16.Р-ции распада: распад (собственно крекинг), дегидрир-е, деалкилир-е, дециклизация. Все эти р-ции равновесные и хар-ся изм-ем числа молекул в ходе р-ции, и это приводит к тому, что конц-ция

16. Р-ции распада: распад (собственно крекинг), дегидрир-е, деалкилир-е, дециклизация. Все эти р-ции равновесные и хар-ся изм-ем числа молекул в ходе р-ции, и это приводит к тому, что конц-ция реагентов или давления в с-ме сильно влияет на скорость р-ции и на положение равновесия. Эти р-ции протекают с увел-ем объёма с-мы, с увел-ем числа молекул в ходе р-ции и поглощением тепла. Чтобы разорвать хим. связи в мол-ле, нужно затратить некотор. кол-во энергии, т.е. дан. р-ции эндотермические. Часто вместо одного объёма исх. в-ва образуется 2 объёма в-в-продуктов. Для процессов, кот. связаны с выделением/поглощением тепла, влияние темпер-ры на изм-е своб. энергии с-мы хар-ся принципом Ле-Шателье: при повыш-и темпер-ры для экзотерм. р-ций равновесие р-ции смещается влево, для эндотерм. – вправо. След-но, для эндотерм. р-ций нужно повышать темпер-ру процесса, и такие р-ции наз. высокотемпер-ные, их проводят при t >30°С. Т.к. дан. р-ции протекают с изм-ем объёма, то для них имеет большое значение изм-е давл-я. Увел-е давл-я для р-ций, кот. идут с уменьш-ем внешн. объёма, приводит к смещению равновесия вправо. А для р-ций распада и или др. р-ций, кот. протекают с увел-ем объёма, сдвиг равновесия вправо происходит при пониж-и давления. Несмотря на то, что при термич. крекинге объём с-мы увел-ся, процесс ведут при повышен. давл-и. Это позволяет подавлять р-ции глубокого распада, кот. приводят к повыш. газообразованию, т.е. подавлять р-ции получ-я побочного нецелевого продукта. При терм. крекинге выход газа сост. 15%, а выход целевого продукта ≈70%. Если цель – получение газообр. продуктов, то давл-е процесса снижают, напр., в парофазном крекинге. Выход газа увел-ся до 30%, а в процессе пиролиза при р =1–1,2 МПа выход газа ≈60%. Термич. процессы различ-ся м/д собой по условиям проведения, различ-ся продукты термич.переработки сырья, кот. сходно по своему УВ-составу, но набор этих продуктов во всех термич. процессах одинаков. В составе газов всегда есть водород, алканы, алкены, некотор. кол-во гетероатомных соед-ний. Именяя t -ру и давл-е, можно получить разл. состав газов. продуктов.Жидк. продукты терм. процессов содержат все классы УВ. В отличие от бензинов прямой перегонки нефти, крекинг-бензины содержат значит. кол-во алкеновых и аромат. УВ. Тяжёл. смола пиролиза и смола крекинга – сильно ароматизир. продукты. По мере повышения пределов выкипания фракций фракции теряют алканы и алкены и обогащаются конденсиров. ароматич. УВ.

17. Р-ции синтеза: конденсация, полимериз-я, циклизация алкеновых УВ, алкилиров-е. Все эти р-ции равновесные и хар-ся изм-ем числа молекул в ходе р-ции, и это приводит к тому, что конц-ция реагентов или давления в с-ме сильно влияет на скорость р-ции и на положение равновесия. Дан. р-ции идут со сниж-ем объёма и числа молекул, они сопровожд-ся выделением энергии, т.к. в ходе р-ции разрыв-ся менее прочные связи и образ-ся более прочные. Эти р-ции экзотермич., т.е. идут с выдел-ем тепла. Для процессов, кот. связаны с выделением/поглощением тепла, влияние темпер-ры на изм-е своб. энергии с-мы хар-ся принципом Ле-Шателье: при повыш-и темпер-ры для экзотерм. р-ций равновесие р-ции смещается влево, для эндотерм. – вправо. След-но, для экзотерм. р-ций t -ру нужно снижать, и такие р-ции наз. низкотемпер-ные, их проводят при t < 320°С. Т.к. дан. р-ции протекают с изм-ем объёма, то для них имеет большое значение изм-е давл-я. Увел-е давл-я для р-ций, кот. идут с уменьш-ем внешн. объёма, приводит к смещению равновесия вправо. А для р-ций распада и или др.р-ций, кот. протекают с увел-ем объёма, сдвиг равновесия вправо происходит при пониж-и давления. Несмотря на то, что при термич. крекинге объём с-мы увел-ся, процесс ведут при повышен. давл-и. Это позволяет подавлять р-ции глубокого распада, кот. приводят к повыш. газообразованию, т.е. подавлять р-ции получ-я побочного нецелевого продукта. При терм. крекинге выход газа сост. 15%, а выход целевого продукта ≈70%. Если цель – получение газообр. продуктов, то давл-е процесса снижают, напр., в парофазном крекинге. Выход газа увел-ся до 30%, а в процессе пиролиза при р =1–1,2 МПа выход газа ≈60%. Термич. процессы различ-ся м/д собой по условиям проведения, различ-ся продукты термич.переработки сырья, кот. сходно по своему УВ-составу, но набор этих продуктов во всех термич. процессах одинаков. В составе газов всегда есть водород, алканы, алкены, некотор. кол-во гетероатомных соед-ний. Именяя t -ру и давл-е, можно получить разл. состав газов. продуктов.Жидк. продукты терм. процессов содержат все классы УВ. В отличие от бензинов прямой перегонки нефти, крекинг-бензины содержат значит. кол-во алкеновых и аромат. УВ. Тяжёл. смола пиролиза и смола крекинга – сильно ароматизир. продукты. По мере повышения пределов выкипания фракций фракции теряют алканы и алкены и обогащаются конденсиров. ароматич. УВ.

18. 1,2 – печи; 3 – выносная реакцион. камера; 4 – испаритель выс. давл-я; 5 – сепаратор; 6 – конденсатор-холодильник; 7 – ап-рат возд. охл-я; 8 – ректификац. колонна выс. давл-я; 9 – испаритель низк. давл-я; 10 – ваккумн. колонна; 11 – теплообм-ник (ТОА)

I – сырьё; II – бензин на стабилизацию; III – тяжёл.бензин; IV – вакуумный отгон; V – термогазойль; VI – крекинг-остаток; VII – газы на ГФУ (газофракционирующ. уст-ка); VIII – газы и водяной пар к вакуум-с-ме; IX – водян.пар; X – вода на очистку; XI – топливн. газ; XII – дым.газы; XIII – вода; XIV – дистиллятн.крекинг-остаток.

Исх.сырьё I после нагрева в ТОА 11 поступает в нижн.секцию колонны выс.давл-я 8, кот. разделена на 2 секции тарелкой, позволяющей перейти верх.секцию только парам. Продукты конденсации паров крекинга в верх.секции накаплив-ся в аккумуляторе (карман), кот. нах-ся внутри колонны 8. Поток тяжёл.сырья, кот. отбирается из нижн.части колонны 8, поступает в змеевик печи 2, в кот. нагрев-ся до 550°С, а лёгк.сырьё из аккум-ра колонны 8 подаётся в змеевик трубч.печи 1, где нагрев-ся до 500°С. Затем для углубл-я крекинга они поступают в выносн.реакцион.камеру 3. Продукты крекинга затем направл-ся в испаритель выс.давл-я 4. Крекинг-остаток VI из нижн.секции испарителя 4 ч/з редукцион.клапан поступает в испаритель 9, а газы и пары бензино-керосинов.фракций поступ. в нижн.секцию колонны 8. Уходящие из верхн.части колонны 8 и испарителя 9 газы и пары бензинов.фракции охл-ся в ап-тах возд.охл-я 7 и в 6 и поступают в сепараторы 5. Газы VII, кот.отдел-ся в сепараторах, подаются на раздел-е в ГФУ, а бензин II идёт на стабилизацию. Крекинг-остаток, кот. выводится из нижн.части испарителя 9, подверг-ся вакуумн.разгонке в колонне 10. В рез-те получ-ся вакуумн.термогазойль V и дистиллятн.крекинг-остаток XIV. Кач-во продуктов терм. крекига низк., получаемые дистилляты нужно подвергать дополнит.обраб-ке для улучшения св-в. В наст.время уст-ки терм.крекинга реконструируют в уст-ки висбрекинга или исп-ют для получения сырья для процессов вторичной переработки нефти.

19. Углублён.перераб-ка нефти – вакуумн.перегонка мазута. В рез-те получ.гудрон, но он имеет выс.вязкость и не может исп-ся как котельное топливо. Чтобы получить товарное котельное топливо, нужно приложить много усилий, и т.обр. сводится на нет то, что было достигнуто ранее. Надо снизить вязкость гудрона, а это можно осущ-ть проведением неглуб. термич.крекига – висбрекинга (В.). Сырьё для В. – гудрон, но можно исп-ть и мазут (если нефть тяжёлая) и др.тяж.нефтепродукты. В. проводят при менее жёстк.условиях, чем терм. крекинг, т.к. перерабатывают более тяж.сырьё, кот.легче разлагается, и допускаемая глубина крекинга огранич-ся началом коксообраз-я (t =440-500°С, р =1,4–3,5 МПа). Сущ-ет множ-во напр-ний осущест-я В., но в пром-ти исп-ют 2 напр-я: печной В., в кот. t =480-500°С сочет-ся с коротким временем пребыв-я сырья в реакцион.камере печи (1,5–2 мин); В. с выносной реакц.камерой (реактором), где процесс проводят с восходящим/нисходящим потоком, м в этом напр-нии требуемая степень превращ-я достиг-ся при 430-450°С в теч-е 10-15 мин. При В. с реакц.камерой тепл.нагрузка на печь ниже, но при лёгком крекинге получ-ся более стабильн.крекинг-остаток с меньшим выходом газа и бензина, но с повышен. выходом газойлев.фракций. Печной В. ни в РБ, ни в России не исп-ся, т.к. исп-мая у нас нефть имеет повышен.вязкость и коксуемость. Если сравнивать печной В. с В. в ректоре,то в 1м случае расходуется ≈ в 1,5 раза больше топлива, и получаемый остаток имеет повышен.вязкость, а выход светлых нефтепродуктов ≈ одинаковый. Уст-ки висбрекинга (В.) входят в состав комбинир.уст-вок, и развитие процесса В. сдержив-ся затратами на произ-во и невыс.кач-вом светл.нефтепродуктов (бензин, керосин). На некотор.НПЗ уст-ка терм.крекинга разработана и освоена технология В. гудрона и вакуум. перегонка крекинг-остатка. В рез-те получ-ся лёгк.и тяж.вакуумн.газойли и тяжёлый висбрекинг-остаток. Целевой продукт процесса – тяж.вакуумн.газойль,кот.может исп-ся как сырьё для получения термогазойля или электродного кокса, а также м.б. исп-ван как сырьё для катал.крекинга, гидрокрекинга, термич.крекинга. Лёгк.вакуум.газойль исп-ся в основном как разбавитель тяж.гудрона. Тяж.вакуумн. имеет плотность 940-990 кг/м3, содерж.20-40% полициклич.УВ. В тяж.висбрекинг-остатке сосредоточены полициклич.ароматич.УВ, смолы и асвальтены, след-но, он может исп-ся как пек, связующ.и вяжущ.материал, компонент котельн. и судового топлива, сырьё для коксования. Комбиниров-е В. с вакуумн.перегонкой позволяет повысить глубину перераб-ки нефти без примен-я вторичн.каталит.процессов и снизить выход остатка на 35-40%.

20. 1 – насос; 2 – печь; 3 – реактор; 4 – теплообмен-ник (ТОА); 5 – фракционирующ.колонна; 6 – ап-рат возд.охл-я; 7 – сепаратор.

II – сырьё; II – вода; III – газойлев.фракция; IV – крекинг-остаток; V – УВ-газ; VI – бензинов. фракция; VII – керосинов.фракция; VIII – топливн.газ; IX – дымов.газы; X – вода.

Сырьё I подогрев-ся в печи 2 и подверг-ся висбрекингу в реакц.камере 3, кот.работает ≈ при 1,7 МПа. Затем смесь продуктов разбав-ся и охл-ся частью газойля III, кот.выходит из фракционир.колонны 5. Получен.смесь продуктов направл-ся затем в 5, где происходит раздел-е на бензиновую VI, керосиновую VII, газойлевую III фракции, УВ-газ V и крекинг-остаток IV. В сепараторе низк.давл-я 7 происх-т раздел-е УВ-газа от бензина.

Уст-ки висбрекинга (В.) входят в состав комбинир.уст-вок, и развитие процесса В. сдержив-ся затратами на произ-во и невыс.кач-вом светл.нефтепродуктов (бензин, керосин). На некотор.НПЗ уст-ка терм.крекинга разработана и освоена технология В. гудрона и вакуум. перегонка крекинг-остатка. В рез-те получ-ся лёгк.и тяж.вакуумн.газойли и тяжёлый висбрекинг-остаток. Целевой продукт процесса – тяж.вакуумн.газойль,кот.может исп-ся как сырьё для получения термогазойля или электродного кокса, а также м.б. исп-ван как сырьё для катал.крекинга, гидрокрекинга, термич.крекинга. Лёгк.вакуум.газойль исп-ся в основном как разбавитель тяж.гудрона. Тяж.вакуумн. имеет плотность 940-990 кг/м³, содерж.20-40% полициклич.УВ. В тяж.висбрекинг-остатке сосредоточены полициклич.ароматич.УВ, смолы и асвальтены, след-но, он может исп-ся как пек, связующ.и вяжущ.материал, компонент котельн. и судового топлива, сырьё для коксования. Комбиниров-е В. с вакуумн.перегонкой позволяет повысить глубину перераб-ки нефти без примен-я вторичн.каталит.процессов и снизить выход остатка на 35-40%.

21. Осн.цель многих уст-вок пиролиза – получение УВ-газа с выс.содер-ем алкенов. Из газа пиролиза получают этилен (чистота 99,9%), пропилен (чистота 99,9%). Газ пиролиза содерж. бутан-бутадиенов.фракцию, состоящую из бутадиена (30-40%), изобутилена (15-30%) и норм. бутиленов (15-30%). Эти газы исп-ся в нефтехим.пром-ти. Кроме газа получ-ся жидкий продукт – смола пиролиза, кот.содержит моно- и полициклич.ароматич.УВ. Основн.направ-е исп-я жидк.продуктов пиролиза – получение бензола и др.ароматич.УВ как компонентов автомоб.бензина, получение нефтеполимерных смол и котельных топлив. Смола пиролиза – сырьё для произ-ва технич.углерода, пеков и высококачест.коксов. Сырьё в процессе пиролиза – газообр.и жидк.УВ (газы, лёгк.бензинов.фракции, газов.конденсаты, рафинады каталит.реформинга и реже керосино-газойлев.фракции). Выход продуктов в процессе пиролиза зависит от вида сырья и технолог.режима. По мере утяжеления сырья выход этилена снижается, а выход смол пиролиза увеличиваетя.

15. Процессы термич.деструкции – пиролиз, крекинг, коксование. Эти процессы были разработаны в связи с тем, что топливн.фракции, кот.получ-ся при 1й главной нефтеперераб-ке, не всегда были нужного кач-ва. Подвергать термич.обраб-ке можно не только топливн. фракции, но и УВ, кот.выкипают при более выс. t -рах (мазут или газойль). И это позволяет вовлекать в перераб-ку нефть, кот.имеет разл.УВ-ный состав, и получать топливо лучшего кач-ва, чем при прост.перегонке нефти. Термич.крекинг – высокотемпер.перераб-ка УВ с целью получения высококач.топлива, и он бывает: 1) неглубок.термич.крекинг (висбрекинг) – при р =1,5–2 МПа и t= 480-490°С для получ-я котельн.топлива за счёт снижения вязкости исх. сырья; 2) глубок.термич.крекинг – жидко- и парофазный. Жидкофазный – t= 500-540°С, р ≥5 МПа, примен-ся для получения бензина с лучшими антиденотацион.хар-ками из бензино-керосиновых и керосино-газойлевых фракций. Это крекинг-бензин. Парофазный (высокотемпер-ный): t= 580-600°С, р =0,2–0,3 МПа, служит для получения бензина с более выс.октановым числом из керосиновых и керосино-газойлев.фракций. При парофазном крекинге получ-ся большое кол-во газа, кот.содержит большое кол-во алкеновых УВ. Осн. продукт – бензин, побочные – газ и крекинг-остаток, кот.обогащён высокомолек.УВ, тяж.смола. Пиролиз – разлож-е в-в под действием выс. t-р, исп-ся для получ-я газообразн. алкеновых УВ (этилена и пропилена в основном), t= 700-900°С, р =1,2 МПа; побочные продукты – смола пиролиза, насыщ.газы (метан, этан); из смолы пиролиза извлекают аромат. УВ (бензол, толуол, ксилолы); получение технич.углерода, кот.получ-ся при высокотемпер. пиролизе (1200-2000°С), сырьё – УВ-газы, УВ-фракции, кот.содержат значит.кол-во аромат. УВ (60-90%). Коксование – высокотемпер-ный процесс получ-я высококач.электродного или топливного кокса из нефтяных остатков. Коксов-е проводят при t= 490-500°С, р =0,2–0,6 МПа; нефтяные остатки – пек, кот.получен после разгонки смолы пиролиза, гудрона,полугудрона.

Дата добавления: 2015-09-30