Главная -> Словарь

Обогащаются низкокипящими

К числу важнейших задач, поставленных перед нефтеперерабатывающей промышленностью СССР, относится углубление переработки нефти с целью получения максимального выхода моторных топлив высокого качества и сырья для нефтехимического синтеза. Одним из наиболее распространенных процессов, обеспечивающих эффективное решение этих проблем, является каталитический крекинг флюид . Это обусловливается следующими его достоинствами: осуществление процесса при низком давлении и в аппаратах простой конструкции; наличием значительных ресурсов сырья, начиная с керосино-газойлевой фракции и кончая гудроном; высокими выходами ценных продуктов: высокооктанового бензина, легкого газойля-компонента дизельных топлив, сжиженных газов -сырья для производства метил-третичного бутилэфира и алкилатов, тяжелого газойля - сырья для производства технического углерода, игольчатого и электродного кокса; возможностью повышения мощности установок и их блокирования с другими; возможностью удовлетворительного решения проблем безостаточной переработки нефти и охраны окружающей среды; более высоким по сравнению с термическим крекингом качеством продуктов. В продуктах ККФ практически отсутствуют сухие газы , промежуточные продукты реакций уплотнения , меньше непредельных, больше парафиновых углеводородов изомерного строения, ароматических углеводородов и кокса, бедного водородом. Это свидетельствует о более глубоком протекании реакций распада, изомеризации и перераспределении водорода. Бензин обогащается водородом за счет ароматизации средних фракций и образования кокса, весьма бедного водородом.

Перспективным представляется объединение этого процесса деасфальтизации тяжелых нефтяных остатков или тяжелых высокосмолистых нефтей и сланцевых смол с процессом каталитического гидрокрекинга в комплексной технологической установке. В этом случае находящаяся при определенных давлении и температуре критическая система, состоящая из углеводородных газов С2—Ct и деасфальтизированной фракции нефти, пройдя через систему подогревателей и смесителей, обогащается водородом и поступает в реактор гидрокрекинга. В процессе гидрокрекинга, наряду со свободным водородом, участвует водород, содержащийся в предельных углеводородных газах. Следует отметить, что в последние годы появились сообщения о том, что в водородных процессах в качестве источников водорода используются предельные углеводородные газы.

Если применяется графитовый анод при электролизе в хлорно-щелочной водной среде, то присутствие ванадия в графите недопустимо, так как в этом случае хлор «обогащается» водородом и в результате может образоваться взрывчатая водородно-хлорная газовая смесь. Самая высокая степень чистоты требуется при производстве графита, применяемого в атомной промышленности, так как некоторые элементы, содержащиеся в графите в крайне низких концентрациях, могут поглощать нейтроны. Кроме того, под влиянием нейтронной радиации в некоторых элементах возникает ак-тивационный эффект, способствующий образованию радиоактивных изотопов.

Несмотря на то, что при гидрогенизации твердых топлив большая часть водорода расходуется на первой стадии, основные процессы, осуществляемые с целью получения высококачественных бензинов, протекают, как правило, в газовой фазе. Газофазную гидрогенеза-цию в промышленной практике проводят в две стадии - предварительное гидрирование и расщепление . На каждой ступени используют свой катализатор. При предварительном гидрировании сырье обогащается водородом и освобождается от кислородсодержащих, сернистых и особенно азотсодержащих соединений, являющихся ядом для многих катализаторов. При этом происходит отщепление сероводорода, воды и аммиака. Кроме того, имеющиеся в сырье ароматические углеводороды превращаются в шестичленные нафтены, а олефины - в предельные углеводороды.

Несмотря на то, что при гидрогенизации твердых топлив большая часть водорода расходуется на первой стадии, основные процессы, осуществляемые с целью получения высококачественных бензинов, протекают, как правило, в газовой фазе. Газофазную гидрогенеза-цию в промышленной практике проводят в две стадии - предварительное гидрирование и расщепление . На каждой ступени используют свой катализатор. При предварительном гидрировании сырье обогащается водородом и освобождается от кислородсодержащих, сернистых и особенно азотсодержащих соединений, являющихся ядом для многих катализаторов. При этом происходит отщепление сероводорода, воды и аммиака. Кроме того, имеющиеся в сырье ароматические углеводороды превращаются в шестичленные нафтены, а олефины - в предельные углеводороды.

превращающийся исходный материал богат жирами, белками, восками, но беден целлюлозой, лигнином и смолами. В целом химизм этих процессов носит восстановительный характер, поэтому сапропель обогащается водородом, а ароматические гуминовые кислоты не образуются. В качестве примера липтобиолитов торфяной стадии можно привести фихтелит — продукт восстановления абиетиновой кислоты, входящей в состав соснового бальзама, образовавшегося из остатков хвойных деревьев, произраставших на торфяных болотах, а также копалы из смол тропических растений и фимменит из превращенных остатков цветочной пыльцы ольхи. Дальнейшее преобразование торфов, сапро-пелей и первичных отложений липтобиолитовых образований в собственно угли происходит в условиях погружения их всех в более глубокие слои земной коры и покрытия их минеральной кровлей. Эти процессы и представляют собой углеобразование до той или иной степени превращенное™ или химической зрелости остаточного углеродистого материала.

состоит практически из ССЬ и некоторого количества СО. При более высоких температурах заметно увеличивается количество Н2 и СН4, а содержание диоксида углерода падает. Выше 500 °С газ обогащается водородом за счет разложения летучих продуктов, содержащихся в полукоксе.

Еще одним фактором, влияющим на выходы и состав продуктов коксования, является температура. В табл. 3.13 приведены соответствущие данные, полученные при коксовании рурского угля с выходом летучих «25%. Видно, что по мере увеличения конечной температуры коксования возрастает объем получаемого прямого газа, а его плотность и теплота сгорания уменьшаются. Это объясняется изменением состава газа, который обогащается водородом за счет уменьшения доли метана и более тяжелых углеводородов. Небольшое повышение концентрации оксида углерода недостаточно для компенсации уменьшения калорийности газа вследствие сокращения содержания метана и этилена. Тем не менее теплота сгорания коксового газа, полученного при любой из указанных температур, весьма велика, и он может быть использован как эффективное газообразное топливо.

Несмотря на то что при гидрогенизации твердых топлив большая часть водорода расходуется на первой стадии, основные процессы, осуществляемые с целью получения высококачественных бензинов, протекают, как правило, в газовой фазе. Последнюю в промышленной практике проводят в две стадии — предварительное гидрирование и расщепление . На каждой ступени используют свой катализатор. При предварительном гидрировании сырье обогащается водородом и освобождается от кислородсодержащих, сернистых и особенно азотсодержащих соединений, являющихся ядом для катализаторов. При этом происходит отщепление сероводорода, воды и аммиака. Кроме того, имеющиеся в сырье ароматические углеводороды превращаются в шестичленные нафтены, а олефины — в предельные углеводороды.

Увеличение продолжительности процесса при этой температуре или повышение температуры гидрогенизации позволяет частично не перегоняющиеся вещества превратить в вещества с различным, более низким, молекулярным весом . При этом расходуется значительное количество водорода и продолжается дальнейшее удаление кислорода, азота и серы в виде воды, аммиака и сероводорода. При дальнейшей гидрогенизации масел последние превращаются в бензин и газ. Гидрогенизат обогащается водородом, и содержание кислорода, азота и серы снижается.

Известно, что в ходе пиролиза газовая фаза претерпевает непрерывное качественное изменение. На завершающем этапе она обогащается водородом, чем наряду с другими причинами можно объяснить резкое возрастание коэффициентов теплопе-реноса при температурах 800—900° С. В то же время вследствие увеличения кондуктивной теплопроводности твердого вещества коксующейся загрузки, а также вследствие увеличения вклада радиационной составляющей относительный вклад теплопроводности газа, заполняющего поры в этих условиях, будет несколько ниже, чем при комнатных температурах, хотя она также возрастает с повышением температуры.

Повышение температуры сопровождается возрастанием всех составляющих эффективной теплопроводности. Наибольший и все увеличивающийся вклад при высоких температурах дает радиационная составляющая, возрастающая пропорционально кубу абсолютной температуры. При кусках значительных размеров существенным является также вклад теплопроводности самого кокса, изменяющийся быстрее, чем температура, так как теплопроводность кокса возрастает при повышении температуры обработки. Теплопроводность газовой фазы при ее постоянном составе растет при высоких температурах несколько медленнее. Необходимо, однако, учесть, что в действительности этот состав не остается постоянным. По мере повышения температуры газовая смесь непрерывно обогащается водородом, имеющим весьма высокую теплопроводность.

разующиеся при перегонке пары конденсируют и в виде флегмы подают навстречу потоку пара. В результате тепло-массообмена • между паром и флегмой пары дополнительно обогащаются низкокипящими компонентами.

При перегонке с дефлегмацией образующиеся пары конден — сируют и часть конденсата в виде флегмы подают навстречу потоку пара. В результате однократного контактирования парового и жидкого потоков уходящие из системы пары дополнительно обогащаются низкокипящими компонентами, тем самым несколько повышается четкость разделения смесей.

Процесс ректификации предназначен для разделения жидких неоднородных смесей на практически чистые компоненты или фракции, которые различаются по температуре кипения. Физическая сущность ректификации, протекающей в процессе перегонки нефти, заключается в двухстороннем массо- и теплообмене между потоками пара и жидкости при высокой турбулизации контактирующих фаз. В результате массообмена отделяющиеся от горячей жидкости пары обогащаются низкокипящими, а жидкость — высококипящими компонентами. При определенном числе контактов между парами и жидкостью можно получить пары, состоящие в основном из низкокипящих, и жидкость — из высококипящих компонентов. Ректификация, как и всякий диффузионный процесс, осуществляется в противотоке пара и жидкости. При ректификации паров жидкое орошение создается путем конденсации части парового потока вверху колонны, а паровое орошение при ректификации жидкости — путем испарения части ее внизу колонны.

Перегонка с дефлегмацией основана на частичной конденсации образующихся при перегонке паров и возврате конденсата навстречу потоку пара. Благодаря этому однократному и одностороннему массообмену между встречными потоками пара и жидкости уходящие из системы пары дополнительно обогащаются низкокипящими компонентами, так как при частичной конденсации из них преимущественно выделяются высококипящие составные части.

Тарелки в ректификационной колонне обеспечивают тесный контакт между парами нефтепродуктов, поднимающимися вверх по колонне, и жидкими нефтепродуктами, стекающими вниз. При этом пары обогащаются низкокипящими, а жидкость высококипящими компонентами. Нормальная работа ректификационных колонн в сильной степени зависит от качества монтажа тарелок.

Температура флегмы на тарелке ниже температуры паров, поднимающихся с нижележащей тарелки, поэтому пары отдадут часть своего тепла флегме, в результате чего наиболее высококипящие углеводороды, содержащиеся в парах, сконденсируются и войдут в состав флегмы. Флегма немного нагреется за счет паров, и наиболее легкокипящие углеводороды, содержащиеся в ней, испарятся и перейдут в состав паров. Облегченные пары поступают на следующую вышележащую тарелку, а избыток флегмы, обогащенный более высококипящими углеводородами, стекает по переточной трубе на нижележащую тарелку. Эти два процесса — испарение флегмы и конденсация паров — происходят одновременно на каждой тарелке колонны, в результате чего пары, поднимаясь с тарелки на тарелку и каждый раз теряя при охлаждении высококипящие компоненты, все более обогащаются низкокипящими углеводородами и становятся все более однородными. При достаточном количестве тарелок можно получить на верху колонны пары, состоящие преимущественно из легкокипящих фракций и имеющие определенный состав. Флегма, стекая с тарелки на тарелку и постепенно подогреваясь, лишается низкокипящих углеводородов и обогащается высококипящими.

Такой процесс в промышленности осуществляют в ректификационной колонне. Движущийся вверх поток нагретых паров контактирует со стекающим вниз потоком сконденсированной в холодильнике жидкости, на специальных контактных устройствах . На каждой тарелке происходит постоянный массообмен и теплообмен. В результате теплообмена из жидкости испаряются легкокипящие фракции уходя в паровую фазу, а часть паров, конденсируясь, переходит в контактируемую с ними флегму. Пары, уходящие с тарелки, обогащаются низкокипящими компонентами, а жидкость — высококипящими. Чем больше в колонне тарелок, тем больше контактов, тем четче будет разделение на фракции. Четкость ректификации в ректификационной колонне зависит от числа тарелок и количества жидкости .

Перегонка с дефлегмацией основана на частичной конденсации паров и возвращении конденсата — флегмы — обратно в куб. Подобным образом уходящие из системы пары обогащаются низкокипящими компонентами, так как при частичной конденсации паров преимущественно конденсируются их высококипящие составные части. Дефлегмация совершается в особых поверхностных конденсаторах воздушного или водяного охлаждения, устанавливаемых над перегонным кубом так, чтобы дать флегме стечь в куб. Дефлегмация, однако, обычно не дает желаемой четкости разделения, поэтому ее повсюду заменяют перегонкой с ректификацией. Основой ректификации является совмещение процесса частичной конденсации высококипящих компонентов иг восходящего потока паров с испарением инзкокипящих компонентов из стекающего вниз конденсата—флегмы. Осуществляется этот процесс в особых аппаратах, именуемых ректификационными колоннами.

При перегонке с дефлегмацией образующиеся пары конденсируют и часть конденсата в виде флегмы подают навстречу потоку пара. В результате однократного контактирования парового и жидкого потоков уходящие из системы пары дополнительно обогащаются низкокипящими компонентами, тем самым несколько повышается четкость разделения смесей.

тате однократного контактирования парового и жидкого потоков уходящие из системы пары дополнительно обогащаются низкокипящими компонентами, тем самым несколько повышается четкость разделения смесей.

Тарелки в ректификационной колонне обеспечивают тесный контакт между парами нефтепродуктов, поднимающимися вверх по колонне, и жидкими нефтепродуктами, стекающими вниз. При этом пары обогащаются низкокипящими компонентами, а жидкость высо-кокипящими. Нормальная работа ректификационных колонн в сильной степени зависит от качества монтажа тарелок.