Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

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

в реакции с другими веществами, поэтому они пригодны в качестве сырья для ряда химических процессов и процессов нефтепереработки.

Ароматические углеводороды являются еще одним исключением из правил валентности. Рассмотрим циклическое соединение циклогексан. Каждый атом углерода связан с двумя другими атомами углерода и к нему прицеплено два атома водорода. Если убрать один из водоро-дов от каждого углеродного атома, то правило валентности нарушится и, чтобы оно снова выполнялось, между углеродными атомами можно поместить некоторое количество двойных связей. Для этого требуется, чтобы двойная связь была у каждого второго атома углерода (рис. 5.8). Мы получили молекулу QHg, бензол. Представление, что каждая вторая связь в бензольном кольце - двойная, является сильно упрощенным. Более реальное представление оперирует понятиями резонансных структур и перескакивающих связей.

Если удалить один из водородов из молекулы бензола, а на его место посадить группу СН3, получится углеводород состава CyHg, толуол (фуппа СН3 называется метильным радикалом, а фуппа С2Н5 - этильным радикалом. Названия радикалов похожи на названия соответ-

Рис. 5.8. Ароматические углеводороды.

ствующих парафинов - метана и этана). Если два водорода в бензольном кольце заменить на два метильных радикала, то получится молекула состава CgHjo, ксилол.

Двойные связи в бензольном кольце достаточно неустойчивы и химически активны. Поэтому бензол широко используется как строительный блок для получения новых вешеств в химической промышленности. Толуол и ксилол - тоже ценные соединения; выделение аромати-ки в нефтепереработке рассматривается в главе XVI.

Понятие «ароматика» включает все соединения, в молекулах которых есть бензольное кольцо. Однако на практике этот термин часто используется только по отношению к бензолу, толуолу и ксилолам. Между прочим, название ароматика возникло из-за своеобразного сладковатого углеводородного запаха, присушего большинству этих соединений.

Вы могли заметить, что как только число атомов углерода становится больше шести, число их различных комбинаций в структуре возрастает лавинообразно. Поэтому индивидуальным соединениям уделяется очень мало внимания. Чтобы описать состав нефти или нефтепродукта, иногда указывают процентное содержание парафинов, нафтенов и ароматики; эти группы вешеств обычно характеризуются соответствующими физическими свойствами (плотность, вязкость, температура кипения и т.д.).

УПРАЖНЕНИЯ

1. Изобутан является изомером нормального бутана. Почему у пропана нет изомера?

2. Сколько различных структур может иметь изобутан? А изопентан? Изобутилен?

3. Перечислите четыре типа структур, описанные в этой главе.

4. Существует три разных ксилола. Сможете ли Вы изобразить те два из них, которые не приведены на рисунке в этой главе?

5. Почему толуол только один?

Что за трещетка уши нам терзает Неугомонным шумом лишних слов?

В. Шекспир. «Король Иоанн»

На ранних стадиях развития нефтеперерабатывающей промышленности потребности в автомобильном бензине росли быстрей, чем потребности в тяжелом жидком топливе (например, в дизельном топливе), и соответственно росло количество сырой нефти, которую нужно было превратить в бензин. Нефтепереработчикам стало ясно, что если производить прямогонный бензин в количестве, достаточном для удовлетворения потребности рынка, то рынок будет одновременно затоварен тяжелым топливом. Экономическим следствием сложившейся ситуации стал постоянный рост цен на бензин при падении цен на более тяжелые фракции.

Чтобы справиться с этой физической и экономической проблемой, находчивые инженеры-нефтепереработчики придумали несколько крекинг-процессов, из которых наиболее широко распространен каталитический крекинг.

Технологический процесс

В двух предьщущих главах обсуждались некоторые аспекты химизма процесса крекинга, а также химия нефти в целом. Здесь мы будем рассматривать технологический процесс крекинга: в крекинг-установке прямогонные фракции тяжелого газойля нафевают при повышенном давлении в контакте с катализатором, который способствует протеканию процесса.

Катализатор - это вещество, которое ускоряет или даже вызывает химическую реакцию, но когда реакция заканчивается, катализатор остается в неизменном виде -

КАТАЛИТИЧЕСКИЙ КРЕКИНГ