Основи механізму, хімізму та кінетики каталітичного крекінгу
Основи механізму, хімізму та кінетики каталітичного крекінгу - раздел Производство, Технологія переробки нафтопродуктів Хімічний Склад Продуктів Каталітичного Крекінгу Має Характерні Особливості:...
Хімічний склад продуктів каталітичного крекінгу має характерні особливості:
- бензин містить багато ізопарафінів та ароматичних вуглеводнів;
- газ виходить «важкий», із високою концентрацією ізобутану та олефінів С3-С4;
- газойлеві фракції містять багато полі циклічних ароматичних вуглеводнів;
Цей склад обумовлює наступні причини:
1) каталітичний крекінг здійснюється щодо іонного механізму;
2) можливість активної поверхні каталізатора селективно прискорювати деякі реакції, наприклад, ізомеризацію олефінів.
Каталітичний крекінг – типовий приклад гетерогенного каталізу. Реакції проходять на межі двох фаз: твердої (каталізатор) та пари або рідини(сировина), тому вирішальне значення мають структура та поверхня каталізатора.
Процес каталітичного крекінгу згідно стадій, по яких він проходить, можна уявити наступним чином:
1) надходження сировини до поверхні каталізатора( зовнішня дифузія);
2) дифузія (внутрішня) молекул сировини у пори каталізатора;
3) хемосорбція молекул сировини на активних центрах каталізатора;
4) хімічні реакції на каталізаторі;
5) десорбція продуктів крекінгу та сировини, яка не прореагувала, із поверхні та дифузія із пор каталізатора;
6) видалення продуктів крекінгу та сировини, яка на розклалася, із зони реакції;
Найбільш активними вуглеводнями в умовах контакту із алюмосилікатним каталізатором є ненасичені вуглеводні. Полімеризація олефінів починається при кімнатній температурі; із підвищенням температури виникає зворотна реакція деполімерізації, рівновага якої при температурах промислового процесу зрушується у сторону розкладення. Висока активність ненасичених вуглеводнів пояснюється їх високою адсорбцією на каталізаторі.
Парафінові вуглеводні є найбільш типовими компонентами промислової сировини каталітичного крекінгу. Низькомолекулярні парафіни є доволі стабільними; із підвищенням молекулярної маси швидкість розкладу швидко підвищується, а також збільшується відносна швидкість крекінгу у порівнянні із швидкістю термічного процесу взагалі.
У присутності вуглеводнів іншого типу, особливо ароматичних та ненасичених, швидкість перетворення парафінів відносно невелика із-за їх слабкої адсорбції.
У таблиці 1.1. порівняні дані каталітичного крекінгу вакуумного газойлю та його компонентів на каталізаторі АШНЦ-3 при температурі 5000С та швидкості подачі сировини 2год-1.
Нафтенові вуглеводні є ідеальною сировиною каталітичного крекінгу, тому що крекінг нафтенової сировини йде із великими швидкостями, отримають більш високі виходи бензину та утворюється менше газів, чим із парафінової сировини.
Розклад алкіл нафтенів може йти по декількох напрямках:
- відокремлення бокового ланцюга із утворенням олефіна та нафтена, або парафіна та циклоолефіна;
- розклад кільця із утворенням олефіна або двох різних олефінів;
- дегідрування до ароматичних вуглеводнів, яке проходить тім активніше, чим більше алкільних груп у нафтенового кільця;
- ізомеризація циклів;
- міграція алкільних груп;
Після різних реакцій дегідрування та діспропорціювання гідрогену продукти, які утворюються при каталітичному крекінгу нафтенової сировини. Мають стабільний хімічний склад внаслідок насичення ненасичених вуглеводнів та містять більше ароматичних вуглеводнів, чим відповідні продукти крекінгу парафінистої сировини.
Велике значення для технології каталітичного крекінгу мають перетворення ароматичних вуглеводнів. Поліциклічні сполучення є джерелом відкладень коксу на каталізаторі. Ароматичні вуглеводні при реакціях послідовно перетворюються на смоли, асфальтени та карбоїди. Однак, наявність каталізатора та його донорно-акцепторних функцій призводить до більш швидкому протіканню реакцій. Цеолітові каталізатори більш продуктивні щодо поліциклічним ароматичним вуглеводням, тому що мають підвищену адсорбційну здатність.
Найважливіші фізико-хімічні властивості нафти.
Нафта являє собою грузлу маслянисту рідину з характерним запахом. Колір залежить від розчинених у ній смол – від чорного, буро-зеленого, жовто-зеленого до безбарвного. Багато видів
Класифікація нафти.
1) По вмісту сіри:
I - малосерниста vS = 0,5 %;
II - сірчиста vS = 0,51 ¸ 2 %;
III - високосірчиста vS > 2 %.
2) У зале
Теплові властивості нафти.
Теплове розширення і теплоємність – властивість нафтопродуктів при їхньому нагріванні й охолодженні. При нагріванні нафтопродукту збільшується його обсяг – теплове розширення, яких необхідно врахов
Методи видобутку нафти.
I. Фонтанний – нафта природно фонтанує через шпару, витісняючи з покладу пластовим тиском.
II. Механічний:
a)компресорний – підйом нафти енергією стиснутого газу (газліфтний підйо
Витрати паливної енергії на злив нафтопродуктів.
При зливанні нафтопродуктів теплова енергія, затрачувана на розігрів нафтопродуктів у залізничних цистернах, у зливальних колекторах, у резервуарах, підогрів оліє- і мазутопроводів і т.д.
План лекції
2.1.Властивості та асортимент моторних палив
2.2.Класифікація,характеристики і методи оцінки мастил
2.3.Характеристика реактивного палива
2.4.Характеристика дизельного па
Сполука, властивості й асортимент моторних палив.
Моторні палива – це світлі нафтопродукти, застосовувані для спалювання в двигунах. Загальним для усіх є висока теплота згоряння.
Підрозділяються на:
· карбюраторні
· дизе
Первинна перегонка нафти.
До первинної перегонки належать процеси:
· атмосферна перегонка нафти;
· вакуумна перегонка мазуту.
Їхнє призначення складається в поділі нафти на фракції, для наступної
Перегонка з дефлегмацією
Заснована на частковій конденсації пар, що утворилися при перегонці, і поверненні конденсату (флегми) назустріч потоку пари. Завдяки цьому однократному й однобічний массообмінну між зустрічними пот
Продукти первинної перегонки нафти.
· Вуглеводний газ – С3Н8+С4Н10 (виходить як у рідкому, так і в газоподібному стані). Використовують як сировину газофракціонірующих уста
Вибір технологічної схеми і режиму.
Вибір технологічної схеми і режиму перегонки залежить від якості нафти.
· Перегонку нафти з невеликою кількістю розчинених газів (0,5 ¸ 1,2 % по бутан включно), відносно невисоким зм
Термічний крекінг. Висбрекинг.
Термокрекинг і коксування – процес перетворення нафтової сировини під дією високих температур у газоподібні, рідкі і тверді продукти. Кількісна і якісна сполука кінцевих продуктів визначається влас
Коксування
Коксування, це один з різновидів термічних процесів, йому характерні ті ж хімічні перетворення, що відбуваються при термічному крекінгу. Важливе місце здобувають питання одержання коксу з заданими
Перегонка з водяною парою й у вакуумі
Нафтові суміші термічно нестійкі. Серед вхідних у їхню сполуку компонентів менш стійки до нагрівання сірчисті й асфальтосмолисті сполуки. Парафінові вуглеводні термічно менш стійкі, чим нафтени. Ос
Термокаталітичні процеси.
1. Каталітичний крекінг – процес каталітичного деструктивного перетворення різноманітних нафтових фракцій у моторні палива, сировину для нафтохімії й алкіліровання, виробництва тех
Коксування
Коксування, це один з різновидів термічних процесів, йому характерні ті ж хімічні перетворення, що відбуваються при термічному крекінгу. Важливе місце здобувають питання одержання коксу з заданими
Характеристика каталізаторів процесу
Алюмосилікатні каталізатори ( як природні так і синтетичні) є високо пористими речовинами із питомою поверхнею від 100 до 600м2/г. Спочатку у якості каталізаторів використовували природн
Регенерація каталізатора
Із збільшенням часу контакту сировини із каталізатором активність каталізатора зменшується , тому що його поверхня покривається смолою та коксовими відкладеннями. Склад відкладень коксу при углубле
Каталітичний риформінг
План лекції
11.1.Загальна характеристика процесу
11.2.Каталізатори процесу та їх регенерація
11.3.Гідроочищення дистилятних фракцій
11.4.Апаратне оформлення проц
Гідроочищення дистиллятних фракцій
Призначення: поліпшення якості дистилятів шляхом видалення S, N2, Н2О, смолистих сполук, неоранічних вуглеводнів у середовищі Н2 на каталізаторі.
Деасфальтизація пропаном.
Призначення процесу: деасфальтизація залишкової сировини (гудрону) призначена для видалення асфальтсмолистих речовин і поліциклічних ароматичних вуглеводнів з метою підготовки сировини до очищення
Технологічний опис і режим роботи установки
У промисловій практиці застосовують наступні різновиди термічного крекінгу : глибокий крекінг дистилятної сировини, легкий крекінг гудронів і мазуту (висбрекінг), термічний риформін
Вісбрекінг.
Вісбрекінг проводять за менш тяжких умов, чим термокрекінг, унаслідок того, що по - перше, перероблять важче, отже, сировина, що легше крекінгується; по - друге, глибина крекінгу, щ
Термічний риформінг
Термічний риформінг є особливим виглядом крекінг-процесу, у котрого є метою перетворення низькооктанового лігроїну на високооктанові бензини. Підвищуючи октанове число бензинів, цей
Піроліз
Піроліз - перетворення органічних сполук в результаті деструкції їх під дією високої температури. Зазвичай термін використовують у вужчому сенсі і визначають піроліз як високотемпер
Коксування.
Коксування нафтової сировини - його глибокий термічний крекінг, при 450-540 °С з метою здобуття нафтового коксу, а також вуглеводневих газів, бензинів і керосино-газойлевых фракцій.
Реакційне обладнання термічного крекінгу
План лекції
14.1.Реакційні змійовики та камери установок термічного крекінгу під тиском
14.2.Реакційні апарати установок коксування важких нафтових залишків
14.3.Печі та
Фізико-хімічні основи процесу
Напрямок термічного крекінгу залежить від природи вуглеводневої сировини, її молекулярної маси та умов проведення процесу. Термічний крекінг протікає в основному по радикально-ланцюговому механізму
Термічний крекінг
Термічний крекінг для виробництва бензину може бути визначений як ряд реакцій розкладу і конденсації, які мають місце при високих температурах. Реакції розкладу є звичайно ендотермічними, а реакції
Залежність крекінг - процесу від температури
Подібно до того, як було спростовано уявлення про вплив фазового стану на крекінг - процес, при подальшій роботі було вияснено, що й інші параметри, ніби-то незалежні, є скоріше інтенсивними, ніж е
Хакактеристика продуктів термічного крекінг - процесу
Взагалі в процесах крекінгу, що відбуваються при високому тиску ( від 14 до 70 ати ), утворюються доволі насичені бензини з низьким вмістом диолефінів, здатні легко піддаватись обробці, даючи товар
Загальнозаводське господарство
- сировинні, товарні і проміжні резервуари;
- пристрій для прийому сировини і наливу товарних продуктів;
- система технологічних трубопроводів з н
Товарна продукція.
Товарна продукція НПЗ являє собою до десятка найменувань нафтопродуктів. Асортимент залежить від схеми переробки нафти і глибини переробки. Найбільш традиційними продуктами , одержуваними на НПЗ є:
Охорона навколишнього середовища
План лекції
17.1.Нормування атмосферних забруднень та вмісту шкідливих речовин у зовнішньому середовищі
17.2.Запобігання забруднення повітря сполуками сірки
17.3.Устаткув
Відходи НПЗ
1. Викиди в атмосферне повітря.
Самим великим джерелом забруднення атмосферного повітря є заводські резервуари для нафти і нафтопродуктів. Викид здійснюється через спеціальні дихаль
Очищення технологічних потоків НПЗ
План лекції
18.1.Споруди очищення стичної води НПЗ
18.2.Сушіння заводських газів
18.3.Абсорбенти та їх регенерація
На сучасних НПЗ Н2О
Методи очищення Н2О
1) коагуляція, відстоювання у відстійниках, фільтрація в напірних відкритих піщаних фільтрах;
2) хлорування, озонування;
3) підкислення, подщелачивание, фосфатування (підтримуванн
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов