Главная -> Словарь

Превращение органического

При гидроочистке из нефтяного дистиллята удаляются агрессивные и нестабильные соединения, содержащие серу, азот и кислород. При этом углеводородный состав топлива практически остается без изменения. В процессах гидрокрекинга и гидрирования наряду с очисткой исходного сырья происходит изменение его углеводородного состава . Применение гидрогенизационных процессов для производства реактивных топлив позволяет получить топлива повышенного качества при одновременном расширении сырьевой базы производства. Однако в результате гидроочистки удаляются природные антиоксидан-ты, ухудшаются химическая стабильность и противоизносные свойства топлив. Для улучшения этих характеристик в такие топлива вводят антиоксиданты и противоизносные присадки.

В отличие от стабилизационного гидрирования, стабилизация при помощи ингибиторов, не претендуя ни на удаление тех или иных компонентов, ни на изменение структуры углеводородов , дает достаточно устойчивый к смолообразованию бензин в результате добавки к нему отрицательных катализаторов окисления. Разумеется, этого рода стабилизации могут подвергаться лишь бензины, не содержащие больших количеств вредных корродирующих примесей . К таким бензинам относятся прежде всего полимербен-зины и крекинг-бензины из нефтей с малым содержанием серы. Однако, как оказалось, вполне удовлетворительные результаты могут дать ингибиторы даже и в случае бензинов из первичных каменноугольных смол. Наиболее сильными ингибиторами являются жирные и ароматические амины, фенолы, а также соединения, содержащие как аминную, так и фенольную группы. Большое число разнообразных ингибиторов было изучено Иглофом с сотр. , которые оценивали их сравнительную эффективность в минутах индукционных периодов окисления. В табл. 71—73 приведены данные о влиянии различных ингибиторов на неочищенный бензин из пенсильванской нефти. В табл. 71 приведены индукционные периоды как исходного бензина , так и в присутствии каждого из изученных ингибиторов, а также длительность хранения в присутствии каждого из ингибиторов до образования 10 мг смол; из данных табл. 71 видно, что период индукции в 150—200 мин. отвечает примерно 10 мес. хранения.

Установлено, что при повышенной жесткости процесса происходит интенсивное превращение непредельных углеводородов в ароматические за счет реакции дегидроциклизации.

Превращение непредельных углеводородов при объемных скоростях жидкого сырья 3,6 заметно увеличивается с повышением давления до 200 am и в'меньшей степени при дальнейшем повышении давления от 200 до 300 am . Превращение непредельных углеводородов при давлениях 130, 200 и 290am соответственно равно 23,47 и 59%. При малых объемных

Рис. V.44. Влияние состава газа на превращение непредельных углеводородов С6—С7 крекинг-бензина при разных объемных скоростях сырья.

Рис. V.45. Влияние объемной скорости подачи жидкого сырья на превращение непредельных углеводородов С5—-С7 крекинг-бензина.

На основании полученных данных рекомендуются следующие условия проведения процесса: температура 160°, давление 290 am, концентрация кобальта 0,2%, скорость подачи жидкого сырья 2 объема на 1 объем реактора в час, количество циркулирующего газа 0,7 м3/л жидкого сырья. При таком режиме превращение непредельных углеводородов составляет 72% .

Кислород, который может присутствовать в синтез-газе, разлагает карбошшл кобальта с образованием неактивной синен кобальта и тем самым замедлнет превращение непредельных углеводородов74. Так же действуют псрскисныс соединения , Окись кобальта

Для этого было проведено карбонилирование фракции 55 — 125° уфимского крекинг-бензина с глубиной превращения непредельных углеводородов 60%. Из гидрогенизата была выделена углеводородная фракция и снова подвергнута карбонилированию. Так, были получены спирты С7 — Сэ от повторного карбонилирования. Превращение непредельных углеводородов при этом составляло 50%.

Впервые изомерное 'Превращение непредельных циклических углеводор'адов было открыто Н. М. Кижнером ведут на промышленном катализаторе фосфорная кислота на кизельгуре при температуре 200° С, давлении 50 am, объемной скорости по сырью 2 ч-1 и мольном соотношении пропилена и бу-тиленов 1:1 — 1,3 : 1; при этом превращение непредельных углеводородов составляет 80—85%. Выход гептеновой фракции, содержащей 90% моноолефинов, составляет 17,8% на исходные непредельные углеводороды, а октеновой и ноненовой соответственно 17,8 и 10,3%.

Указывалось также на возможное влияние избытка щелочи в битуминозных сланцах месторождения Грин Ривер на превращение органического вещества этих сланцев в нефть. Кокс, Вивер, Хенсон и Хенна в работе, доложенной в сентябре 1951 г. на заседании Американского химического общества, пришли к выводу, что, так как пластовые воды нефтяных месторождений являются «нейтральными или слабощелочными», катализ кислыми силикатами представляется невероятным и, по-видимому, невозможен. Однако никакой теории образования нефти они не предложили. Денфорс, Диморест и Муберри проверили действие щелочи на активность различных кислых силикатных катализаторов крекинга при крекинге цетана, кумола и диизобутилена, а также при разложении жирных кислот на олефины, воду и окись углерода. Выводы, к которым они пришли, настолько важны, что их следует процитировать .

Но все-таки общее направление движения нефти в конечном счете определяется тектоникой, поэтому, если можно спорить о роли тех или иных синклинальных форм на фоне других тектонических структур, то ни в коем случае нельзя отрицать громадного значения и роли больших депрессий регионального характера, названных нами геосинклиналями. Ведь в них-то и происходило накопление первично битуминозного материала — так называемой материнской породы. Здесь под влиянием повышенной температуры и давления и при участии других факторов происходило превращение органического материала в диффузно рассеянную в породе нефть, и отсюда началось ее движение: вследствие разницы в удельном весе воды и нефти происходит их разделение и подъем последней вверх по восстанию. На своем пути поднимающаяся из геосинклиналей с места своей родины нефть встречала различного рода препятствия тектонического характера в виде литологических особенностей того или иного пласта, и в этих преградах происходило ее накопление и образование нефтяных залежей *. Отрицая возможность накопления нефти в некоторых локальных структурных типах синклиналей, нельзя забывать огромного значения и роли геосинклиналей в образовании и аккумуляции нефти.

ИЗОМЕРИЗАЦИЯ — превращение органического соединения в соединение другого строения, или с иным расположением атомов или групп в пространстве без изменения состава и молекулярного веса. Многие процессы переработки нефти сопровождаются И. углеводородов.

Рассмотрим теперь современные представления о путях и механизме превращений липидной части органических веществ в углеводороды нефти. Пути эти сложны и многостадийны. Лишь небольшая часть исходных молекул попадает затем в нефть в неизмененном или малоизмененном виде. Основное же превращение органического вещества в осадочных породах заключается в образовании нерастворимого» продукта — геополимера, называемого обычно керогеном. В состав керогена, кроме остатков исходных органических молекул, входит и неорганическая составляющая, представленная обычно глинистыми минералами 1. Детальное описание состава, свойств и строения керогена можно найти в монографиях . Для понимания механизма превращения органического вещества особенно важно, тог что молекулы последнего на определенном этапе химически связаны со своей неорганической матрицей. По мере погружения керогена в осадочную толщу земной коры, т. е. по мере роста температуры и давления в керогене происходят различные микробиологические и химические превращения. Обычно выделяют Две основные стадии образования и преобразования керогена: а) диагенез, или седиментогенез , и б) катагенез.

Миллионы лет назад, когда климат на Земле был значительно теплее, имелись весьма благоприятные условия для размножения планктона и микроскопических водорослей. В результате усиленного размножения образовывались огромные скопления этих организмов. Периодически происходило, по-видимому, их массовое вымирание из-за недостатка кислорода и питательных веществ Мертвые организмы оседали на дно водоемов, где смешивались с илом и песком, приносимым реками, и где происходило биохимическое превращение органического вещества под влиянием бактерий. При этом в основном происходили гидролитические и восстановительные процессы, жиры гидролизовались, происходило восстановление кислородных соединений, отщепление аминогрупп от молекул аминокислот и т. д. В этих процессах могли принимать активное участие ферменты бактерии. 1асть органиче'ского вещества превращалась бактериями в газообразные углеводороды . Эти процессы проходили в верхних слоях осадочных отложений. С течением времени эти отложения оказывались все глубже, покрывались новыми слоями отложений. Поднималась температура и давление, и па глубине 1—3 км начинались химические превращения органического вещества под действием температуры, давления и горных пород, т. е. начиналась решающая фаза генезиса нефти: образование углеводородов из органического вещества и их превращения.

Рве. 3.1. Превращение органического вещества осадочных пород и генерация нефти и газа при росте глубины погружения Н и температуры Т:

аз подтверждают очень высокую сте-ень влияния состава растительного ма-гриала и условий его превращения на гадиях формирования осадка и диаге-еза на состав и свойства образующихся вердых горючих ископаемых. Воздей-гвие факторов метаморфизма, темпе -атуры и давления определяет даль-ейшее превращение органического ма-гриала.

Тление — превращение органического вещества на поверхности почвы под действием аэробных бактерий. Конечными продуктами этого процесса являются диоксид углерода и вода. На углеобразование процесс не оказывает влияния.

Перегнивание •— превращение органического вещества на некоторой глубине при недостатке кислорода. При этом основная масса растительного материала исчезает, и остается лишь небольшой остаток бурого цвета — перегной.

Оторфенение— превращение органического вещества практически без доступа воздуха под действием анаэробных бактерий. Оно происходит под слоем воды; при этом основная часть растительного материала переходит в торф.

Исходное вещество Выход, % на загрузку Выход жидкого . продукта на сухую и беззольную загрузку, % Превращение органического вещества угля, % по С + Н Расход водорода, % на пасту

Как было показано раньше , мы прежде всего различаем в образовании нефти превращение органического материала в смесь углеводородоподобных веществ, и затем превращение этого сравнительно малого числа соединений в ту сложную смесь, которую представляет собой нефть. Вопрос, подлежащий обсуждению, можно в кратких словах сформулировать так: каков характер углеводородоподобных веществ во. второй стадии эволюции нефти, т. е. какова так называемая первичная смесь углеводородов?