Главная -> Словарь

Получения высокоплавких

Низкомолекулярныо парафиновые углеводороды, выделяемые в больших количествах из природного газа и отходящих газов нефтеперегонных установок, были в течение длительного времени важнейшим исходным продуктом для получения олефипов. По этой причине в США нефтехимическая промышленность концентрируется в первую очередь в районах больших газовых месторождений, например в Тексасе. В районах, где нет достаточного количества природного газа и газов крекинга, олофины можно получать пиролизом смесей жидких углеводородов нефти. Пиролиз жидких углеводородов можно проводить двумя способами: в одном способе процесс идет и условиях, обеспечивающих максимальный выход олефинов и одновременно высокоароматизированной части, которая далее используется для получения высокооктанового бензина. Ароматические углеводороды в чистом виде в этом случае из продуктов пиролиза не выделяются. В другом способе процесс направлен на получение жидких продуктов, практически целиком состоящих из ароматических углеводородов. Последние легко выделяются в чистом виде из продуктов пиролиза. Высококипящие нефтепродукты, например остатки прямой перегонки нефти, также могут подвергаться пиролизу для получения олофинов в условиях, исключающих помехи, связанные с образованием кокса.

В качестве сырья для двухступенчатого процесса может применяться смесь газов, содержащая к-бутен, которая образуется при крекинге и используется для получения высокооктанового карбюраторного топлива. Этот крекинг-газ, как указывалось выше при помощи 65—70%-ной серной кислоты может быть освобожден от изобутена, а затем экстрактивной перегонкой с фурфулом из него может быть выделена газовая смесь, примерно на 90% состоящая из бутенов. Первую ступень дегидрирования можно проводить так, как это предусмотрено при получении бутадиена методом Стандард Ойл.

Для последующей переработки стабилизированные бензины подвергаются вторичной перегонке на фракции, направляемые как сырье процессов каталитического риформинга с целью получения высокооктанового компонента автобензинов или индивидуальных ароматических углеводородов — бензола, толуола и ксилолов. При производстве ароматических углеводородов исходный бензин разделяют на следующие фракции с температурными пределами выкипания: 62 — 85 °С , 85— 105 и 105 —140 °С . При топливном направлении переработки прямогонные бензины достаточно разделить на 2 фракции: н.к.-85 "С и 85-180 "С.

В 30-х годах широкое распространение в мировой нефтепереработке получили процессы каталитической полимеризации бутиленов, позднее пропилена, содержащихся в газах каталитического крекинга , с целью получения высокооктанового компонента авиабензина . Однако впоследствии этот процесс потерял свое бен — зпнопроизводящее значение и вытеснен более эффективным про — таблица 8.8 цессом каталитического С —алки — лирования изобутана бутиленами. Использование алкилата как вы — сокооктанового изокомпонента позволяет выпускать товарные авиа— и автобензины не только с высокой детонационной стойкостью, но и, что также важно, с меньшим содержанием в них аро — матических углеводородов.

Фракционный состав сырья выбирается в зависимости от ц

Благодаря низкой растворяющей способности по отношению к твердым углеводородам и высокой растворимости в них масляных углеводородов .такие растворители, как метилизобутилкетон и н-метилпропилкетон, могут быть использованы как индивидуальные, а не в смеси с ароматическими углеводородами !. Растворяющую способность высших кетонов и их смесей с ацетоном и метилэтилкетоном можно регулировать, изменяя содержание в них воды. При обезмасливании продуктов с целью получения высокоплавких твердых углеводородов используют насыщенный водой метилизобутилкетон, позволяющий проводить обезмаслива-ние при более высокой температуре, причем выход церезина увеличивается на 1—2% . К недостаткам изученных кетонов следует отнести их малую доступность и дороговизну. Кетоны с семью углеродными атомами в молекуле и более высокомолекулярные не используют в процессах депарафинизации и обезмас-ливания, что объясняется их высокой вязкостью при низких температурах, затрудняющей кристаллизацию твердых углеводородов. Кроме того, более высокая температура кипения таких кетонов усложняет их регенерацию.

Благодаря низкой растворяющей способности по отношению к твердым углеводородам и высокой растворимости в них масляных углеводородов такие растворители, как метилизобутилкетон и н-метилпропилкетон, могут быть использованы как индивидуальные, а не в смеси с ароматическими углеводородами i. Растворяющую способность высших кетонов и их смесей с ацетоном и метилэтилкетоном можно регулировать, изменяя содержание в них воды. При обезмасливании продуктов с целью получения высокоплавких твердых углеводородов используют насыщенный водой метилизобутилкетон, позволяющий проводить обезмаслива-ние при более высокой температуре, причем выход церезина увеличивается на 1—2% !. К недостаткам изученных кетонов следует отнести их малую доступность и дороговизну. Кетоны с семью углеродными атомами в молекуле и более высокомолекулярные не используют в процессах депарафинизации и обезмас-ливания, что объясняется их высокой вязкостью при низких температурах, затрудняющей кристаллизацию твердых углеводородов. Кроме того, более высокая температура кипения таких кетонов усложняет их регенерацию.

Помимо получения продуктов химического превращения ас-• фальтены могут быть использованы ;;ля экстракции редких и благородных металлов из разбавленных сред, как ингибиторы радикальной полимеризации ряда полимерных материалов, катализаторы гидрирования, добавки для получения высокоплавких битумов, а также в качестве материалов для теплоизоляции трубопроводов и многих других целей.

Технология получения высокоплавких битумов в нашей стране заключается в окислении воздухом остатков вакуумной перегонки нефтей

Таким образом, при выборе сырья для получения высокоплавких битумов определенного качества, требуемой пластичности необходимо учитывать групповой химический состав сырья, регулируемый в свою очередь как природой нефти, так и концентрацией остатков, направляемых на окисление.

В лабораторных условиях БашНИИ НП были организованы углубленные исследования наиболее потенциальных видов сырья: концентратов нативных асфальтенов из различных нефтей и различных фракций смол пиролиза бензина. Освоены известные и разработаны новые методики углубленного исследования пеков. На экспериментальной базе института - Уфимском опытном заводе создана серия опытных установок для отработки технологии получения высокоплавких пеков. Изучались преимущества и недостатки вариантов технологии в стационарном объеме и непрерывном потоке . В 1989-1990 годах на базе накопленного эксдериментального материала и опыта была создана укрупненная установка по получению пеков - до 45 т/ год. Схема установки позволяет осуществлять термообработку исходного сырья как в стационарном объеме, так и в непрерывном потоке, исследовать как стадию первичной термообработки, так и стадию окончательного доведения пека до кондиции. Эта установка является важным элементом в комплексе организации исследований в этом направлении, так как, кроме вышеперечисленных возможностей, на ней могут быть получены различные образцы пеков в объемах, позволяющих организовать исследования и промышленную отработку стадий получения углеродного волокна и, соответственно, изделий из него. На ней было наработано десять т волокнообразующего пека для НПО "Химволокно" и около двух т. для НПО "Химволокно" .

Утяжеленные остатки выше 520-540°С непригодны и для получения высокоплавких битумов как типа мягчителей , так и хрупких лаковых битумов по ГОСТ 21822-87 из-за неполной растворимости в льняном масле; но, по-видимому, могут применяться в шинной и,электротехнической промышленности, где это требование отсутствует. В то же время окислением остатков выше 520-540°С можно получить два вида нефтяных битумных связующих: по ТУ 38.101203-89 "Связующее нефтяное брикетин", используемое в металлургической промышленности для частичного брикетирования угольной шихты перед коксованием; по ТУ 38.401-66-84-92 "Связующее нефтебитумное для углебрикетных производств - НЕС", используемое для производства бытового топлива - угольных брикетов. Связующее можно получить по традиционной схеме окислением: первое - до температуры размягчения по КиШ предпочтительно 44-48°С, второе - до КиШ 50-75°С. Остаток + 580°С сам по себе соответствует по качеству связующим, используемым для брикетирования угольной мелочи в брикеты для отопления жилых помещений. В настоящее время производство таких брикетов является весьма актуальным направлением.

К вопросу получения высокоплавких нефтяных пеков и углеродных волокон на их основе

Принципиально задача получения высокоплавких пеков сводится к получению смеси ПЦА-углеводородов и гетероорганических соединений с конденсированными ядрами, обладающей требуемыми ММР, ароматичностью, реакционной способностью, физико-химическими и структурно-реологическими свойствами. Технически контролируемыми свойствами такой смеси являются температура размягчения, групповой состав, коксуемость, выход летучих, сернистость, зольность и влажность. Определённому набору значений этих показателей качества в принципе соответствует большое число смесей углеводородов и гетероорганических соединений, которые могут быть получены из любых горючих ископаемых, биомассы, их дериватов, промышленных и бытовых органических отходов многими способами. Факторами, ограничивающими число таких множеств, являются природа органического сырья и технология его переработки в пек. Однако и в этом случае число таких множеств остаётся достаточно большим, а принятая технология в рассматриваемом аспекте остаётся чёрным ящиком, превращающим получение пека с заданными свойствами в серьёзную проблему.

Исследование различных видов нефтяного сырья в аспекте разработки технологии получения высокоплавких пеков и новых углеродных материалов показали, что при их карбонизации наблюдаются известные закономерности изменения выхода и концентрации групповых компонентов КМ с ростом глубины превращения сырья: массовая доля и выход мальте-нов непрерывно уменьшаются по S-образной или более сложной зависимости, асфальтенов, карбенов или других промежуточных фракций - изменяются по нелинейной зависимости с одним или несколькими экстремумами, а нерастворимой в выбранном растворителе фракции - непрерывно возрастают по S-

Ниже кратко рассмотрены результаты исследований процесса карбонизации нефтяных остатков и смолистых отходов нефтехимического происхождения в аспекте использования их в качестве сырья для получения высокоплавких пеков. Характеристика типичных представителей этой группы нефтепродуктов дана в табл.5.1.