Реферат на тему:


Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск






Загрузка...

Реферат на тему:

Каталитические процессы переработки нефти

Каталитические процессы отличаются от термических тем, что пара нефтяного сырья пропускается над катализатором, ускоряющим и направляет ход реакций в сторону образования наиболее необходимых продуктов при более мягких условиях.

При каталитическом крекинге, в котором все процессы преобразования углеводородов нефти протекает в условиях гетерогенного катализа, получают продукты, резко отличающиеся по составу от продуктов термического крекинга и пиролиза.

Катализаторы, применяемые в нефтепереработке, подразделяют на металлы (Ni, Pt, Pd), полупроводники (Zn, Cr2O3, WS2, МоО2), изолятор-алюмосиликатные катализаторы (Al2O3). В качестве катализаторов для крекинга применяют или алюмосиликаты (природные глины), обработанные и обогащенные присадками оксидов различных металлов (Ni, С, Сu, Mn и др.), Или специальные синтетические массы на алюмосиликатных основе, так называемые цеолиты и цеолитовые системы. Сегодня используется около 150 видов цеолитов, что позволило привлечь к переработке новые виды сырья.

Главной задачей каталитического крекинга, как и термического, является расщепление высокомолекулярных углеводородов. При температурах 200-300 ° С преобладают реакции деполимеризации, а при 300 ° С и выше начинается собственно каталитический крекинг.

При каталитическом крекинге легче всего крекингуються олефины, затем алкилированные арены и нафтены, а алканы наиболее устойчивые, в то время как при термическом крекинге этот ряд составляют алканы, нафтены и арены.

Главные преобразования углеводородов при каталитическом крекинге сводятся к следующему.

1. Алканы. Как и при термическом крекинге, при каталитическом крекинге происходит расщепление их молекул на алканы меньшей молекулярной массы и олефины, однако скорость крекинга алканов в этом случае в 40-60 раз больше при той же температуре, жидкие продукты их каталитического крекинга имеют преимущественно изобудову, газообразные продукты состоят из углеводородов C3 и С4 (пропилен, пропан, изобутилен, изобутан). Изоалканы крекингуються с большей скоростью, чем нормальные алканы.

2. При каталитическом крекинге олефинов главным является разложение, сопровождающееся процессами перераспределения водорода. В продуктах их крекинга обнаружено большое количество изоалканив и аренов, а также кокса (от 0 до 14%). Скорость крекинга в 1000-8000 раз больше, чем при термическом крекинга.

3. Нафтены в условиях каталитического крекинга дегидрують в арены, изомеризуются или распадаются с разрывом кольца по С-С - связи. Каталитический крекинг их протекает в 1000 раз быстрее, чем термический.

4. Голоядерни арены (бензол, нафталин) а в условиях каталитического крекинга практически не меняются, крекинг толуола незначительный. Высшие алкильные группы-бензолы крекингуються легко и более быстро, чем при термическом крекинга. Расщепляется НЕ b-, а a-связь С-С боковой цепи, кроме того происходит изомеризация за счет перемещения боковых цепей по кольцу. Многоядерные арены дают большой выход кокса из-за высокой склонности к конденсации.

В присутствии алюмосиликатов расщепление углеводородов начинается при 300-350 ° С, а наиболее интенсивно протекает при 450-480 ° С (не выше 510 ° С). Каталитический крекинг проводится при атмосферном или небольшом (0,2-0,3 МПа) давления.

Продуктами каталитического крекинга является бензин, газойль, газ и кокс. Лучший крекинг-бензин получается при переработке нафтеновой сырья. При переработке алканов они наиболее низкое качество, а из сырья, содержащего много аренов, получения продуктов затруднено интенсивным коксообразования. В среднем за один цикл при каталитическом крекинге газойля прямого перегона получают (% масс.) Крекинг-бензина - 40-45, крекинг-газойля - 40-45, газа - 10-25 и кокса - 5. При одинаковой исходной сырье бензин каталитического крекинга отличается значительно меньшим содержанием ненасыщенных и большим содержанием нафтенов и аренов. Он характеризуется достаточно высокой химической стойкостью и высоким октановым числом (78-82).

Крекинг-газойль содержит много алканов и аренов и не подвергается повторному каталитическом крекинге из-за склонности к коксованию, хотя является удовлетворительной сырьем для термического крекинга.

Газы каталитического крекинга содержат более 40% изобутана, что является сырьем для получения алкилата - высокооктанового компонента авиабензина.

Для термокаталитические переработки нефти широко применяются процессы, проходящие под давлением водорода, так как при этом достигается больший выход светлых нефтепродуктов, уменьшается коксообразования и резко снижается отравления катализатора, так как водород гидрируют адсорбированные на нем олефины и препятствует как их уплотнению, так и конденсации ароматических углеводородов, приводит к коксообразования, гидрированием разрушаются нежелательные в нефтепродуктах сернистые соединения и различные гетерокомпоненты с преобразованием их в углеводороды и найпрост вые соединения - H2O, H2S, NH3.

Основные процессы, протекающие под давлением водорода - это гидрокрекинг, гидроочистка, гидродеалкилювання и реформинг. Наибольшее распространение эти процессы получили в последнее время в связи с добычей большого количества сернистых тяжелых нефтей, при одновременно растущем спросе на высокооктановый бензин и ароматические углеводороды для нефтехимии.

гидрогенизационный крекинг (деструктивная гидрогенизация) позволяет получать значительное количество легких продуктов при использовании в качестве сырья тяжелых нефтяных дистиллятов, тяжелых нефтей, нефтяных остатков-малоценных мазутов. При этом процессе получают бензин, дизельное и котельное топливо. Процесс протекает в одну или в две стадии (в случае тяжелой сырья).

Двухстадийный процесс включает жидкофазной гидрогенизации (температура 420-500 ° С, давление 3-10 МПа, катализатор - суспензия оксида железа (III)), в результате которой получают в небольших количествах газ и бензин, а в основном - широкую фракцию ( 200-350 ° С), что служит сырьем для второго этапа - парафазных гидрогенизации.

парафазных гидрогенизация (температура 380-420 ° С, давление до 10 МПа, катализаторы -сульфиды и оксиды металлов, а также Pt, Pd на алюмосиликатах) позволяет получать бензин, керосин, газойль и газ, включая главным образом остаточный водород, которого расходуется 1-3%. Бензин гидрогенизации с полугудрон грозненской нефти состоит в основном из алканов (47-70%), нафтенов (26-36%), аренов (3-10%) и небольшого количества олефинов и имеет октановое число меньше 70.

Гидродеалкилювання применяют для получения бензола и нафталина из нефтяных алкилбензолов и алкилнафталины. Процесс проводят при температуре 620-650 ° С и давлении 6,5-10 МПа. Катализаторы: Pt / Al2O3, Mo3 / Al2O3, Cu2O3 / Al2O3.

гидроочистка применяется для десульфурации нефтяных фракций и их стабилизации (снижение непредельных). Это главным образом широкие фракции, используемые для каталитического крекинга и платформингу, а также масляные фракции низкого качества, после легкого гидрирования которых могут быть получены высококачественные смазки. Цель процесса - удаление из нефтяных фракций, содержащих сернистые и азотистые соединения, нежелательных компонентов, которые могут или отравлять катализаторы, или ухудшать качество товарных нефтепродуктов. В качестве катализаторов применяют оксиды или сульфиды никеля, кобальта, молибдена. Температура процесса - 380-420 ° С, давление - 3-7 МПа.

Каталитический реформинг - это процесс преобразования низкооктановых бензинов с целью повышения их октанового числа или получения аренов для химической переработки.

Для получения высокооктанового бензина в качестве сырья применяют фракцию 80-180 ° С и получают бензин с октановым числом 80-86. Ароматические углеводороды получают из узких фракций: до 85 ° С (бензол), 85-110 ° С (толуол) и 110-140 ° С (ксилолы).

Все процессы риформинга подразделяют на Гидроформинг и платформинг. Гидроформинг проводят с катализаторами-осидамы молибдена, кобальта, хрома и их смесей при температуре 480-550 ° С и давлении водорода 1-2 МПа. Платформинг проводят в присутствии платины, нанесенной на оксид алюминия (0,3-0,7%), активированной HF или HCl, при 470-540 ° Си давления водорода 1,5-5 МПа. Как носитель применяют также алюмосиликаты и цеолиты, а как катализаторы - платино-Рени комплексы.

В процессе платформингу происходит в основном преобразования алканов и нафтенов в арены за счет дегидрирования шистиланкових нафтенов, изомеризации циклопентана в циклогексана с последующим дегидрированием последних (дегидроизомеризация), дегидроциклизация алканов (каталитическая ароматизация).

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.

Загрузка...