Сторінка
1

Переробка нафти, застосування вуглеводневих

Реферат на писаний колективом сайту www.ukrreferat.com

Сучасні вимоги до асортименту та рівню якості нафтопродуктів визначають основні напрямки технічного процесу галузі. Углублення переробки нафти стає можливим після введення в схему комплексної переробки нафти установок каталітичного крекінгу, гідрокрекінгу, коксовання дистилятної сировини та залишків перегонки. Виробництво нафтопродуктів підвишенної якості неможливо без використання процесів каталітичного ріформінгу прямогонних бензинових фракцій, ізомерізації, сучасних процесів поділення та очищення.

Хімічні процеси переробки нафтопродуктів класифікують на термічні, термокаталітичні та гідрогенізаційні. Добуті у більшості випадків фракції не відповідають вимогам до товарних продуктів, бо вміщують примішки, які не відділяються ректифікацією. Для їх очищення використовують хімічні та фізіко-хімічні методи. У такий послідовності розглядаються процеси переробки та очищення нафтопродуктів.

Реакції розпаду вуглеводнів йдуть, в основному, по радікальному механізму. Молекулярні реакції грають незначну роль, бо гетеролітичний розпад С-С зв’язку потребує енергії більш, ніж 1000кДж/моль, в той час як гомолітичний 300-400кДж/моль.

Радікальний процес термічної деструкції вуглеводневих, як ланцюговий

процес складається з трьох стадій: ініціювання, продовження та обрив ланцюга.

На стадії ініціювання молекули аліфатичних вуглеводневі розпадаються на радікали здебільшого по слабкішому зв’язку С-С. Енергія С-Н зв’язків у алканах завжди значно більше енергії С-С-зв’язків та швидкість реакції по шляху розриву С-Н приблизно у тисячу разів менша.

Крекінг вуглеводневих, з котрих створюються стабільні радікали, буде зупинятися. Так фенольний радікал перетворюється різними шляхами в чистому бензолі.

·C6H5+C6H6 C6H5-·C6H6

в суміші з алканами

·C6H5+RH C6H6 + R·

В останьому випадку бнзол практично не витрачається та його концентрація залишається майже незмінною.таким чином. Склад продуктів крекінгу суміші відрізняється від простої суміші продуктів розпаду індивідуальних сполук. Основні продукти- це нищі алкани, алкени, диєни, циклодиєни, бензол, толуол.

Основні промислові процеси-термічний крекінг:а) легкий крекінг чи візбрекінг мазуту, гудронів; б) важкий крекінг газойлей; в)термодеструктивна перегонка мазуту, пироліз, коксовання.

Термічний крекінг використовували з 1912р. Його основним призначенням було виробництво автомобільного бензину, але зараз створені більш ефективні процеси-каталітичний крекінг, ріформінг та крекінг використовують з метою виробництва котельних палив з мазуту та гудронів , а також термогазойлю.

На установках переробки нафти використовується ряд каталітичних процесів у присутності воденьвміщуючого газу (ВВГ), їх називають гідрогенізаційними. Крім того в склад нафтопереробних підприємств вводяться виробництва органічних продуктів, де також використовуються каталітичні процеси алкіювання, полімерізації та інші. Ці процеси відносяться до нафтохімічних. Каталітичний ріформінг-це дуже складний каталітичний процес, при якому йдуть реакції різних типів та склад бензинової фракції глибоко змінюється.

Каталітичне гідроочищення-це процес очищення нафтових фракцій від сірко-, азот- та кісень вміщуючих органічних сполук з метою підвищення їх чи підготовки до подальшої переробки.

Реакція органічних сполук йде з розривом зв’язку С-гетероатомом і насищенням створюванних часток атомами Н.

З сірковміщуючих сполук при цьому виділяється сірководень. Меркоптани перетворюються до вуглеводнів та Н2S, а таким чином гідруються сульфіди та дісульфіди

RSH+H2 RH+H2S

RSR'+2H2 RH+ R'H + H2S

RSSR' + 3H2 RH + R'H + 2H2S

У циклічних сполуках спочатку розривається кільце, потім відщеплюється H2S і створюється молекула того чи іншого вуглеводню. Ненасичені сполуки спочатку гідруються. Наприклад, тіофен реагує таким чином:

C4H4S + 2H2 C4H8S + 2H2 C4H10 + H2S

Гідрогомоліз зв’язку C-N потребує більшої енергії, легше усього гідріруються аміни:

RNH2 + H2 RH + NH3

Реакції нафтових продуктів з атомами О у молекулі проходить досить легко з створюванням води:

RCOOH + 3H2 RCH2 + 2H2O

Смоли та асфальтени при цьому перетворюються у більш низькомолекулярні продукти.

Каталітичний крекінг це процес деструктивного перетворення важких дистилятних фракцій у моторні нафтові фракції та продукти, що використовують як сировину нафтохімічних виробництв.

Основні реакції каталітичного крекінгу: розщеплення високомолекулярних вуглеводнів (крекінг) ; ізомерізація; дегідрірування. Найбільше значення має деструкція великих молекул, що приводить до утворення світлих фракцій.

До вуглеводневих відносять гази, що містять у своєму складі не менш 50% різних вуглеводнів.

Природні горючі (вуглеводневі) гази, як уже вказувалося, умовно поділяються на власне природні, тобто гази, що добуваються з чисто газових родовищ, і попутні, що добуваються попутно з нафтою у нафтогазових родовищах.

Природні вуглеводневі гази, у залежності від вмісту в них метану, поділяються на сухі, що містять 95-99% метану, і жирні, що містять, крім метану, також і його гомологи (етан, пропан, бутан і ін.).Природні вуглеводневі гази накопичуються в гірських породах, що мають порожнини (піски, вапняки й ін.). В інших породах (глинах, вугіллі) газ накопичується менше через їхню високу щільність і відсутність порожнин (пор, тріщин).

Розчинність газоподібних вуглеводнів у нафті підвищується зі збільшенням молекулярної маси газу. Різна розчинність вуглеводневих газів приводить до того, що в природних умовах, коли нафта і газ укладені в одному підземному резервуарі, гази сепаруються за рахунок майже повного розчинення в нафті при високих тисках більш важких вуглеводнів.

Тому в підземному резервуарі, у якому нафта залягає разом з газом, частина вуглеводневих газів (більш важких) буде знаходитися в розчиненому вигляді, а частина (головним чином, більш легка: метан, етан) буде знаходитися над нафтою, утворюючи так звану газову шапку Наявність у нафті розчиненого газу є позитивним чинником, тому що цей газ трохи збільшує обсяг нафти, знижує її питому і в'язкість, сприяє більш швидкому її припливу до вибою свердловини.