Главная -> Словарь

Направление использования

Основным направлением превращения олефинов на алюмосиликатах при температурах каталитического крекинга является распад их с образованием насыщенных и ненасыщенных углеводородов С3, С4 и вышекипящих.

Во всех случаях процесс превращения полициклических углеводородов складывается из чередующихся стадий гидрирования и расщепления колец. Процессы, протекающие при 473 и 450 СС, различаются в основном направлением превращения углеводородов типа 3A1N. В первом случае главным направлением является расщепление этой системы колец, во втором — гидрирование. Кроме того, при 450 °С на каждом этапе процесса доли продуктов расщепления ниже, а доли продуктов гидрирования выше, чем в первой схеме. Следовательно, повышение температуры, изменяя скорости процессов расщепления больше, чем скорости процессов гидрирования, в извест-

прен, чрезвычайно заманчивым представлялось бы направить процесс в сторону их преимущественного образования и на этом этапе остановить. Однако изоамилено-вые спирты с высокой скоростью вступают в дальнейшее взаимодействие с формальдегидом, давая либо так называемые диоксановые спирты , либо пирановые соединения . Эти вещества не только являются побочными продуктами, но в свою очередь служат родоначальниками цепочки дальнейших превращений. Несмотря на наличие ряда патентных публикаций по синтезу изоамиленовых спиртов из изобутилена и формальдегида, на практике осуществить эту реакцию с минимально приемлемым выходом не удается. Третьим направлением превращения карбокатиона А является отщепление протона с одновременным присоединением молекулы воды, приводящее к образованию важнейшего полупродукта 3-метил-1,3-бутандиола. Путем ацетализации последнего и получается целевой продукт 4,4-диметил-1,3-диоксан .

С точки зрения расхода водорода образование газа при гидрокрекинге нежелательно, так как наибольший процент водорода содержится в молекулах газа. Теплота реакции присоединения водорода — величина положительная. Так, при гидрировании диизобутилена выделяется около 270 ккал/кг смеси изооктанов. Теплота процесса гидроочистки прямо го иных дизельных фракций принимается равной от +15 до +35 ккал/кг **. Поскольку гидрокрекинг характеризуется одновременным протеканием реакций расщепления и гидрирования, итоговый тепловой эффект процесса будет определяться глубиной, направлением превращения и свойствами исходного сырья.

Из литературы известно , что парафиновые углеводороды достаточно устойчивы в обычных условиях каталитического крекинга вследствие их слабой адсорбции на поверхности катализатора. Влияние катализатора повышается при увеличении их молекулярного веса. Основным направлением превращения парафино»-является распад их с образованием более легких молекул углеводородов.

Дегидрогенизация парафинов. Как было сказано выше, при термическом крекинге парафинов значение .реакции дегидрогенизации быстро уменьшается с увеличением молекулярного веса парафина. Так, если для этана основным направлением превращения при крекинге является дегидрогенизация, то для пропана дегидрогенизацией превращается лишь 50%, а для бутана—10% превращенных молекул. Каталитическая дегидрогенизация позволяет получить высокие выходы олефи-нов с тем же числом углеродных атомов, чтл и в исходной молекуле парафина. В качестве катализаторов чаще всего применяется окись алюминия или окись хрома на окиси алюминия. Реакция С„ Н2„ + 2^ С„ Н,„ -)-Н2 обратима; равновесие реакции сдвигается в сторону дегидрогенизации с уменьшением давления и повышением температуры. Обычно каталитическая дегидрогенизация проводится при температуре 450—550° С и атмосферном или пониженном давлении. Все же и при каталитической дегидрогенизации не удается избежать реакций распада. Чтобы уменьшить их роль, глубину дегидрогенизации за один пропуск сырья над катализатором ограничивают глубиной превращения 20—40%.

Превращения аренов. Термическая устойчивость аренов сильно изменяется в зависимости от строения. Незамещенные и метилзамещенные бензол и нафталины значительно более устойчивы, чем алканы. Термодинамически возможен распад незамещенных аренов до элементов, а при очень высокой температуре— раскрытие аренового кольца. Однако, исключая электрокрекинг, который протекает при очень высокой температуре, незамещенные арены подвергаются практически только дегидроконденсации. Алкилзамещенные арены, имеющие связь С—С, сопряженную с кольцом, разлагаются быстрее алканов. Это объясняется распределением энергии между связями в молекуле . Основным направлением превращения алкил-ареновых углеводородов является крекинг алкановых цепей и деалкилирование.

Ранее выполненные исследования показали, что висбрекинг чистого гудрона позволяет снизить его вязкость в 9-13 раз при удовлетворительной стабильности получаемого остатка. Применение ароматизированных добавок обеспечивает снижение вязкости сырья в 20-30 раз с получением стабильного продукта» Утяжелвкке нефтеЗ, поступающих на переработку, и увеличение конца кипения вакуумного дистиллята до 550ЭС, отбираемого при перегонке мазута, приводит к резкому возрастанию вязкости вакуумных остатков. При этом значительно усложняется задачи вйсбрекинга, поскольку воз-Iиикает необходимость в снижении вязкости в 100-200 раз при сох-ранении стабильности остатка висбреквнга. г Известно, что термический крекинг протекает по радикальному механизму. Введение в реакционную систему веществ, генерирующих высокоактивные радикалы при более низкой температуре, спо-собствует изменению соотношения выхода продуктов первичной и последующих стадий деструкции сырья. Эта особенность радикальных процессов использована для управления глубиной и направлением превращения сырья и торможения реакций конденсации в уплотнения о помощью органических добевак. Дня выбора наиболее

Алкилзамещенные арены, имеющие связь С—С, сопряженную с кольцом, разлагаются быстрее алканов. Основным направлением превращения алкилареновых углеводородов является крекинг алкановых цепей и деалкилирование.

Ранее выполненные исследования показали, что висбрекинг чистого гудрона позволяет снизить его вязкость в 9-13 раз при удовлетворительной стабильности получаемого остатка. Применение ароматизированных добавок обеспечивает снижение вязкости сырья в 20-30 раз с получением стабильного продукта» Утяжелвкке нефтеЗ, поступающих на переработку, и увеличение конца кипения вакуумного дистиллята до 550ЭС, отбираемого при перегонке мазута, приводит к резкому возрастанию вязкости вакуумных остатков. При этом значительно усложняется задачи вйсбрекинга, поскольку воз-Iиикает необходимость в снижении вязкости в 100-200 раз при сох-ранении стабильности остатка висбреквнга. г Известно, что термический крекинг протекает по радикальному механизму. Введение в реакционную систему веществ, генерирующих высокоактивные радикалы при более низкой температуре, спо-собствует изменению соотношения выхода продуктов первичной и последующих стадий деструкции сырья. Эта особенность радикальных процессов использована для управления глубиной и направлением превращения сырья и торможения реакций конденсации в уплотнения о помощью органических добевак. Дня выбора наиболее

Во всех случаях процесс превращения полициклических углеводородов складывается из чередующихся стадий гидрирования и расщепления колец. Процессы, протекающие при 473 и 450 °С, различаются в основном направлением превращения углеводородов типа 3A1N. В первом случае главным направлением является расщепление этой системы: колец, во втором — гидрирование. Кроме того, при 450 °С на каждом этапе процесса доли продуктов расщепления ниже, а доли продуктов гидрирования выше, чем в первой схеме. Следовательно, повышение температуры, изменяя скорости процессов расщепления больше, чем скорости процессов гидрирования, в извест-

П. В. Пучкова, А. Ф. Николаевой, А. В. Фроста), в которой изучается поведение простейшего ароматического углеводорода — бензола — в присутствии окиси молибдена, представляет специальный интерес. Оказалось, что в приведенных выше условиях превалирующим направлением превращения бензола является образование из него метилциклопентана. Последний является обязательной промежуточной стадией также и при образовании парафиновых углеводородов из бензола, ибо среди образующихся парафинов главное место занимает 2-метилпен-тан. Таким образом, в данной работе наблюдается следующий ряд превращений: бензол—*метилциклопентан—2-метилпентан. С другой стороны, Гринсфельдер и фуллер 25 осуществили непосредственный переход метилциклопентана в бензол в результате одновременно протекающих реакций изомеризации и дегидрогенизации в присутствии окиси молибдена на окиси алюминия при 490° и давлении 10—20 ат. Авторы считают, что механизм реакции ароматизации в данном случае отличается от превращения гомологов циклопентана в ароматические углеводороды в присутствии платинированного угля. Именно: они полагают, что в присутствии окиси молибдена на окиси алюминия имеет место изомеризация пятичленного цикла в шестичленный с последующей дегидрогенизацией последнего, а в присутствии платины происходит главным образом: расщепление пятичленного цикла с последующей дегидроци-клизацией образовавшегося парафина.

Наиболее эффективное и рациональное направление использования многотоннажных ресурсов этих газов — синтез высокооктановых компонентов бензинов. В результате достигаются дальнейшее углубление переработки нефтяного сырья, увеличение ресурсов бензинов и, что не менее важно, повышение качества товарныхавиа— и автобензинов. Олефины, особенно менее дефицитный пропилен, широко используются ныне как ценное сырье для нефтехимического синтеза, в частности, для производства полипропилена, изопропилбензола и других нефтехимических продуктов.

В большинстве случаев потребителей удовлетворяют технические смеси высших спиртов, однако эти смеси должны отличаться постоянством состава и физико-химических свойств. В некоторых случаях используются индивидуальные спирты , содержащие небольшие примеси. Основное направление использования высших жирных спиртов, входящих в эту группу, —получение пластификаторов и флотореагентов. Кроме того, определенные количества спиртов С7—С9 применяются в качестве текстильно-вспомогательных веществ, растворителей, а также в производстве присадок к топливам и маслам.

Учитывая, что основным направлением является развитие химической промышленности, в данном труде рассматриваются ресурсы, характеристика и направление использования заводских и естественных газов по углеводородным компонентам как в настоящее время, так и в перспективе, с учетом развития нефтедобычи и нефтепереработки.

Ферросилиций получают термической реакцией между коксом, двуокисью кремния и железным ломом. Аналогично получают феррохром и ферромарганец. Применение кокса для этих целей, вероятно, будет возрастать. Получают также сталь в электрических печах не только плавлением стального лома, но также восстановлением более или менее предварительно обработанных или даже частично восстановленных руд. Это последнее направление использования кокса, пока еще слишком небольшое, возможно сильно разовьется, потому что оно позволяет экономить на перевозке руд при предварительной обработке их на месте получения.

Направление использования млрд. м' % млрд. м* %

При использовании смазочных масел образуется заметное количество отработанных масел, которые нужно утилизировать. Нормативными документами предлагается при проектировании промышленных предприятий предусматривать пункты сбора, хранения и перекачки отработанных масел. На НПЗ и НХЗ такие пункты целесообразно включать в состав складов смазочных масел. В проекте также определяется направление использования отработанных масел: отправка на маслорегенерационную установку , сброс в нефть или мазут.

Если коксование тяжелых нефтяных остатков не рассматривать как целевой процесс получения высококачественного нефтяного кокса, то высокотемпературную переработку недифференцированных нефтяных остатков вряд ли можно рассматривать как рациональное направление использования этого ценного нефтяного сырья для производства высококачественных источников энергии, особенно моторных тошшв. Первым и непосредственным источником повышения выходов моторных топлив из нефти следует считать высокомолекулярные углеводороды, содержащиеся в тяжелых нефтяных остатках. Поэтому извлечение этих углеводородов из тяжелых нефтяных остатков и переработка с помощью каталитических процессов, при обязательном насыщении водородом,— одна из актуальнейших технологических задач нефтепереработки. Вторым резервом и источником повышения степени использования нефти как химического сырья являются смолистые вещества, содержащиеся в нефти и при первичной переработке ее целиком попадающие в нефтяные остатки. Химическая переработка нефтяных смол — задача более трудная, но разрешимая. Здесь также потребуется применение водородных каталитических процессов при сравнительно высоких давлениях и температурах.

В 1975 г. Е. Фитцер делает попытку охарактеризовать ресурсы и области использования тяжелых нефтяных остатков. Автор пытается оценить и количественные соотношения потребления нефтяных остатков в различных отраслях экономики и техники, в сопоставлении с общими их ресурсами. Основные аспекты работы — производство различных типов технологического углерода на основе высокотемпературной переработки нефтяных остатков, области применения и масштабы потребления технического углерода. Для оценки перспектив развития производства и областей технического применения сажи, кокса, графита, адсорбентов, автор считает необходимым предварительно получить надежную информацию по следующим позициям: спецификация на сырье для производства различных видов технического углерода; возможности модификации этого сырья с целью приведения их свойств в соответствие с требованиями спецификаций и стоимости; спрос рынка и потребности в специальных видах технического углерода, вырабатываемого из нефтяных остатков; экономические показатели — сопоставление стоимости получаемых изделий технического углерода с другими процессами переработки нефтяных остатков и капиталовложения в эти процессы. Не пытаясь дать общую картину развития производства технического углерода на базе переработки нефтяных остатков, автор утверждает, что главное направление использования нефтяных остатков должно быть тесно связано с развитием таких ведущих отраслей промышленности, как, например, алюминиевая, производство стали. Свое утверждение он обосновывает данными о перспективном потреблении кокса в этих отраслях в Западной Европе. Автор справедливо делает вывод, что на производство электродного кокса и пека идет лишь часть нефтяных остатков . Главными же направлениями использования этого нефтепродукта остается топливно-энергетическое потребление: прямое потребление мазута как топлива, а также предварительная переработка по процессам гидрокрекинга, газо-фикации и использование в качестве исходного материала в про-

особенно изостроения. Ужесточение режима каталитического Kpi книга сопровождается возрастанием доли непредельных и появлс пнем в газе низкомолекулярных углеводородов —метана, этан; т. е. по составу этот газ приближается к газу термическог крекинга. Направление использования газа того или инсм заводского процесса, естественно, будет зависеть от состава это г газа. Так, богатый водородом сухой газ каталитического рифор минга обычно используется для гидроочистки; газ каталитическог крекинга используется как сырье для установок каталитическог алкилирования; газ пиролиза направляется на установки синтети ческого спирта и т. д.

Другое направление использования толуола, получаемого главным образом при риформинге, — переработка его диспропорциониро-ванием с целью получения бензола и технического ксилола. При риформинге бензиновых фракций образуются значительные количества ароматических углеводородов С9, которые в смеси с толуолом используют в качестве сырья процесса трансалкилирования для выработки технического ксилола.

Нефтяной углерод может быть вязкотекучим или твердым веществом. На основе результатов рентгеноструктурных, спектральных и химических анализов установлено, что нефтяной углерод состоит из свободнодис-персных ассоциатов и кристаллитов или связаннодисперсных кристаллитов различных размеров и упорядоченности, что определяет его физико-химические свойства и направление использования.