Главная -> Словарь

Поверхностью адсорбента

Закон соответственных состояний достаточно хорошо описывает поведение углеводородов парафинового ряда. Это объясняется малым различием между собой форм молекул углеводородов одного гомологического ряда . j

значительной изомеризации ионных осколков, отношения изомерных форм к норм'альным для бутанов и пентанов равны, примерно, 2, тогда как теоретическое равновесие при 500° С = 0,49 и 1,97 соответственно. В то же время концентрации олефинов С4 и С5 весьма близки к равновесным. Такое поведение углеводородов заставляет предполагать, что простое расщепление иона карбония с прямой цепью на олефиновые и ионные осколки:

Такая зависимость между реакциями изомеризации и крекинга поясняет ряд характерных особенностей каталитического крекинга, давая возможность провести ряд интересных исследований для объяснения некоторых факторов, влияющих на поведение углеводородов. Тесная зависимость между изомеризацией и крекингом парафинов неоднократно наблюдалась также при низкотемпературных каталитических реакциях

Изучение изомеризации предельных углеводородов в течение более двух десятилетий все возрастающим числом исследователей дало много сведений, важных как для техники, так и для теории. Исследования; в этом направлении стимулировались потребностью в изобутане — сырье для процессов алкилирования, а также желательностью превращения содержащихся в бензине парафинов нормального строения в изомеры с разветвленными цепями, обладающие более высокими антидетонационными свойствами. Практическое значение аналогичного процесса изомеризации алкилциклопентанов в циклогексан или его алкилзамещенные объясняется главным образом тем, что эти последние являются промежуточными соединениями при производстве соответствующих ароматических углеводородов посредством дегидрогенизации. Сам циклогексан также является сырьем для получения адипиновой кислоты для производства нейлона. Помимо этой практической стороны дела, изучение подобных реакций может пролить свет на поведение углеводородов и помочь в разъяснении механизма каталитических реакций.

Поведение углеводородов различных классов изучалось 19 при температуре 700 °С. Парафины расщеплялись, давая осколки Сх и С2, олефины гидрировались до парафинов и превращались подобно им, циклоалканы также давали осколки Сг и С2, тетралин давал не только бензол, но и нафталин. Декалин превращался как парафины, аценафтены давали бензол и алкилбензолы. Аналогичные выводы сделаны и в ряде других работ 1. Все классы углеводородов превращались тем быстрее, чем выше был их молекулярный вес. Таким образом, почти все неароматические углеводороды подвергаются в условиях гидродеалкилирования глубокой деструкции.

Различное поведение углеводородов в условиях крекинга, а также скорость распада их, зависящая от молекулярного веса, обусловливают влияние химического и фракционного состава сырья на скорость и направление реакций крекинга.

П ней собран и систематизирован большой материал, накопленный мировой наукой и техникой о моноолефинах. Рассмотрены их свойства и источники получения, а также способы производства — дегидрирование парафинов, выделение из газовых смесей, пиролиз углеводородов и т. д. Описаны методы получения высокомолекулярных соединений полимеризацией мошюлефнноп. Ьолыпое место отведено вопросам производства высокооктановых моторных топлин на нефтяного сырья и рассмотрено поведение углеводородов различных рядов при процессах крекинга; при этом особое внимание уделено олефиновым углеводородам как важнейшим компонентам моторных топлив. Описано получение из моноолефинов хлорпроизводных, спиртов, оксососдинеиий и т. д.

б. Поведение углеводородов различных типов при каталитическом крекинге

Поведение углеводородов различных типов при каталитическом крекинге систематически изучали многие исследователи . Как уже сообщалось, при каталитическом крекинге индивидуальных углеводородов

а. Поведение парафиновых углеводородов ........... 225

б. Поведение нафтеновых углеводородов ............ 227

где TO — период колебания адсорбированной молекулы в направлении, перпендикулярном к поверхности, a Q — теплота адсорбции . Исходя из приведенной формулы t растет с увеличением Q и с уменьшением Т. Следовательно, противоизносные приезд-. ки должны обладать высокой адсорбцией на металле, поляризуемостью в силовом поле и большим временем удерживания на поверхности трения.

Продолжительность контактной очистки зависит от условий контактирования очищаемого масла с адсорбентом. Процесс очистки осуществляют обычно при интенсивном перемешивании, чем обеспечивается максимальное контактирование загрязнений с активной поверхностью адсорбента. Продолжительность адсорбции при контактной очистке в процессе производства масел составляет 20—25 мин, а в процессе их регенерации — до 30 мин. После окончания контактной очистки должно обязательно проводиться фильтрование смеси масла и адсорбента через фильтр-пресс с целью удаления адсорбента, что несколько усложняет технологию контактной очистки.

Абсорберы установок каталитического ри-форминга и гидроочистки служат для удаления сероводорода и водяных паров из циркуляционных газов . Процесс адсорбции заключается в избирательном поглощении вещества поверхностью адсорбента—пористого твердого вещества. Такое поглощение объясняется наличием сил взаимного притяжения между молекулами адсорбента и молекулами адсорбируемого вещества.

Процесс адсорбции состоит из двух стадий: поглощения вещества поверхностью адсорбента и диффузии вещества в порах адсорбента. При адсорбции сначала поглощаются все компоненты смеси, однако после достижения состояния насыщения будет

Каждая из полученных фракций подвергается раздельному исследованию. Каким образом исследуют, например, бензиновую фракцию? Углеводороды бензиновой фракции разделяются на две части — ароматическую и нафтено-парафиновую — с помощью адсорбции на силикагеле 1. Это разделение возможно потому, что ароматические углеводороды сильнее адсорбируются поверхностью адсорбента, чем нафтеновые и парафиновые углеводороды. Если пропускать бензиновую фракцию через стеклянную колонку, наполненную мелкоизмельченным силикагелем, то ароматические углеводороды адсорбируются в первую очередь и задерживаются в верхней части колонки, а смесь нафтеновых и парафиновых углеводородов проходит в нижнюю часть колонки и по мере ее накопления вытекает снизу. С помощью специальных растворителей можно вытеснить из колонки раздельно нафтено-парафиновую и ароматическую части, причем разделение удается осуществить количественно. Этот метод разделения неоднократно проверялся на искусственных смесях. В книге Россини, Мэйра и Стейфа «Химия углеводородов неф-

Ориентация полярных молекул «а твердой поверхности из растворов в нефтяных фракциях позволяет рассматривать силы, вызывающие эту ориентацию, как силы притяжения молекул поверхностью адсорбента, обладающей некоторым запасом потенциальной электростатической энергии.

При постоянной температуре адсорбционное равновесие характеризуется равенством скоростей адсорбции и десорбции: tfa. ~ это необходимо

Важной характеристикой адсорбентов является активность , оцениваемая массой адсорбированного вещества, приходящейся на единицу массы адсорбента в условиях равновесия. Зависимость между активностью и парциальным давлением или концентрацией вещества в смеси при определенной температуре называют изотермой адсорбции . Одним из важных показателей, характеризующих процесс адсорбции и определяющих размеры аппарата, является скорость адсорбции, которая зависит от скорости трех стадий процесса: подвода вещества к поверхности зерен адсорбента — внешняя диффузия; перемещения вещества внутри зерен по порам адсорбента — внутренняя диффузия; поглощения вещества поверхностью адсорбента. Скорость адсорбции обычно лимитируют внешняя или внутренняя диффузии или сразу обе стадии. Адсорбции способствует понижение температуры, а для газов — повышение давления. Удалению адсорбированных компонентов из адсорбента способствует повышение температуры и для газовых смесей — понижение давления.

Адсорбция является физико-химическим процессом, основанным на явлении поглощения поверхностью адсорбента полярно-активных составных частей нефтепродукта. Адсорбенты нельзя считать реагентами в прямом смысле слова. Их следует выделить в особую группу химикатов , яспользуемых в нефтепереработке.

Пра адсорбционно-хроматографическом фракционировании нефтяные BJ.C интенсивно обмениваются атомами иетадлов с поверхностью адсорбента, и макрозлеьюнтный состав продуктов разделения становится не эквивалентным составу исходных веществ . Очеввдно, что способность к обмену и связыванию разлжчнш; микроэлементов смолисто-асфадьтэновшш веществами определи-