Главная -> Словарь

Превращения нефтяного

Поэтому особо важными являются для теории химии нефти те превращения нафтеновых углеводородов, которые будут протекать в присутствии природных алюмосиликатов. Наше исследование было посвящено этому вопросу, интересному, лак с точки зрения теории химии нефти, так и практической переработки нефтяных углеводородов.

Превращения нафтеновых и парафиновых углеводородов в ароматические — обратимые реакции, протекающие с увеличением объема и поглощением тепла. Следовательно, по правилу Ле — Шателье , равновесная глубина ароматизации увеличивается с ростом температуры и понижением парциального давления водорода. Однако промышленные процессы риформинга вынужденно осуществляют либо при повышенных давлениях с целью подавления реакций коксообразования, при этом снижение равно — весной глубины ароматизации компенсируют повышением температуры, или с непрерывной регенерацией катализатора при понижен ных давлениях.

В НПО «Леннефтехим» был разработан металлоцеолитный катализатор, обладающий высокой активностью в реакциях ароматизации углеводородов и гидрокрекинга нормальных парафиновых углеводородов. При переработке бензинов на металлоцеолитном катализаторе наблюдается высокая селективность превращения нафтеновых углеводородов в ароматические и процесса гидрокрекинга парафиновых углеводородов нормального строения, а реакции гидролиза пятичленных нафтеновых углеводородов и гидрокрекинга изопарафиновых углеводородов, характерные для традиционных катализаторов риформинга на основе оксида алюминия, протекают весьма слабо .

Металлоцеолитный катализатор обладающий высокой активностью в реакциях ароматизации углеводородов, впервые был разработан в НПО «Леннефтехим» . При переработке бензинов на этом катализаторе наблюдается высокая селективность превращения нафтеновых углеводородов в ароматические и гидрокрекинг парафиновых углеводородов нормальною строения, а реакции гидрогенолиза пятичленных нафтеновых углеводородов и гидрокрекинга изопарафиновых углеводородов протекает весьма слабо.

Превращения нафтеновых углеводородов при крекинге в присутствии хлористого алюминия можно иллюстрировать следующей схемой:

Рис. 116. Степень превращения нафтеновых углеводородов с различным числом колец в молекуле \7))).

Рис. 116. Степень превращения нафтеновых углеводородов с различным числом колец в молекуле \7))).

Разделение процесса на три ступени позволило предотвратить отравление активных, но дорогих катализаторов и уменьшило образование побочных газообразных продуктов, а следовательно, и расход водорода. Такая многоступенчатая схема давала возможность перерабатывать практически любое сырье, но большое число ступеней крайне осложняло и удорожало процесс. Более того, для получения высококачественных бензинов требовалось введение еще четвертой ступени — гидроформинга продукта бензинирования — для превращения нафтеновых углеводородов в ароматические.

Принимая во внимание, что выход катализатй при изменении кратности циркуляции водородсодержащего газа практически не изменяется, можно сделать вывод, что при 460 °С увеличивается выход ароматических углеводородов вследствие повышения селективности превращения нафтеновых углеводородов в этих условиях.

С целью полного превращения нафтеновых углеводородов процесс ароматизации ведется по четырехступенчатой схеме в четырех последовательно работающих реакторах с промежуточным подогревом до 480—525 СС в соответствующих секциях печи.

Превращения нафтеновых и парафиновых углеводородов в ароматические — обратимые реакции, причем равновесная глубина превращений увеличивается с ростом температуры и молекулярной массы исходного углеводорода. Повышение парциального давления водорода препятствует образованию ароматических углеводородов и должно быть компенсировано повышением температуры. Указанные положения иллюстрируют результаты термодинамических расчетов, приведенные в табл. 5.14.

2) химические превращения нефтяного сырья в гидрокатали — тических процессах осуществляются на катализаторах би— или полифункционального действия;

Теоретические основы. Термокрекинг и коксование являются процессами превращения нефтяного сырья под действием высоких температур в газообразные, жидкие и твердые продукты. Количественный и качественный состав конечных продуктов определяется свойствами исходного сырья, температурой процесса, давлением в зоне реакции, агрегатным состоянием реакционной массы, временем пребывания сырья в реакционной зоне. Преобразование компонентов исходного сырья происходит в результате последовательно-параллельных реакций, протекающих главным образом по радикально-цепному механизму. Ход реакций в термодинамическом отношении вполне закономерен, так как обусловлен переходом нефтяного сырья с большим запасом свободной энергии в низкомолекулярные газообразные и среднемо-лекулярные дистиллятные фракции и в кокс, имеющие меньший запас свободной энергии.

Очевидным решением возникшей проблемы — производить не только больше бензина в целом, но и больше неэтилированного бензина — является необходимость расширения первичной переработки нефти. Это ведет к крупным капиталовложениям в установки первичной и последующей переработки, а в настоящее время наблюдается нежелание увеличивать единичные мощности этих установок. Специалисты по нефтепереработке ищут другие пути увеличения производства бензина, в частности оптимизируя производство неэтилированного бензина. Одно из решений проблемы заключается также в развитии мощностей и росте глубины превращения нефтяного сырья при его каталитическом крекинге в псевдоожиженном слое.

Из других способов определения теплового эффекта процессов химического превращения нефтяного сырья следует остановиться на составлении тепловых балансов реакторов промышленных установок. Если известен материальный баланс реактора и его точные

Термодеструктивные превращения нефтяного углерода..... 189

; —изменение АО для углеграфитового вещества; 2 — изменение ДО для графита; 3 — изменение ДО для прокаленного нефтяного кокса; 4 — разность изменений ДО в процессе превращения нефтяного кокса в графит.

ТЕРМОДЕСТРУКТИВНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ НЕФТЯНОГО УГЛЕРОДА

Основные факторы промышленных процессов термического превращения нефтяного сырья. Основными факторами термического крекинга нефтяного сырья являются термическая стабильность сырья, температура и длительность процесса. Что касается давления, то оно влияет на результаты крекинга только при определенных условиях.

Известно, что при течении жидких систем турбулентность является следствием быстрых неоднородных потоков. В этих случаях исчезает корреляция между движением отдельных частей системы. Более того, система теряет информацию о начальных условиях, что практически исключает возможность предсказания дальнейшего развития процессов превращения нефтяной системы. Впрочем, явления турбулиза-ции могут проявляться в любых условиях существования нефтяной дисперсной системы, если имеется даже слабая возможность образования локальных неустойчивостей. Сравнительно ярко турбулентность может проявляться в структурных преобразованиях в нефтяных системах при интенсивном воздействии на них, например, в термических процессах превращения нефтяного сырья, при формировании структуры коксующейся массы тяжелого нефтяного остатка при высоких температурах и т.п. Возникающие при этом нелинейные эффекты могут существенно отражаться на параметрах технологических процессов. Изучение возможных закономерностей и условий проявления указанных нелинейных эффектов является одной из перспективных фундаментальных проблем нефтепереработки.

Термодеструктивные превращения нефтяного углерода . . . . . 189

1 — изменение ДО для углеграфитового вещества; 2 — изменение ДО для графита; 3 — изменение AG для прокаленного нефтяного кокса; 4 — разность изменений ДО в процессе превращения нефтяного кокса в графит.