Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

-Нефтяные масла (смазочные масла, масла спец. назначения)

-Растворители и осветительные керосины

-Твердые углеводороды (парафин, церезин, озокерит)

-Нефтяные битумы

-Нефтяной кокс

-Технический углерод

-Пластичные смазки

(2)Нефть, добытая из скважин, и извлеченная либо фонтанным методом (при большом давлении нефти в свежем месторождении), либо компрессорным или газлифтным (при погружении в скважину 2 концентрических труб, когда через кольцевое пространство нагнетают у.в. газ, выдавливающий нефть по центральной трубе на поверхность), либо глубинно-насосным методами (при погружении штанговых глубинных насосов и погружных центробежных насосов) является многокомпонентной неоднородной системой «жидкость-газ-твердое» или «жидкость1-жидкость2-газ-твердое». Она содержит попутный газ, воду, мин. Соли, механические примеси (песок, глинозем)

(3)Качество моторных топлив и их влияние на окр. среду.

Отработанные газы ДВС содержат: N2, O2, H2O, CO2, CO, NOx, SOx, у.в, альдегиды, бензапирен, сажу.

Наиболее опасные выбросы – оксиды азота. Они разрушают озоновый слой, с у.в. участвуют в образовании фотохимического смога, служат причиной возникновения кислотных дождей, сильные окислители. Для их образования надо коэфф. избытка воздуха, степень сжатия, сод-е в топливе аромат. у.в.

Второй по степени опасности – СО. Для их образования надо коэфф. избытка воздуха, долю тяж. фракций в составе моторных топлив.

Экологическая значимость технических характеристик топлив.

Содержание S – образование отложений, выбросы тв. частиц, выбросы оксидов серы.

Содержание аром. у.в - образование отложений, выбросы тв. частиц, выбросы ПАУ.

Содержание смол - образование отложений.

Содержание Pb - образование отложений, токсичность, выбросы свинца.

Воспламеняемость (октановое число) – полнота сгорания топлива, кпд двигателя.

Н. кипения – пусковые св-ва, антиобледенительные св-ва.

К. кипения – полнота сгорания, образование отложений.

Вязкость – расход топлива, дымность отработанных газов.

Вопр. (1)АТ и АВТ первичная переработка нефти. (2)Основные различия процессов. Получаемые продукты и состояние окр. среды в результате их применения.

(1) Различают два типа ректиф. установок – атмосферные (атмосферные трубчатые установки АТ), и атмосферно-вакуумные (атмосферно-вакуумные трубчатые установки АВТ). Они наз. трубчатыми, т.к. нагрев нефти, подаваемой на ректификацию, производится в трубчатых печах (в составе этих установок).

Процесс энергоемкий, при его проведении нужно максимально обеспечить экономию энергии и использование вторичных энергоресурсов.

До попадания в трубчатую печь нефть предварительно нагревается в т/обменниках за счет теплоты горячих продуктов ректификации. Обеспечивается предварительный нагрев до Т= 170-175 ºС. Далее в трубчатой печи происходит нагрев дымовыми газами до Т= 350 ºС.

Нагретая до этой температуры нефть под давлением подается в среднюю, испарительную часть первой колонны. Там происходит снижение давления и быстрое испарение поданной нефти. На это расходуется часть теплоты.

На каждой из тарелок в стационарном режиме устанавливается какая-то своя Т и свой состав жидкой и паровой фаз. Поэтому по Н колонны можно в качестве продуктов отбирать дистилляты разл. состава с определенными интервалами температур кипения.

(2)Основные различия процессов: 2 вар-та переработки:

1.топливный ( в результате получается одна фракция - вакуумный газойль, который направляют на переработку – каталитический крекинг или гидрокрекинг для получения высокооктанового бензина)

2.масляный (легкий, средний и тяжелый масляные дистилляты)

АТ: 1) При атм. давл., 2) Фракции: бензин, лигроин, керосин, солярка, W- мазут, вверху - газойль. 3) Только топливный режим работы.

АВТ: 1) Создается вакуумное разряжение, за счет этого пониж. t кип. 2) Фракции: веретенный дистиллят, машинный дистиллят, легкий дистиллят, тяжелый дистиллят, W – гудрон, вверху – газойль. 3) Топливный и топливно-масляный режимы.

Вопр. (1) Термический и (2) каталитический крекинг нефтяного сырья. (3) Сравнение методов с точки зрения качества получаемых продуктов, сложности и стоимости переработки и влияния на окр. среду. Основные химические методы переработки нефпрод: гидроочистка, термический крекинг, каталитический крекинг, гидрокрекинг, изомеризация, риформинг. Их задача: изменение состава предельных фракций для улучшения потребительских свойств и получения необходимых фракций.

(1) Основная задача термического крекинга – из тяж. нефпр. путем их термического расщепления получить дополнительное количества легких дистиллятов, в частности моторных топлив.

Термический крекинг осуществляют при р = < 5 МПа и t = 420-550 С. Выход бензина составляет до 30% на исходное сырье; о.ч. бензина крекинга выше, чем прямогонного. Сырье термического крекинга – тяжелые нефтяные остатки – мазут и гудрон.

Разновидность термического крекинга – висбрекинг (легкий крекинг): р = 2 МПа, т = 400-480 С, сырье – гудрон.

Реакции крекинга

Превращения алканов:

C_nH_2n+2  C_mH_2m + C_pH_2p+2

C_nH_2n+2  С_nH_2n + H₂ (реакции протекают по цепному свободнорадикальному механизму).

Превращения циклоалканов:

-дегидрирование (напр. С5Н10 (циклопентан)  С5Н8 + Н2,

С6Н12 (циклогексан)  С6Н6 + 3Н2 )

-отщепление боковых цепей (напр. СnH2n-1R (цикло)  CnH2n + R’)

-распад (напр. С5Н10  С3Н6 + С2Н2)

Превращения аренов:

-отщепление боковых цепей (напр. С6Н5-R (бензильный радикал)  С6Н6 + R’)

-поликонденсация ( n CnH2n-1R  n CnH2n + nR)

Вторичные реакции:

-изомеризация

-уплотнение молекул (своего рода полимеризация)

-гидрирование ненасыщенных молекул

Влияние различных факторов на процесс термического крекинга

1).Состав сырья: чем выше М. масса (t кип), тем выше скорость. Арены более устойчивы. Наличие в сырье аренов – причина образования кокса.

2). t: t ведет к скорости процесса и доли легких УВ. В составе газовой фракции растет доля непредельных УВ.

3). p: р ведет к доли УВ с более высокой М и количества непредельных УВ.

4). Продолжительность процесса: τ влияет примерно так, как t.

Другие процессы термической обработки нефтепродуктов: коксование (t>500С), пиролиз (температура выше 900 С, продукты – газообразные ув). (2)Каталитический крекинг.

Применяются катализаторы: 1)тв. кат. с кислотными центрами: алюмосиликаты, особенно гидратированные алюмосиликаты (HAlSiO4)_x  H⁺ + AlSiO4⁻ , 2) природные и искусственные цеолиты. Это позволяет ускорить процесс крекинга и получить новые продукты.

Реакции каталитического крекинга.

R−CH=CH₂ (ув) + H⁺ (к-та)  R−C⁺H−CH₃(карбкатион или ион карбония)

СН₃СH=СНR + Н⁺  CH₃CH₂CH⁺R (карбкатион)

Путем внутренней перегруппировки или взаимодействия с другими молекулами неустойчивые карбокатионы стремятся перейти в более устойчивые формы.

(3)Сравнение методов:

терм. крек.: “-” надо поддерж. выс давл. и пост. темп., оч. Энергоемки

“+” выход бензина составляет до 30% на исходное сырье; о.ч. (66-68) бензина крекинга выше, чем прямогонного, применение з-нов хим. термод. Позволяет определять вероятность протекания реакции, макс степень превращения, равновесный состав продуктов. Кокс образуется только в рез-те побочных реакций.

кат. крек. : “-” Выход бензина до 20%. Довольно высокие требования к катализаторам. В процессе на кат. всегда образ. кокс.

“+” Применение катализаторов позволяет резко увел. выход из нефти ценных компонентов и повышает их качество, а также вырабатывать много аромат. ув. для хим. пром-ти. Менее энергоемкий, более низкие т и р, больше скорость.

Вопр. Каталит. крекинг вакуумного газойля. Физ.-хим. и технол. особенности стадии, ее влияние на окр. среду. Примеры реакций каталитического крекинга: Изомеризация.

Сырье: вакуумный газойль, Т = 440-480 С (рост Т ведет к усилению газо- и коксообразования, (кокс сниж. активность катализатора) и снижению выхода бензина, но с увеличением о.ч. бензина), Р = 0,14-0,18 МПа. Катализаторы: алюмосиликаты, особенно гидратированные алюмосиликаты (HAlSiO4)_x  H⁺ + AlSiO4⁻, природные и искусственные цеолиты, например Na₁₂[Al₁₂Si₁₂O₄₈] ● 24H₂O

Из-за коксообразования катализатор постоянно нужно выводить из зоны реакции. Подвергать регенерации (выжиганием кокса) и рециркулировать. Кратность циркуляции составляет 2,5-7 кг сырья/кг катализатора.

Сама реакция состоит в перегруппировке атомов в молекуле с перемещением водорода или метильных групп (скелетная изомеризация, приводящая к образованию изомерного иона)

R−C⁺H−CH₂−CH₃  R−CH(CH₃)−C⁺H₂  R−С⁺(СH₃)−CH₃

Особенности: Высокая скорость хим. реакций. Для крекинг-газа характерно выс. содержание изобутана из-за высокой избирательной адсорбции различных ув на катал. (ненасыщ. алкенов, меньше всего адсорб. алканы). Большая ценность получаемых продуктов.

Вопр. (1)Суть термокаталитических методов в нефпер. (2)Выбор метода с точки зрения качества и экологичности получаемых нефпрод. (1)Суть. Термокат. процессы: катал. крекинг, риформинг. Применение катализаторов в процессах нефпер. позволяет резко увеличить выход из нефти ценных продуктов, повысить их качество. Вырабатывается много ароматич. ув. Протекают с большей скоростью, чем термические. Более низкие т и р. Каталитический крекинг. Катализаторы каталит. крекинга д. обладать высокой мех. прочностью, быть устойчивы к действию вод. пара, кот. подается в реактор, выс. Т, ее резким изменениям, устойчивы к истиранию. Применяются катализаторы: 1)гидратированные алюмосиликаты (HAlSiO4)_x  H⁺ + AlSiO4⁻ , 2) природные и искусственные цеолиты. Это позволяет ускорить процесс крекинга и получить новые продукты.

Механизм: R−CH=CH₂ (ув) + H⁺ (к-та)  R−C⁺H−CH₃ (карбкатион или ион карбония)

СН₃СH=СНR + Н⁺  CH₃CH₂CH⁺R (карбкатион)

Ионы карбония являются активными промежуточными продуктами многих реакций, протекающих при каталитическом крекинге. Путем внутренней перегруппировки или взаимодействия с другими молекулами неустойчивые карбокатионы стремятся перейти в более устойчивые формы.

Каталитический риформинг.

Риформингу подвергают бензиновую фракцию прямой перегонки.

При риформинге алканы и циклоалканы

превращаются в арены на Pt и Pd катализаторе в присутствии циркулирующего водородсодержащего газа (являющегося одновременно продуктом риформинга).Т= 470-525 С. Р Н2 = 2-4 МПа для снижения процесса коксообраз. Соотношение водород/углеводороды 6-7 моль/моль.

Дегидрирование шестичленных циклоалканов

ц-C₆H₁₂  C₆H₆ + 3 H₂

Дегидроциклизация алканов

C₇H₁₆  C₆H₅CH₃ + 4 H₂

Циклодегидрирование алкенов

C₇H₁₄  C₆H₅CH₃ + 3 H₂

Недостаток процесса риформинга – велика доля ароматических углеводородов.

Установки риформинга можно переделать на установки изомеризации, осуществляемой также на Pt-содержащем катализаторе при меньшей температуре 350-450 С и давлении 3-3,5 МПа.

(2)Выбор метода.

- В кат. крекинге бензины обогащены изоалканами( ведет к увел. О.Ч.) и аромат ув.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)