Общая химическая технология. Брянкин К.В - 89 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Если бы при переработке сырой нефти ограничивались ее перегонкой или другими физическими методами раз-
деления, сохраняющими неизменным химический состав нефти, то таким образом не удалось бы удовле-
творить мировую потребность в бензине, а его октановое число было бы слишком низким. Поэтому ис-
пользуются химические методы переработки нефти, в результате которых природа ее компонентов изменя-
ется. Наиболее важными методами нефтепереработки являются крекинг, риформинг, алкилирование, по-
лимеризация и изомеризация.
Крекинг. В процессе крекинга происходит разрыв связей С–С и С–Н в углеводородной цепи с образовани-
ем промежуточных радикалов, которые затем превращаются в парафины и олефины меньшего молекулярного
веса. Три основные модификации крекинг-процесса – термический крекинг, каталитический крекинг и гидро-
крекинг:
СН
3
(СН
2
)
х
СН
2
СН
2
(СН
2
)
у
СНз → CH
3
(CH
2
)
x-1
CH=CH
2
+ СН
3
(СН
2
)
y
СН
3
.
Риформинг. В отличие от крекинга, при котором тяжелые фракции превращаются в легкие путем расщеп-
ления молекул углеводородов, риформинг основывается на изменении молекулярной структуры углеводородов.
Процесс риформинга используют не для увеличения выхода бензина, а для улучшения его качества. При ката-
литическом риформинге происходят следующие основные реакции: дегидрирование нафтеновых углеводоро-
дов в ароматические с выделением водорода, изомеризация циклических углеводородов (превращение алкил-
циклопентанов в циклогексаны) с последующей ароматизацией, дегидроциклизация парафинов в ароматиче-
ские углеводороды и изомеризация н-парафинов в изопарафины.
Кроме того, возможно протекание реакций гидрокрекинга, таких, как деалкилирование боковых цепей
циклических соединений и гидрирование олефинов.
Алкилирование. В нефтепереработке алкилированием называют реакцию между олефином (например,
этиленом или изобутиленом) и парафином (например, изобутаном), приводящую к образованию более тяжелых
соединений разветвленной структуры, обладающих высоким октановым числом. Полученные продукты часто
используют в качестве компонентов наиболее ходовых марок компаундированного бензина. На первых уста-
новках алкилирования экзотермический процесс осуществляли в жидкой фазе при температуре 5…20 С° в при-
сутствии серной кислоты. В качестве катализатора можно также применять безводный фтористый водород (при
25…45 °С) или хлористый алюминий. Парафин берут в избытке, чтобы подавить реакцию между двумя моле-
кулами олефина (полимеризацию).
Полимеризация. Термин «полимеризация» в нефтепереработке относится к каталитическому превраще-
нию газообразного олефина в жидкие непредельные олигомеры. На первых установках по полимеризации неф-
тяного сырья с высоким содержанием олефинов использовали термический процесс (при температуре 500°С);
однако позднее был разработан каталитический процесс, что позволило повысить выходы и упростить управ-
ление реакцией. Если катализатором служит кизельгур, пропитанный фосфорной кислотой, то при температуре
150…220 °С и давлении 3,5…5,0 МН/м
2
(35…50 атм) достигается 90 %-ная конверсия олефина. Запатентованы
также другие катализаторы, такие, как серная кислота, хлористый алюминий и силикат алюминия
(СН
3
)
2
С=СН
2
Н
+
(СН
3
)
3
ССН=С(СН
3
)
2
(СН
3
)
2
С=СН
2
триммер
изобутилен
2,4,4-триметилпентен-2
В последние годы метод полимеризации потерял прежнее значение, так как он дает топливо с более низ-
ким октановым числом, чем другие методы; кроме того, считают, что высокое содержание олефинов в мотор-
ном топливе приводит к загрязнению воздуха.
Изомеризация. Под изомеризацией в нефтепереработке подразумевают перегруппировку н-парафинов в
разветвленные изомеры. Как уже отмечалось, реакции изомеризации в небольшой степени протекают в некото-
рых из уже рассмотренных процессов, например при каталитическом риформинге. В качестве исходного сырья
для изомеризации используют н-бутан, н-пентан и н-гексан, а в качестве катализатора – хлористый алюминий или
платиновые катализаторы, которые меньше корродируют аппаратуру. Так, процесс «пентафайнинг», предна-
значенный для изомеризации смесей пентана, гексана и гептана, ведут при температуре 300…400 °С над плати-
новым катализатором на пористом носителе в присутствии водорода.
Помимо рассмотренных выше, существует много других процессов, которые играют важную роль в неф-
теперерабатывающей промышленности. Некоторые из них являются вспомогательными при решении основной
задачи превращения сырой нефти в товарные продукты. Сюда относятся гидрогенизационная очистка (для уда-
ления серо-, кислород- и азотсодержащих примесей), сольвентная очистка (экстракция селективными раствори-
телями) и дезодорирующая сероочистка. Дальнейшее расширение возможностей нефтепереработки обеспечи-
вает использование молекулярных сит, которые позволяют отделить н-парафины от изопарафинов и циклопа-
рафинов. Одной из главных причин извлечения н-парафинов из нефтяных фракций типа газойля является боль-
шая потребность нефтехимической промышленности в высокочистых н-парафинах C
12
–C
18
, которые служат
исходным сырьем в производстве моющих веществ и пластификаторов.

Страницы