Главная -> Словарь

Насыщение ароматических

В отличие от термического и каталитического крекинга при гидрокрекинге, осуществляемом при высоких давлениях, образу-ются только продукты распада, а реакции уплотнения подавляются воздействием водорода. Насыщаются водородом и содержащиеся в сырье коксообразующие компоненты: асфальтены, смолы, полициклические ароматические углеводороды. При глубоком превращении сырья протекают реакции расщепления, изомеризации, ал-килирования и др. Образующиеся при распаде парафинов олефины из'омеризуются с последующим насыщением водородом до изопара-финов. Преимущественное образование легких изопарафинов благоприятно влияет на состав головных фракций бензинов гидрокрекинга.

Реакции гидрогенолиза сернистых соединений характеризуются разрывом связи углерод — сера и насыщением водородом свободных валентных и олефиновых связей. Наряду с сернистыми соединениями при гидроочистке гидрируется значительное количество олефиновых углеводородов, смол, азотистых и кислородсодержащих соединений и разрушаются металлоорганические соединения.

Процессы глубокого гидрирования масел, сопровождающиеся насыщением водородом би- и полициклических ароматических углеводородов и реакциями гидрирования гете-росоединений, дают возможность изменять химический состав масел в желаемом направлении. В табл. 65 показан групповой состав фракции 330—480° С прямой пе-

ПРЕДЕЛЬНЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ. Известны также под названиями насыщенные, парафиновые, метановые углеводороды, алканы. Они характеризуются предельным насыщением водородом. Гомологический ряд П. у. выражается общей формулой СпНзп+2.

Образование кокса на катализаторе связано с насыщением водородом мономеров, из которых в первую очередь насыщаются третичные олефины, что влечет за собой сдвиг равновесия к ним от первично-вторичных олефинов

Распад би- и полициклических нафтенов идет следующим обра-8ом: вначале протекает реакция дециклизэции, а затем деалквли-рование о одновременным насыщением водородом непредельных осколков.

Распад би- и полициклических нафтенов представляется как последовательные дециклизация и деалкилирование с одновременным насыщением водородом непредельных осколков. В результате накапливаются циклопентановые, циклогексановые и предельные углеводороды. Например, для пергидроаценафтена можно представить следующую схему гидрокрекинга:

Наиболее вероятным направлением термического разложения алкилнафтенового углеводорода является разрыв алкильнои цепи, так как связи С—С в цикле значительно прочнее связей в алкильнои группе; при повышении температуры может происходить полное деалкилирование углеводорода с последующим насыщением водородом свободной связи у атома углерода, входящего в цикл.

насыщением водородом свободных связей.

Наиболее вероятным направлением термического разложения алкилнаф-тенового углеводорода является разрыв алкильной цепи, так как связи С-С в цикле значительно прочнее связей в алкильной группе; при повышении температуры может происходить полное деалкилирование углеводорода с последующим насыщением водородом свободной связи у атома углерода, входящего в цикл.

насыщение ароматических связей 1 + ЗН2 -

последующем гидрировании превращаются в парафиновые и алкил-ароматические углеводороды. Насыщение ароматических колец в условиях гидроочистки не происходит, оно возможно при более жестких условиях гидрирования. Наиболее трудно вступают в реакции гидрирования тиофен и его гомологи .

Гидроочистке подвергается целый ряд нефтяных дистиллятов самого различного происхождения и назначения. Гидроочистка крекинг-бензинов, богатых ароматикой, или же экстрактов после очистки бензинов жидким сернистым ангидридом ведется в условиях, при которых происходит полное или частичное насыщение ароматических колец. Полученный при этом продукт богат нафте-нами и изопарафинами и может служить базовым компонентом авиабензина. Гидроочистка одновременно обеспечивает высокую стабильность топлива в отношении запаха, цвета и смолообразования. В результате гидроочистки повышаются цетановые числа дизельных топлив, улучшаются эксплуатационные свойства осве-

Технологическая схема приведена на рис. 2.39. Подготовленное путем гидроочистки сырье смешивают с водородом, нагревают в печи / и направляют в реактор 2, где происходит насыщение ароматических и непредельных углеводородов и изомеризация н-парафиновых углеводородов. Продукты реакции, охлажденные в теплообменнике, направляют в реактор 3, в котором изомеризация завершается при более низкой температуре, что благоприятно с точки зрения термодинамического равновесия. Продукты реакции снова охлаждают, и в сепараторе высокого давления 4 отделяют жидкий продукт от циркулирующего газа.

Как следует из данных табл. 5.12, при давлении 5,0 fflla и объемной скорости 0,3 ч"1 происходит глубокое насыщение ароматических углеводородов, и только с повышением скорости подачи сырья до 0,75 ч степень гидрирования заметно снижается. С повышением давления водорода глубина гидрирования ароматических углеводородов возрастает, что находится в полном соответствии с термодинамическими данными, согласно которым с ростом давления равновесие реакции гидрирования сдвигается в сторону образования нафтеновых углеводородов.

Эффективное насыщение ароматических углеводородов в жидких парафинах происходит при значительно меньших объемных скоростях, чем в процессах гидроочистки нефтяных фракций. Влияние объемной скорости на глубину гидрирования ароматических углеводородов при .очистке на катализаторе было представлено на рис. 5.3, в. Полученные кривые показывают, что повышение объемной скорости приводит к. резкому снижению степени гидрирования, особенно при увеличении скорости с 0,3 до 0,5 ч . Зависимость глубины гидрирования от объемной скорости при 350°С имеет линейный вид. Это обусловлено протеканием процесса при такой температуре в кинетической области, когда влияние диффузии углеводородов на поверхности катализатора минимально. Проведение процесса при более низких температурах сопровождается диффузионными осложнениями, о чем

Глубокое насыщение ароматических углеводородов следует проводить на более активных катализаторах гидрирования. К ним относятся некоторые металлы в чистом виде или на носителях, на которых глубокое гидрирование ароматических углеводородов достигается при 150-250°С и средних давлениях . Невысокая температура процесса смещает равновесие реакция гидрирования в сторону образования нафтеновых углеводородов и способствует сохранению углеводородного состава н-алканов на уровне исходного сырья. Однако, как указывалось, металлические катализаторы чрезвычайно чувствительны к действию каталитических ядов и, как правило, требуют предварительной подготовки исходного сырья и глубокой очистки водорода от сернистых соединений. Поэтому жидкие парафины, необходимо подвергать двухступенчатой гидрогенизационной очистке.

В качестве сырья могут использоваться пентановая, гексановая или смеси обеих фракций . Сырье подвергают гидроочистке от сернистых соединений и осушке. Технологическая схема процесса представлена на рис. 3.11. Подготовленное сырье смешивают с водородом, нагревают в печи / и направляют в реактор 2, где происходит насыщение ароматических и алкеновых компонентов и изомеризация линейных алканов в изоалканы. Продукты реакции, охлажденные в теплообменнике, .направляются в реактор 3, в котором изомеризация завершается при более низкой температуре, чем в реакторе 2. Продукты реакции снова охлаждают, и затем в сепараторе высокого давления 4 отделяют жидкий продукт от циркулирующего газа. Газ из сепаратора 4 возвращают в реактор 2. Жидкий продукт поступает в стабилизационную колонну 6 . Кубовый поток из колонны б подают на защелачивание раствором соды, после чего получают готовый продукт. В табл. 3.11 дается характеристика нестабильного продукта до стабилизации.

Насыщение ароматических колец в условиях гидроочистки не происходит; оно возможно только в более жестких уело-виях.

Анализируя полученные результаты, можно сказать, что в мягких условиях гидрирования происходит насыщение ароматических колец водородом без существенного изменения молекулярного веса и общего количества колец в средней молекуле. Это улучшает показатели качества масел, в частности уменьшает вязкость и повышает индекс вязкости.

Традиционные катализаторы гидроочистки - алюмо-кобальт-молиб-деновые и алюмо-никель-молибденовые . Гидрирующими компонентами являются кобальт, никель и молибден, находящиеся в свежем катализаторе в виде оксидов, нанесенных на оксид алюминия. В алюмо-никель-молибденовый катализатор на силикатной основе добавляют для прочности 5-7 мае. % диоксида кремния. В процессе гидроочистки оксиды металлов переходят в сульфиды. Катализатор АКМ имеет высокую активность и селективность по целевой реакции обессеривания, почти не сопровождающейся гидрокрекингом. Он достаточно активен в процессе насыщения непредельных углеводородов водородом. Катализатор АНМ менее активен при насыщении непредельных, но способен вызывать насыщение ароматических углеводородов и более активен при гидрировании азотистых соединений.