|
|
|
|
Главная Переработка нефти и газа н-с-н н-с-н н-с-н I н-с-н Н-С-Н Н-С-Н н-с-н н-с-н I + тепло Н-с-н Н-С-Н Н-с-н н-с-н н-с-н I н-с-н I н-с-н н-с-н н Цетан (С,бНз4)
н н I I с=с I I н н Этилен (С2Н4) Рис. 4.1. Крекинг молекул. показано на рисунке 4.1 (соответствующая химическая реакция будет рассмотрена более подробно в главе, посвященной каталитическому крегингу). Если вспомнить, что мы говорили о температурах кипения, то станет ясно, почему кривая разгонки изменилась столь внезапно. Маленькие молекулы кипят при значительно более низких температурах, чем большие. Как только они образуются в результате крекинга, они выпрыгивают из кипящей жидкости в пары. Но это еще не все. Откуда же взялся дополнительный объем? Что называется «на пальцах» объяснить это можно так: маленькие молекулы занимают больше места, чем большие. Вспомните теперь главу о свойствах углеводородов и относительной плотности. Соединение C16H34 имеет плотность 7,2 Ib./gal., а соединения CgHjg, С6Н12 и С2Н4 - соответственно 5,9, 5,6 и 3,1 Ib./gal. Представим себе, что один галлон CJ6H34 полностью распался на три этих компонента (на самом деле так не бывает, а получаются комбинации различных продуктов). Согласно химической реакции, образуется 50% CgHig, 38% СбН,2 и 12% С2Н4. Но это весовые, а не объемные проценты. Если вначале мы имеем 7,2 фунта, то и в конце получим столько же. А каким же будет объем? Сосчитаем его следующим образом: 7,2 lbs С,бНз4 составляют 7,2 lbs или 7,2/7,2 = 1,00 gal. "п CgHig составляют 3,6 lbs или 3,6/5,9 = 0,61 gal. СбН12 составляют 2,7 lbs или 2,7/5,6 = 0,48 gal. С2Н4 составляют 0,9 lbs или 0,9/3,1 = 0,29 gal. 7,2 lbs 1,38 gal. 100% Мы видим, что 7,2 фунта C16H34 составляют 1 галлон по объему, в то время как 7,2 фунта продуктов крекинга занимают объем 1,38 галлонов. Такой результат проще всего объяснить тем, что более крупные молекулы стремятся упаковать свои атомы плотнее, чём мелкие молекулы. Поэтому они занимают меньший объем на единицу массы. C16H34 "Т 10 гал.  1,38 гал. Рис. 4.2. Вес C16H34 и компонентов крекинга одинаков. Крекинг - интересный и выгодный процесс, но только в том случае, если им управлять. В ректификационной колонне этот процесс не контролируется, поэтому при перегонке избегают температур, при которых возможен крекинг. Наиболее высокая температурная граница при перегонке находится в районе 400С (750°F). Но прямогонный остаток также содержит множество углеводородов, которые следует разделить на фракции. С этой целью и разработан метод вакуумной перегонки. Влияние пониженного давления Представьте себе, что у Вас есть две сосисочные - на стадионах в Хьюстоне и Денвере. Знаете ли Вы, что для того, чтобы вскипятить воду и сварить в ней сосиски, ее надо будет нагреть, в среднем, до ЮОС в Хьюстоне и только до 99°С в Денвере? Дело в том, что атмосферное давление в этих двух местах различно, так как различна высота над уровнем моря. Когда говорят, что воздух в горах разрежен, то имеют в виду, что он менее плотный, это и значит, что давление меньше. Температура кипения зависит от давления несложным образом. Нагревание требуется для того, чтобы молекулы набрали достаточно энергии и могли покинуть жидкую фазу. Скорость, с которой это происходит, зависит от того, с какой скоростью тепло к ним подводится, а также от давления воздуха над жидкостью. Чем ниже давление, тем меньше энергии требуется и, значит, тем ниже температура, при которой начинается парообразование в жидкости, то есть кипение. Короче говоря, чем ниже давление, тем ниже температура кипения. Вакуумная перегонка Теперь рассмотрим зависимость температуры кипения от давления в применении к проблеме крекинга нефти. Крекинг прямогонного остатка происходит, когда температура поднимается слишком высоко. Но ведь прямо- 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 [ 11 ] 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 |
||||||||||||||||||||||||||
 |
 |
