% масс): этилен 22-32; пропилен 10-17; фракция С4 - 5-12, арены 6-13.

В связи с ростом цен на прямогонный бензин и их недостаточные ресурсы в ряде стран в качестве сырья для пиролиза применяются керосино-газойлевые фракции с температурой перегонку 170-380 ° С. При пиролизе газойля выход этилена составляет 16-23, пропилена - 15, жидких продуктов - 50% (масс).

На сегодняшний день наблюдается устойчивая тенденция вовлечения в процесс пиролиза все более тяжелой сырья обусловлено недостаточностью низкокипящих фракций нефти и повышением спроса на более тяжелые продукты пиролиза (пропилен, бутилен, бутадиен, арены и др.) Однако переход на более тяжелую сырье эт "связан с существенной реконструкцией установок пиролиза из-за повышения коксообразования. Выбор сырья обусловливает стоимость продукта, так как на него приходится более 70% себестоимости этилена.

Коксование проводится для луние нефтяного кокса и дистиллята широкого фракционного состава. В качестве сырья для нефтяного кокса используют видбензинений нефти, остатки первичной переработки - мазуты, полугудрон и гудроны, продукты вторичного происхождения - крекинг-остатки, тяжелые газойли каталитического крекинга, смолы пиролиза, а также природные асфальты и остатки масляного производства (асфальты, экстракты).

Промышленные процессы коксования разделяют на три типа: непрерывные, полунепрерывные и периодические, наибольшее распространение на сегодня имеет полунепрерывный процесс в установках замедленного коксования, протекающий при 505-515 ° С под давлением 0,2-0,3 МПа. В результате коксования кроме нефтяного кокса получают бензин, газ, средние и тяжелые коксовые дистилляты, выход и качество которых зависит от химического и фракционного состава сырья.

ЛИТЕРАТУРA

Саранчук В.И., Айруно А.Т., Ковалев К.Е. Надмолекулярная организация, структура и свойства углей.- К .: Наукова думка.

Саранчук В.И., Бутузова Л.Ф., Минкова В.Н. Термохимическая деструкция бурых углей.- К .: Наукова думка, 1984.

Нестеренко Л.Л., Бирюков Ю.В., Лебедев В.А. Основы химии и физики горючих ископаемых.- М .: шк., 1987.-359с.

Бухаркина Т.В., Дигуров Н.Г. Химия природных энергоносителей и углеродных материалов.-Москва, РХТУ им. Д.И. Менделеева, -1999.-195с.

Агроскин А. А., Глейбман В.Б. Теплофизика твердого топлива .-- М. Недра 1980 .-- 256 с.

Глущенко И. М. Теоретические основы технологии твердых горючих ископаемых .-- М.: Высшая шк. Головное изд-во, 1980 .-- 255 с.

Еремин И. В., Лебедев В. В., Цикарев Д. А. петрографии и физические свойства углей. - М.: Недра, 1980. - 266 с.

Касаточкин В. И., Ларина Н. К. Строение и свойства природных углей .-- М: Недра, 1975 .-- 159 с.

Раковский В.Е., Пигулееская Л.В. Химия и генезис торфа .-- М. : Недра, 1978 .-- 231 с.

Саранчук В. И. Окисление и самовозгорание угля .-- К.: Наукова. мнение, 1982 .-- 166 с.

Стрептихеев А. А., Деревицкая В. А. Основы химии высокомолекулярных соединений.-- 3-е изд., перераб. и доп.-- М. : Химия, 1976.-- 436 с.

myreferat.net

Крекинг

Доклад по химии составил: ученик 10 класса школа №653 Николаев А.

Санкт – Петербург 2003 год

Крекинг изобрёл русский инженер Шухов в 1891 г. В 1913 г. изобретение Шухова начали применять в Америке. В настоящее время в США 65% всех бензинов получается на крекинг-заводах.

Аппаратура крекинг-заводов в основном та же, что и заводов для перегонки нефти. Это – печи, колонны. Но режим переработки другой. Другое и сырьё.

Слово “крекинг” означает расщепление. На крекинг-заводах углеводороды не перегоняются, а расщепляются. Процесс ведётся при более высоких температурах (до 600о), часто при повышенном давлении.

При таких температурах крупные молекулы углеводородов раздробляются на более мелкие.

Мазут густ и тяжёл, его удельный вес близок к единице. Это потому, что он состоит из сложных и крупных молекул углеводородов.

Когда  мазут подвергается крекингу, часть составляющих его углеводородов раздробляется на более мелкие. А из мелких углеводородов как раз и составляются лёгкие нефтяные продукты - бензин, керосин.

Мазут – остаток первичной перегонки. На крекинг-заводе он снова подвергается переработке, и из него, так же как из нефти на заводе первичной перегонки, получают бензин, лигроин керосин.

При первичной перегонки нефть подвергается только физическим изменениям. От неё отгоняются лёгкие фракции, т. е. отбираются части её, кипящие при низких температурах и состоящие из разных по  величине углеводородов. Сами углеводороды остаются при этом неизменёнными.

При крекинге нефть подвергается химическим изменениям. Меняется строение углеводородов. В аппаратах крекинг-заводов происходят сложные химические реакции. Эти реакции усиливаются, когда в аппаратуру вводят катализаторы.

Одним из таких катализаторов является специально обработанная глина. Эта глина в мелком раздробленном состоянии – в виде пыли – вводится в аппаратуру завода. Углеводороды, находящиеся в парообразном и газообразном состоянии, соединяются с пылинками глины и раздробляются на их поверхности. Такой крекинг называется крекингом с пылевидным катализатором. Этот вид крекинга теперь широко распространяется.

Катализатор потом отделяется от углеводородов. Углеводороды идут своим путём на ректификацию и в холодильники, а катализатор – в свои резервуары, где его свойства восстанавливаются.

Катализаторы – крупнейшее достижение нефтепереработки.

На крекинг-установках всех систем получают бензин, лигроин, керосин, соляр и мазут.

Главное внимание уделяют бензину. Его стараются получить больше и обязательно лучшего качества. Каталитический крекинг появился именно в результате долголетней, упорной борьбы нефтяников за повышение качества бензина.

В результате крекинга кроме бензина получают также алкены, необходимые как сырье для химической промышленности. Крекинг в свою очередь подразделяется на три важнейших типа: гидрокрекинг, каталитический крекинг и термический крекинг.

Гидрокрекинг. Эта разновидность крекинга позволяет превращать высококипящие фракции нефти (воски и тяжелые масла) в низкокипящие фракции. Процесс гидрокрекинга заключается в том, что подвергаемую крекингу фракцию нагревают под очень высоким давлением в атмосфере водорода. Это приводит к разрыву крупных молекул и присоединению водорода к их фрагментам. В результате образуются насыщенные молекулы небольших размеров. Гидрокрекинг используется для получения газойля и бензинов из более тяжелых фракций.

Каталитический крекинг. Этот метод приводит к образованию смеси насыщенных и ненасыщенных продуктов. Каталитический крекинг проводится при сравнительно невысоких температурах, а в качестве катализатора используется смесь кремнезема и глинозема. Таким путем получают высококачественный бензин и ненасыщенные углеводороды из тяжелых фракций нефти.

Термический крекинг. Крупные молекулы углеводородов, содержащихся в тяжелых фракциях нефти, могут быть расщеплены на меньшие молекулы путем нагревания этих фракций до температур, превышающих их температуру кипения. Как и при каталитическом крекинге, в этом случае получают смесь насыщенных и ненасыщенных продуктов. Например,

Термический крекинг имеет особенно важное значение для получения ненасыщенных углеводородов, например этилена и пропена. Для термического крекинга используются паровые крекинг-установки. В этих установках углеводородное сырье сначала нагревают в печи до 800°С, а затем разбавляют его паром. Это увеличивает выход алкенов. После того как крупные молекулы исходных углеводородов расщепятся на более мелкие молекулы, горячие газы охлаждают приблизительно до 400СС водой, которая превращается в сжатый пар. Затем охлажденные газы поступают в ректификационную (фракционную) колонну, где они охлаждаются до 40°С. Конденсация более крупных молекул приводит к образованию бензина и газойля. Несконденсировавшиеся газы сжимают в компрессоре, который приводится в действие сжатым паром, полученным на стадии охлаждения газов. Окончательное разделение продуктов производится в колоннах фракционной перегонки.

Список литературы

“Книга для чтения по  химии (часть вторая)” Авторы: К. Я. Парменов, Л. М. Сморгонский, Л. А. Цветков.

Ресурсы Интернет: сайт http://www.km.ru/education (Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия)

coolreferat.com