Главная -> Словарь

Повышению плотности

тем самым значительно увеличивал фактические нефтяные ресурсы. На основе улучшенных топлив были созданы более совершенные двигатели. Мощность двигателя зависит от октанового числа топлива. Тенденция к повышению октанового числа бензинов, возникнув около 30 лет тому назад, сохраняется и в настоящее время. Потребность в высокооктановом авиационном бензине стала особенно острой к началу второй мировой войны. Термический крекинг к этому времени достиг своего предела в отношении качества производимого бензина. Ограниченность возможностей термического крекинга выявилась в начале 30-х годов, и уже с 1936 г. получил промышленное применение каталитический крекинг-процесс' Гудри. Последний не только увеличил выходы бензина, но, кроме того, имел неоспоримое преимущество над термическим крекингом в отношении его качества, открывая потенциальную возможность для получения в больших количествах высокооктанового бензина. С 1936 г. производительность каталитического крекинга стала быстро расти и в настоящее время каталитический крекинг превзошел термический как средство производства бензина. Предполагается, что к 1960 г. каталитический крекинг полностью заменит термический. Сравнение обоих видов крекинга совершенно ясно показывает причину таких коренных изменений в нефтяной промышленности. В табл. 1 приводится сопоставление результатов термического и каталитического крекингов газойлевой фракции нефти Мид-Континента. Это сравнение сделано не для одних и тех же условий, и в таблице показаны 'скорее средние данные работы промышленных установок по каждому процессу. Условия каталитического и термического крекингов весьма различны, что затрудняет, конечно, подобное сопоставление. Тяжелый остаток термического крекинга представляет собой отбросную смолу, процесс дает 56,1 объемн. % бензина с октановым числом 70,0. При каталитическом крекинге выход бензина составляет 58,8 объемн.

Принимая во внимание многообразие исходного сырья и высокие требования, предъявляемые к октановым числам и выходам бензина, рассмотрим то реакции различных углеводородов, которые способствуют повышению октанового числа. Для этого остановимся отдельно на реакциях парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов. Практически в бензинах прямой гонки ароматических углеводородов содержится относительно мало , и поскольку последние обладают высоким октановым числом и достаточно стабильны в процессе каталитического риформинга, то нет необходимости останавливаться подробно на их конверсии. Таким образом, основное внимание будет уделено рассмотрению конверсии парафиновых и нафтеновых углеводородов. В заключение главы будут обсуждены реакции углеводородов бензинов термического крекинга, которые также нуждаются в повышении их октанового числа, и некоторые другие вопросы.

матических углеводородов и гидрокрекинг до низших парафинов. Повышению октанового числа нафтеновых углеводородов способствует главным образом реакция превращения их в ароматические углеводороды. Поскольку в исходном сырье в зависимости от его происхождения могут преобладать как пятичленные, так и шестичленные нафтеновые углеводо1-роды, то для промышленного каталитического риформинга потребовалось создание аппаратуры, посредством которой можно превращать оба типа нафтеновых колец в ароматические.

Дегидрирование нафтенов до ароматических углеводородов. Как уже указывалось, дегидрирование нафтенов до ароматических углеводородов является одним из основных процессов, ведущих к повышению октанового числа продукта. Однако абсолютное увеличение октанового числа в этом случае не так велико, как при дегидрировании парафинов, так как октановые числа большинства нафтеновых углеводородов по исследовательскому Л1стоду лежат в интервале от 65 до 80, т. е. значительно выше, чем для парафинов. В то же время при конверсии нафтеновых углеводо-

В результате значительной работы было изучено влияние состава лигроина на соотношение между выходами и октановыми числами продукта . Для переработки при различных режимах были использованы лигроины из нефти Кувейта с высоким содержанием парафиновых углеводородов и венецуэльской нефти с низким содержанием парафиновых углеводородов. Были получены данные для дебутанизированного бензина «платформинга» с октановыми числами по исследовательскому методу в чистом виде от 73 до 99 пунктов. Полученные результаты указывают на то, что парафиновые углеводороды в нефти с низким содержанием нафтенов подвергаются реакции дегидроциклизации, способствуя тем самым значительному повышению октанового числа продукта. Разница в выходах бензинов с октановым числом по исследовательскому методу в чистом виде 95 пунктов из нафтенового и парафинового сырья составляла 8,5 объемн. % от сырья. Из них разница примерно в 5 объемн. % может быть отнесена за счет конверсии высокопарафинистого низкооктанового сырья до ароматических углеводородов. Разница в выходах в весовых процентах на сырье связана с большими потерями на объем в случае ароматизации парафинов, чем в случае нафтенов и с большим объемом продуктов гидрокрекинга, имеющего место при дегидроциклизации.

Легкие прямогонные фракции, имеющие октановые числа 62—70, путем переработки „за проход" в процессе изомеризации могут быть превращены, в зависимости от варианта процесса, в продукт с октановым числом 75-83 . Выделение из полученного продукта к-пентана и направление его на рецикл приводит к повышению октанового числа до 86 . Выделение н-гексана и части монометилпентанов и возвращение их в процесс позволяет получить продукт с октановым числом 92. Поскольку стоимость изомеризатов находится в прямой зависимости от их октановых чисел, было выполнено исследование по определению минимального октанового числа изомеризата, обеспечивающего возможность его применения в качестве компонента неэтилированного бензина АИ-93 .

за исключением процесса ТИП, который осуществляется с выделением н-пентана и н-гексана из изомеризата с помощью молекулярных сит, что приводит к повышению октанового числа изомеризата до 90,7. При переходе от процесса хайзомер к процессу ТИП увеличение октанового числа достигается за счет возрастания капиталовложений в 2,2 раза и удельных энергетических затрат приблизительно в 1,5—2,0 раза.

Как видно из таблицы и рисунка 12.4, влияние ТЭС на различные компоненты бензина неодинаково. Некоторые компоненты смеси более чувствительны к повышению октанового числа, а некоторые — менее чувствительны. Более того, смесь, полученная из этих компонентов, характеризуется своей собственной кривой повышения

При удлинении боковых неразветвленных цепей пяти- и шестичленных нафтеновых углеводородов их октановые числа понижаются. Разветвление боковой цепи и увеличение числа замещающих метальных групп приводит к резкому повышению октанового числа. Углеводороды в цмс-форме имеют более высокие октановые числа, чем в троке-форме. По антидетонационной чувствительности нафтеновые углеводороды близки парафиновым .

Гидрокрекинг парафинов, з отличие от гидрогёнолиза, — одна из основных реакций каталитического риформинга. В результате гидрокрекинга снижается средняя молекулярная масса парафинов, содержащихся в сырье риформинга, что ведет к повышению октанового числа. Так, при равновесном .содержании изомерных парафинов переход от С„ к Cn_i приводит к повышению октанового числа на 14—15 единиц . С другой стороны, гидрокрекинг сопровождается газообразованием и, следовательно, снижением выхода жидких продуктов риформинга, а значит и уменьшением селективности процесса. Таким образом, скорости гидрокрекинга должны быть ограничены определенными пределами, которые обеспечивают достаточную эффективность каталитического риформинга..

Повышение температуры процесса или уменьшение объемной скорости сырья ведут не только к увеличению выхода ароматических углеводородов и повышению октанового числа бензина риформинга. Ускоряются также побочные реакции, способствующие закоксо-выванию катализатора и его дезактивации . Повышение октанового числа от 87 до 90 приводит к увеличению скорости дезактивации катализатора приблизительно в 4 раза. Она значительно усиливается при дальнейшем повышении октанового числа бензина, чему сопутствует все возрастающее закоксовывание катализатора. Таким образом склонность катализатора к дезактивации значительно возрастает с увеличением октанового числа бензина риформинга.

Физические изменения в бензинах при хранении связаны с испарением низкокипящих компонентов. Испарение легких углеводородов приводит к повышению плотности бензинов и ухудшению их пусковых качеств. Герметизация тары не только препятствует химическим изменениям в бензине, но и уменьшает испарение низкокипящих фракций бензина. В бензинах, полученных на базе продуктов прямой перегонки и термического крекинга, низкокипящие фракции имеют наиболее высокие антидетонационные свойства, поэтому при потере их октановые числа таких бензинов несколько снижаются.

Карбонизация и прокаливание сопровождаются увеличением размеров кристаллитов и межкристаллитной упорядоченностью, в результате чего ^оо2 снижается до 3,43 А). Внутрикристаллитные и межкристал-литные изменения приводят к повышению плотности нефтяного углерода . На свойства углерода оказывает влияние вид сырья. Так, в зависимости от качества гудрона и его компонентов изменяется исходный размер кристаллитов кокса и их склонность к дальнейшему упорядочению.

дородных газов Ci...Cs, дистиллятного углеводородного продукта и карбо-низованного остатка. Выход, состав и свойства продуктов термодеструкции кислых гудронов сильно зависят от их происхождения и предыстории, температурного и барического профилей процесса, природы среды, в которой она протекает . Выход газа и дистиллята растёт, а воды н карбо-низованного остатка снижается с понижением температуры. Газ отличается высоким содержанием диоксида серы . Повышение температуры приводит к росту в нём содержания водорода , диоксида углерода , сероводорода и метана при соответственном снижении содержания диоксида серы и остальных компонентов, к повышению плотности и понижению кислотности дистиллята, к росту плотности, коксуемости и Три* карбонизованного остатка, отличающегося высоким содержанием серы и а-фракции , коксуемостью , отсутствием кислотности. Повышение температуры до 400...550°С приводит к резкому увеличению концентраций водорода , метана и сероводорода в газах, к росту карбонизованности остатка. Зависимость концентраций диоксидов углерода и серы, сероводорода и метана от температуры изотермической выдержки имеет экстремальный характер с максимумами при 180...200, 150... 180, 300 и 400°С соответственно. Реакции образования диоксидов углерода и серы продолжаются до 550°С и выше, что сопровождается соответственным снижением сернистости карбонизованного остатка и обусловлено гетерогенностью и структурированностью кислого гудрона и КМ на его основе, особенностями фазовых превращений водных растворов моногидрата и его термохимических превращений, а также реакционной способностью компонентов органической массы кислого гудрона и КМ. Таким образом, термодеструкция кислого гудрона как такового может вестись лишь с целью .получения высокосернистого углеродного материала при условии рационального использования остальных продуктов и эффективного решения проблемы технологического и аппара-

Карбонизация и прокаливание сопровождаются увеличением размеров кристаллитов и межкристаллитной упорядоченностью, в результате чего Joo2 снижается до 3,43 А). Внутрикристаллитные и межкристал-литные изменения приводят к повышению плотности нефтяного углерода . На свойства углерода оказывает влияние вид сырья. Так, в зависимости от качества гудрона и его компонентов изменяется исходный размер кристаллитов.кокса и их склонность к дальнейшему упорядочению.

Карбонизация и прокаливание сопровождаются увеличением размеров кристаллитов и межкристаллитной упорядоченностью, в результате чего Joo2 снижается до 3,43 А). Внутрикристаллитные и межкристал-литные изменения приводят к повышению плотности нефтяного углерода . На свойства углерода оказывает влияние вид сырья. Так, в зависимости от качества гудрона и его компонентов изменяется исходный размер кристаллитов.кокса и их склонность к дальнейшему упорядочению.

Разовая загрузка угольной шихты с гранулами была увеличена в соответствии с повышением ее плотности . Период коксования при нормальном режиме обогрева увеличился практически пропорционально повышению плотности загрузки . Однако при повышении температуры стен до I 100°С период коксования сократился до 14 ч и, соответственно, прирост производительности на этом режиме составил 7.8%.

4. Высокая единичная мощность коксовых агрегатов, благодаря повышению плотности угольной загрузки и сокращению периода коксования.

Главным направлением дальнейшего роста эффективности коксового производства является его интенсификация. В основу технологии при этом должны быть положены процессы, способствующие повышению плотности загрузки и снижению напряженности в коксуемом массиве. Этим условиям, в наибольшей мере, отвечает сочетание избирательного измельчения с пневмосепарацией и термической подготовки, позволяющее увеличить скорость коксования. Однако, при этом необходимо учитырать значительное повышение давления распирания в печных камерах шириной 410 мм.

Процесс получения углеродных волокон из органических веществ состоит из двух стадий: карбонизации при температуре 900-1500°С и графитации при 2600-2800°С. Углеродные волокна делятся на изотропные и анизотропные. Анизотропные волокна получают из высокоориентированных материалов с развитой системой фибрилл. Фибриллы углеродного волокна образованы турбостратными кристаллитами, которые связаны друг с другом через базисные плоскости аморфным углеродом. В изотропном углеродном волокне, которое изготавливается из фенольной смолы или нефтяных пеков, пакеты организованного углерода несколько меньше по размерам и образуют пентоподобные структуры. Углеродные волокна имеют плотность 1,3-1,7 г/см и удельную поверхность до 1000 м2/г. Графитация волокон приводит к повышению плотности, снижению удельной поверхности и уменьшению удельного сопротивления. Химическая устойчивость волокон в серной и азотной кислотах выше, чем графита. Графитация снижает химическую устойчивость волокон, но повышает их стабильность к кислороду воздуха.

Пленочные аппараты , имея примерно такой же нижний допустимый предел плотности орошения {б—6 м3/))), гораздо более эффективны, так как допускают значительное увеличение скорости газового потока, что приводит к повышению плотности орошения до 20—25 м3/ при неизменном удельном расходе поглотителя .

Факторы, усиливающие Д. Из многих факторов, влияющих на возникновение Д., следует отметить наддув, степень сжатия, опережение зажигания и т-ру цикла. Наддув увеличивает давление на всасывании, что приводит к повышению плотности заряда и давления в камере сгорания. Усиление Д. при повышении степени сжатия вызывается гл. обр. ростом т-ры сжатия рабочей смеси. Усиление Д. при увеличении угла опережения зажигания объясняется тем, что при сгорании большей части рабочей смеси не-сгоревшая часть ее до достижения поршнем в. м. т. подвергается большому сжатию и, следовательно, воздействию более высоких т-ры и давления. Каждый из перечисленных факторов в конечном итоге повышает т-ру и давление цикла, к-рые в свою

Длительное хранение топлив в недостаточно герметичной емкости ведет к утяжелению фракционного состава и повышению плотности вследствие испарения легких фракций. Это особенно опасно для топлив легкого фракционного состава . Длительное хранение при повышенных температурах, особенно в присутствии воды, вызывает окисление топлив.