ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-химическая характеристика реакций, протекающих при термическом крекинге нефтяных дидистиллятов из "Общая химическая технология Издание 2" Из органической химии вы знаете, что основными компонентами газообразных и жидких ископаемых топлив являются углеводороды. Главный компонент природных горючих газов, добываемых из газовых месторождений, — метан. [c.202] Чнтельмое количество парафиновых углеводородОЁ С2—Сб. Число углеводородов в нефтях огромно. Только в бензинах, полученных перегонкой нефти, обнаружено 130 углеводородов. В жидких углеводородах, составляющих основу нефтей, кроме газообразных растворены углеводороды, твердые при обычных условиях. Смесь их, выделенная из нефти, называется парафином. [c.203] Наряду с углеводородами в нефтях в незначительных количествах имеются кислородсодержащие органические соединения (нафтеновые кислоты), сернистые (меркаптаны), азотсодержащие (гидрированные гомологи пиридина) и металлоорганические соединения. [c.203] Вещества, входящие в состав нефтей, кипят при различных температурах. Самые легкие кипят при 60— 70 °С. При нагревании до 400 °С при атмосферном давлении постепенно улетучиваются все более тяжелые углеводороды. Выще 400 °С начинается разложение оставшейся части нефти, но в вакууме удается отогнать еще более тяжелые соединения. [c.203] Нефть сопровождается водой, в которой растворены разнообразные неорганические и органические соединения. [c.203] Чтобы из сложной смеси веществ получить продукты с заданными свойствами, в том числе индивидуальные вещества высокой чистоты, необходимо применить разнообразные физические и химические методы. При этом, как правило, разделяют сырье сначала физическими методами на более или менее узкие фракции, которые химическими методами превращают затем в конечные продукты. На заводах эти процессы взаимосвязаны перерабатываемые материалы перемещаются с одной, стадии переработки в другую комплексно используются тепло, вода, электроэнергия. Создаются комбинаты с замкнутым циклом — без отходов, без сточных вод, с максимальным использованием сырья, энергии и вспомогательных материалов. [c.203] После отделения попутного газа, очистки нефти от песка, глины, воды и растворенных в воде солей нужно разделить нефть на фракции, каждая из которых является сырьем для получения определенных продуктов бензина, керосина, газойля, смазочных масел и др. [c.204] Обращаясь к данным о свойствах веществ, входящих в состав нефти, можно предложить задачу ее разделения на фракции посредством перегонки. Продукты перегонки— дистилляты — должны содержать углеводороды со строго определенными температурами кипения, т. е. разделение должно быть четким. Выход продуктов должен быть близок к потенциалу —к количеству соответствующих углеводородов, содержащихся в исходной нефти. Мощность аппаратов должна быть очень большой. [c.204] Представьте себе, что нефть непрерывно течет по нагреваемой снаружи трубе. Температура нефти повышается, но выделяющиеся при этом пары никуда не отводят. Смесь паров и жидкости поступает в ректификационную колонну, где происходит разделение жидкого остатка и паров. Это — установка непрерывного действия. Она значительно более экономична, чем установка периодического действия. [c.204] В печи должна нагреваться нефть (в течение суток — тысячи тонн) до 300—330 °С. Процесс должен быстро идти при минимальном расходе топлива. [c.204] Горячие пары и жидкость поступают в ректификационную колонну (рис. 56) и там разделяются жидкость стекает вниз, а пары поднимаются вверх. Задача сводится к постепенному охлаждению и конденсации паров. Сначала конденсируются более тяжелые углеводороды, по мере перемещения паров образуются все более легкие дистилляты, а наверху колонны — самый легкий, бензиновый. [c.205] В ректификационных колоннах обычно размещают тарелки с отверстиями для паров и с переливной трубкой для жидкости, стекающей е тарелки (рис. 57), или с ситом (рис. 58). На тарелке поддерживается постоянный уровень жидкости. Пары из колпачка поступают в низ слоя жидкости, проходят через слой мелкими пузырьками и устремляются вверх. Этот процесс многократно повторяется на десятках тapeлoji. На каждой тарелке часть более тяжелых паров конденсирует-, ся, а более легкие компоненты жидкости испаряются движущая сила процесса — стремление к достижению равновесия между жидкостью и парами. Для более полного выделения паров из жидкого остатка (мазут) в низ колонны вводят перегретый водяной пар. [c.206] Для получения смазочных масел из мазута его разделяют на фракции перегонкой. Чтобы избежать разложения перерабатываемых продуктов, процесс приходится вести при сильном разрежении. Остаток после отгонки масел — гудрон — используют для производства битума и других продуктов. [c.208] Установки для перегонки нефти и мазута часто объединяют в атмосферно-вакуумные установки (рис. 59). Это позволяет полнее рекуперировать тепло и эффективнее использовать аппаратуру. [c.208] Опираясь на знания, полученные из органической химии, и на общие закономерности протекания химических реакций, расскажите, как ведут себя при нагревании углеводороды, входящие в состав нефтяных дистиллятов и мазута. [c.209] И что с удлинением цепи углеродных атомов термическая стабильность углеводородов падает. По мере протекания реакции растет выход низших углеводородов, в том числе газообразных. [c.209] Ароматические соединения и сами проявляют склонность к реакциям конденсации до молекул с несколькими циклами. Всеми этими реакциями объясняется образование тяжелых продуктов. [c.210] Теоретические расчеты и эксперименты подтверждают описанную картину химических превращений нефтяных дистиллятов при умеренном нагревании. Газы термического крекинга содержат парафиновые и олефиновые углеводороды и немного водорода. В бензине (в отличие от бензина, полученного перегонкой нефти) содержится наряду с парафинами много олефинов, а также нафтеновые и ароматические углеводороды. Нефтяной кокс состоит в основном из высококонденсированных углеводородов. [c.210] Он включает множество реакций, протекающих параллельно и последовательно. Большинство реакций эндотермичны, и процесс в целом идет с поглощением тепла. Процесс этот — гетерогенный. Наряду с жидкими образуются твердые и газообразные продукты. Реакции разложения, протекающие при нагревании до 400— 600°С, обратим . [c.210] Вернуться к основной статье