Главная -> Словарь

Превращений компонентов

— реакции химических превращений индивидуальных хими — веществ;

1. ШуйкинН. И. и Тимофеева Е. А. Исследование превращений индивидуальных углеводородов в контакте с активированной трошковской глиной. Известия АН СССР, отд. химических наук, № 4, стр. 678, 1953.

Многочисленные исследования механизма превращений индивидуальных углеводородов над катализаторами крекинга, как бы широко они пи охватывали возможные условия процесса, хотя и дают нам общее представление о характере продуктов в зависимости от режима и природы исходного сырья ГГ))), тем не менее не могут служить основой для уверенного предсказания результатов промышленного процесса. В этом отношении исчерпывающую ясность внесло бы детальное изучение индивидуального углеводородного состава бензинов, полученных в наиболее типичных вариантах по сырью, режиму процесса, числу ступеней и технологии промышленного оформления.

Обработка экспериментальных данных, полученных при значительных степенях конверсии, по этой схеме приведет к необходимости определения 16 констант скоростей. Однако изучение превращений индивидуальных алкено'в указывает на незначительные скорости цмс-транс-изомеризации, и записанную схему следует при кинетическом анализе заменить другой, в которой в два раза меньше констант в табл. 76.

Условия процесса оказывают влияние не только на выход и состав продуктов каталитического риформинга, но и на скорость дезактивации катализатора, которая, в свою очередь, зависит от скорости его закоксовывания. Поэтому представляется целесообразным рассмотреть роль параметров процесса применительно к двум аспектам. С одной стороны, следует проследить их влияние в условия^, когда коксообразование настолько мало, что не лимитирует скорость протекающих реакций. С другой стороны, значительный практический интерес представляет вопрос о том, как влияют параметры процесса на скорость дезактивации катализатора при его закоксовы-вании. Данные об изменении-скорости и селективности превращений индивидуальных углеводородов в зависимости от условий каталитического риформинга из'ложены в гл. 1.

Как уже нами отмечалось выше , гексановая фракция каталитического крекинга содержит 91% разветвленных углеводородов, в то время как в такой же фракции бензина термического крекинга их находится всего 37 % . Характерной особенностью каталитического крекинга является резко выраженная реакция скелетной изомеризации олсфпнов, которая протекает преимущественно одновременно с реакцией превращения непредельных углеводородов в предельные за счет отложе-мля кокса па катализаторе . На механизме • :той изомеризации мы уже останавливались выше при рассмотрении изомерных превращений индивидуальных гексенов и октенов: в первую очередь происходит образование моноалкил-алкенов из н-к-олефшюв, во вторую очередь, в более жестких условиях п но иным параллельно протекающим реакциям, а-оле-фины превращается в дналкнлалкены, в том числе и в диалкил-алкены с четвертичными атомами углерода, фиксируемые реакцией гидрирования .

Метод расчета теплоты процесса основан на химической схеме превращений компонентов сырья. При этом, так как теплота процесса зависит только от масс исходных веществ и продуктов, но не от числа и вида промежуточных стадий, неточное определение химической схемы не приведет к ошибке определения q.

Для рассмотрения химических превращений компонентов топлив в условиях гидрогенизационных процессов важно отметить, что независимо от путей возникновения ионы несут несравненно большую энергию, чем свободные радикалы. Следовательно, они гораздо более реакционноспособны, что не может не отразиться на течении реакций ионного и радикального расщепления.

Эти обобщения хотя и дают общую характеристику процессов, протекающих при жидкофазной гидрогенизации, не раскрывают взаимосвязи или взаимной конкуренции отдельных реакций, а также важные детали химизма превращений компонентов.

Таким образом, схема превращений бензола в условиях гидрогенизации должна учитывать и кажущуюся последовательность превращений компонентов, и сверхравновесное образование метил-^циклопентана, и возможность образования общих промежуточных продуктов гидрирования, изомеризации и расщепления. Предполагают34, что общими промежуточными продуктами являются цикло-гексен и метилциклопентен.

В нефтеперерабатывающей промышленности все большее значение придается методам термической и термокаталитической переработки тяжелых нефтяных остатков. В связи с этим особую актуальность приобретают исследования термической стойкости этой части нефтей с целью выяснения влияния химической природы нефтей на направление и глубину превращения основных ее компонентов. Исследования превращений компонентов высокомолекулярной части нефти под действием высоких температур во времени велись в трех основных направлениях:

Принципиально новые возможности для технологическом практики добычи, транспорта нефти и ее переработки открываются на основе всестороннего анализа и единства рассмотрения физических и химических превращений компонентов нефти именно на начальных стадиях фазообразования в нефтяных системах, что позволяет получать ранее неизвестные эффекты. Выдвигаемая концепция изложена авторами в многочисленных статьях, опубликованных за последние 20 лет.

На современном этапе развития химии нефти основные усилия ученых направлены на дальнейшее углубление знаний о составе нефти и ее фракций, на изучение каталитических превращений компонентов нефти, особенно под давлением водорода, на решение экологических проблем использования нефти и нефтепродуктов. В последнее время значительно возрос интерес исследователей наряду с химией к физике нефтей , к изучению закономерностей формирования и разрушения надмолекулярных структур , существенно влияющих на технологию нефти.

Первые исследовательские работы по каталитической гидрогенизации различного сырья проведены еще в начале XX века П. Сабатье во Франции, В. Н. Ипатьевым в России и Ф. Бергиусом в Германии .

Очищенные нефтяные масла практически не содержат нестойких непредельных соединений, и поэтому при хранении, в отличие от крекинг-продуктов, они достаточно стабильны. Иначе обстоит дело в рабочих условиях, когда нефтяные масла подвергаются воздействию кислорода воздуха при повышенных температурах и каталитическом влиянии материала смазываемых машин и механизмов. В этих условиях все углеводородные компоненты масла и тем более смолистые вещества в той или иной степени могут вступать в реакции окисления. Направление и скорость окисления и дальнейших сложных химических превращений компонентов масла зависит от химического состава масла, условий эксплуатации и главным образом от температуры. С точки зрения химического состава наиболее стабильными являются масла, не содержащие в заметных количествах смолистых„ сернистых и кислородных соединений и состоящие в основном иа смеси малоциклических нафтеновых, ароматических и смешанных нафтеново-ароматических углеводородов с длинными боковыми цепями предельного характера. С точки зрения условий эксплуатации наиболее быстро и глубоко протекают всевозможные-реакции окисления и уплотнения на сильно нагретых * деталях поршневой группы двигателей внутреннего сгорания и воздушных компрессоров. Турбинные и трансформаторные масла нагреваются в условиях эксплуатации только до 60—80° С, однако их стабильность должна быть также очень высока, учитывая весьма длительный срок эксплуатации единовременной загрузки этих масел.

Вопрос о возможных путях химических превращений компонентов сырья в ходе окисления неоднократно обсуждался в литературе и является спорным. Одни авторы полагают, что процесс имеет последовательный характер, в котором предшественником асфальтенов являются только смолы, другие считают, что образование асфальтенов идет параллельно как из масел, так и из смол. Доказательств той или иной схемы в, литературе пока нет. •

Выход аренов С?+ с ростом температуры линейно увеличивается и составляет 11,5 % мае. в расчете на пропущенный бутан при 580 °С. Исследование динамики превращений компонентов бутан-бензол в зависимости от температуры реакции показало, что конверсия алкана растет линейно, а кривая конверсии бензола проходит через максимум при температуре 500 °С.