Реферат на тему:


Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск






Загрузка...

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). < / p>

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.

Загрузка...