Главная -> Словарь

Процессов применяемых

Бурное развитие нефтехимии, создание и использование в промышленности новых каталитических процессов превращения углеводородов потребовало в последнее десятилетие значительного роста научной и технической информации, посвященной этим превращениям. При этом характерно, что механизмы реакций, открытых и изученных десятки лет назад, стали вновь исследоваться современными методами и пересматриваться, иной раз радикально. Можно сказать, что в эту область пришла новая волна творческой научной мысли. В основе этого лежит ряд причин.

Предмет книги «Технология нефтехимических производств» составляет существенную часть курса технологии органического синтеза. Книга содержит описание промышленных процессов превращения углеводородов в товарные продукты.

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССОВ ПРЕВРАЩЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ

В табл. VI1-1 приведены теплоты основных процессов превращения углеводородного сырья для различных индивидуальных углеводородов.

Анализ современных данных свидетельствует, что нефть, при многообразии ее состава, представляет сочетание единых по генезису двух групп соединений. К первой относятся соединения с унаследованной структурой молекул исходного органического вещества, которые претерпели лииь небольшие превращения — потерю тех или иных функциональной групп или радикалов, но сохранившие основной скелет бисмолекул. Вторую группу составляют соединения, образовавшиеся в результате глубоких и необратимых процессов превращения органического вещества и возникновения на этой основе соединений, не свойственных биологическим системам. К последним относятся главным образом циклоалканы, арены и смешанные циклоалкано-арены.

Поскольку углеобразование — один из сложнейших природных процессов превращения органического материала и в этом преобразовании участвует ряд биологических, химических, физических и других факторов, по вопросу генезиса углей появились и различные теории: химические, геологические, микробиологические. В начале текущего столетия появились целлюлозная и лигнинная гипотеза происхождения углей. Длительная дискуссия возникла вокруг вопроса, какие растительные вещества являются исходным материалом для образования спекающихся каменных углей: Фишер считал таковыми воски и смолы растений, а Берль — клетчатку растений в связи с особенностями ее превращения. По мнению Потонье, неспекающиеся среднегерманские бурые угли произошли от растений третичного периода, а каменные угли — из растений палеозоя.

Правильная оценка роли отдельных составляющих нефтей в процессе образования смол и асфальтенов при высоких температурах требовала исследования высокотемпературных процессов превращения нефтепродуктов, содержащих основные компоненты в неизменном состоянии и в широком спектре их количественных соотношений. С этой целью отбензиненная ромашкинская нефть разделялась на концентраты с различным содержанием углеводородных и неуглеводородных компонентов. Для разделения был использован предложенный М. А. Капелюшниковым метод так называемой ретроградной конденсации, или холодной перегонки . В качестве растворителей были использованы углеводородные газы под давлением, и все компоненты нефти, кроме асфальтенов, удалось перевести при сравнительно низких температурах в надкритическое состояние. Затем при ступенчатом снижении давления в системе осуществляется фракционирование, которое идет в обратном, по сравнению с горячей перегонкой, порядке — сначала выделяются наиболее высокомолекулярные компоненты, затем средние и т. д. Были получены образцы широкого фракционного состава и не менее широкого компонентного состава: образец 1 содержал 94,8% углеводородов и 5,2% смол; образец 2— 72,4% углеводородов, 25,6% смол и 2,0% асфальтенов, образец 3— 38,7% углеводородов, 47,0 % смол и 14,3 % асфальтенов.

Кроме общих химических свойств метановых углеводородов, рассматриваемых в органической химии и свидетельствующих о значительной инертности в отношении многих реагентов, следует отметить некоторые свойства, имеющие специфическое значение в аналитической химии метановых углеводородов или представляющих интерес для понимания процессов превращения при термокатализе или при термическом разложении.

Смолистые вещества, согласно этому взгляду, есть, так сказать, еще недоработанная нефть, или растворимые остатки нефте-материнского вещества. Многие неясные вопросы решаются в общем плане с принятием этой точки зрения достаточно просто. Присутствующие в нефти гетерогенные соединения, кислородсодержащие ароматические углеводороды, гибридные формы углеводородов являются продуктами ранних стадий превращения органического вещества, а высокие удельные веса нефтяных фракций, рапным образом и оптическая деятельность, свидетельствуют о неполной завершенности процессов превращения органического вещества. Высокомолекулярные соединения смолистых веществ в ходе процессов разукрупнения молекул образуют углеводородные вещества циклической структуры, переходящие из высших фракций в средние и низшие, вследствие чего бензиновые и керосиновые фракции тяжелых нефтей имеют высокие удельные веса. Таким образом, эта характеристика фракций непосредственно связана с природой смолистых веществ. Принцип наименьшего изменения молекул не позволяет думать, что разукрупнение молекул смолистых веществ сразу дает только удельно легкие осколки, которые могли бы образовать фракции с теми низкими удельными весами, которые характерны для нефтей значительного превращения.

Начальные этапы превращения состоят в потере элементов углекислоты. Интересно, что при нагревании сапропелитовых ископаемых уже при 250° начинается газообразование, причем газы состоят почти исключительно из углекислого газа, а в жидких конденсатах практически содержится только вода, но никакого смолообразования при этих температурах еще нет. При более высоких температурах в органическом веществе происходят значительные изменения, выражающиеся в образовании все больших количеств растворимых веществ. Этот процесс достигает максимальной величины примерно при 350—390°, когда органическое вещество уже на 80% или больше переходит в раствор бензола при экстрагировании. На этом этапе вещество уже теряет большую часть кислорода в виде углекислоты и воды, превращаясь в массу, богатую углеводородами. Конечно, эти аналогии между процессом естественного превращения органического вещества и нагреванием до довольно высоких температур не могут являться доказательством общности процессов превращения, однако заслуживает внимания возможность перевести практически все

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.

Примерами каталитических процессов, применяемых в нефтепереработке и нефтехимических производствах, являются каталитический крекинг и риформинг различных видов сырья, гидрогенизация, дегидрирование, полимеризация, гидратация, алкилирование и другие. К некаталитическим процессам относятся термический крекинг и пиролиз, протекающие под воздействием высоких температур.

— теоретические основы и технология всех физико-химических процессов, применяемых на современных нефтеперерабатывающих заводах;

— теоретические основы и технология всех физико-химических процессов, применяемых на современных нефтеперерабатывающих

В табл. 2 представлены некоторые физические, гидродинамические и термохимические характеристики основных процессов, применяемых в нефтехимической промышленности.

Незначительные объемы производства авиационных бензинов как существующие, так и перспективные не стимулируют развитие и совершенствование специальных технологических процессов их получения. В связи с этим в последние годы наметилась тенденция отхода от классической технологии производства авиационных бензинов, сложившейся в 40-х годах, и все более широкого использования для их производства компонентов и технологических процессов, применяемых для производства автомобильных бензинов. Это изменение состава и технологии сопровождалось проведением испытаний новых образцов авиационных бензинов.

Кар'бамидная депарафинизация является одним из относительно новых процессов, применяемых в нефтепереработке при производстве топлив и .масел. Его интенсифицируют, совершенствуя главным образом отдельные узлы технологических схем существующих установок.

Карбамидная депарафинизация является одним из относительно новых процессов, Применяемых в нефтепереработке при производстве топлив и масел. Его интенсифицируют, совершенствуя главным образом отдельные узлы технологических схем существующих установок.

Сводные данные о кажущейся энергии активации и температурных коэффициентах скоростей различных гидрогенизационных процессов, применяемых в нефтепереработке и нефтехимии, приводятся в табл. 34 .

В соответствии с решением XXV съезда партии в десятом пятилетии в нашей стране предусмотрена организация крупнотоннажного производства жидких парафинов для нужд микробиологической промышленности и производства синтетических моющих средств. На выбор комплекса технологических процессов, применяемых в нефтеперерабатывающей промышленности разных стран, наиболее существенное влияние оказывают структура потребления товарных нефтепродуктов и химическая природа подлежащих переработке сырых нефтей.

Очистка фильтрованием через неподвижный слой адсорбента — один из наиболее старых процессов, применяемых при производстве масел и парафинов. В результате фильтрования из очищаемого продукта извлекаются ^ компоненты, ухудшающие его свойства, — смолы, производные азота и кислорода, нафтеновые и сульфокислоты и другие нежелательные примеси. При этом "улучшается цвет масел и парафинов, исчезает запах, снижается коксуемость масел.

В книге изложены основы расчета процессов перемещения жидкостей и газов, теплообмена, массо-обмена и других процессов, применяемых на нефтеперерабатывающих заводах. Приводятся краткие сведения по термодинамике, гидравлике, теплопередаче и т. д., необходимые для расчетов.