Главная -> Словарь

Селективной конверсии

Присутствие в нефтях значительных количеств углеводородов с пятичленными циклами, а также трудности анализа этих углеводородов обычными спектральными методами побудили к разработке специального метода исследования этих углеводородов. Сущность метода заключается в превращении циклопентановых углеводородов в циклогексановые путем расширения цикла за счет а-углеродных атомов боковых цепей. Ценность этого метода заключается в том, что после расширения кольца вновь образованные углеводороды с 6-членными циклами подвергаются каталитическому дегидрированию и превращению в углеводороды ароматического ряда, анализ которых методами молекулярной спектроскопии, как уже указывалось, является уже значительно более простой операцией. Кроме того, этим путем можно отделить циклопентановые углеводороды от углеводородов мостикового типа, не способных к образованию в результате этих реакций углеводородов ароматического ряда. Таким образом, метод «селективной изомеризации» фактически должен называться методом «селективной изомеризации с последующим дегидрированием»».

Для аналитических целей реакцию изомеризации следуег проводить таким образом, чтобы окончание ее совпало с моментом максимального накопления первичного продукта реакции. Этот максимум удобно определять как функцию степени превращения исходного углеводорода. Обычно-этот максимум соответствует 90—95%-ной степени превращения исходного углеводорода, что и является оптимальной величиной при селективной изомеризации. Однако в случае исследования смесей сложных углеводородов, особенно нефтяного происхождения, определение их степени превращения не всегда является возможным. Для того чтобы точно контролировать действительную степень изомеризации исследуемых углеводородов, к ним добавляют углеводороды, являющиеся кинетическими реперами, определяющими степень воздействия катализатора на исследуемые углеводороды. Такими реперами служат уже известные соединения •— этилциклопентан или этилциклогексан, анализ степени превращения которых в условиях опыта не представляет особых затруднений. Определяя степень превращения репера, нетрудно затем рассчитать и степень превращения исследуемых углеводородов, для чего, очевидно, необходимо знание их относительной константы скорости реакции. Ранее было показано, что для серии реакций

После окончания опыта, на основании степени превращения репера, используя уравнение , можно рассчитать степень превращения исследуемых углеводородов. В случае недостаточной глубины превращения реакцию можно продолжить. Возможен и другой вариант: задаваясь заранее желаемой степенью превращения исследуемых углеводородов, рассчитывают необходимую для этого степень превращения репера, а затем проводят изомеризацию до необходимого предела, периодически контролируя при этом степень превращения репера. Экспериментальные подробности проведения селективной изомеризации описаны в работе . Реакция осуществляется при 30° С, катализатором служит бромистый алюминий.

Так как после реакции проводится обычно каталитическое дегидрирование вновь образовавшихся углеводородов с шестичлен-ными циклами, то само собой разумеется, что для селективной изомеризации нефтяных фракций необходимо использовать только смеси углеводородов, которые уже были подвергнуты дегидрированию с целью удаления находящихся там углеводородов гекса-метиленового ряда. Перед изомеризацией исследуемые углеводороды должны быть тщательно очищены от следов ароматических или непредельных углеводородов, а также перекисей. Точность предложенного метода зависит от правильного выбора значения /?отн. При выборе этой величины необходимо учитывать различные скорости превращения цикланов, зависящие не только от молекулярного веса исходных углеводородов, но также и от количества заместителей и от их расположения в кольцах.

В некоторых случаях при проведении селективной изомеризации теоретически возможно протекание быстрых побочных перегруппировок , несколько изменяющих ожидаемое строение получающихся углеводородов. Однако необходимо учесть, что при этом не происходит ни образования новых заместителей в кольцах, ни изменения типа связки колец, т. е. основное условие селективности изомеризации сохраняется.

Другим отличием селективной дегидроизомеризации от селективной изомеризации является довольно быстрое разрушение группировки четвертичного углерода:

Исследование строения пятичленных нафтенов путем селективной изомеризации с последующим дегидрированием отдельно для мопо-, би- и трициклических нафтенов

Исследование строения нафтенов с помощью химических методов: жидкофазного дегидрирования и селективной изомеризации — позволило определить соотношение в тех же нефтях трех различных групп углеводородов:

3) углеводороды, содержащие мостиковые полициклические структуры, не способные к жидкофазному дегидрированию, даже после селективной изомеризации. В этой группе углеводородов, очевидно, могут находиться также и цикланы с геминальными и ангулярными заместителями.

Исследовавие строения пятичленных нафтенов различных нефтеи методой селективной изомеризации с последующим дегидрированием

вичное дегидрирование), так и пентаметиленовых углеводородов .

Для корректной оценки влияния варианта реализации реакционного устройства на результаты процесса был выбран показатель степени селективной конверсии. Целью процесса висбрекинга является получение из высоковязких остатков маловязких котельных топлив. Это наиболее эффективно достигается образованием значительных количеств среднедистиллятных фракций собственной выработки, которые играют роль разбавителя, поэтому селективная конверсия оценивалась по выходу целевых дистиллятных продуктов за вычетом использованных разбавителей . Определение потенциальных материальных балансов проводилось с учетом фракционного состава всех получаемых продуктов и применяемых разбавителей с использованием стандартных методов фракционирования и метода имитированной дистилляции для компонента котельного топлива, выводимого с установки.

Анализ полученных данных показал, что для достижения максимальной селективной конверсии наиболее подходят варианты с выносными реакционными камерами, причем наилучших результатов позволяет добиться реализация технологии с камерой с восходящим потоком. Эта технология обеспечивает длительное пребывание тяжелой части сырья в реакционной зоне в мягких условиях, за счет чего происходит легкий крекинг исходных тяжелых углеводородов с образованием максимального количества целевых среднедистиллятных продуктов.

Обеспечение наибольшей селективной конверсии сопровождается также максимальным выходом газа и бензина, которые хотя и не являются целевыми продуктами процесса, однако получение их из тяжелых остатков повышает глубину переработки нефти на предприятий, что позволяет также говорить о преимуществах вариантов с реакционными камерами.

На рис. 23 показан реакторно-регенераторный блок установки каталитического крекинга, созданный по технологии этой фирмы. Процесс предназначен для селективной конверсии газойлей и тяжелых мазутов. Целевыми продуктами являются высокооктановый бензин, средние дистилляты и олефины €3—С4.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Для оценки эффективности процесса Вб введено понятие и использован показатель селективной конверсии , который характеризует выход целевых дистиллятных продуктов, являющихся разбавителем при получении котельных топлив.

Целью процесса висбрекинга является получение из высоковязких остатков маловязких котельных топлив. Это наиболее эффективно достигается образованием значительных количеств дистиллятных фракций, которые играют роль разбавителя. Поэтому для корректной оценки влияния варианта реализации реакционного устройства на результаты процесса был введен показатель селективной конверсии , который оценивается по выходу целевых дистиллятов, начало кипения которых определяется концом кипения бензина , а конец кипения - началом кипения исходного сырья , который характеризует выход целевых дистиллятных продуктов, являющихся разбавителем при получении котельных топлив. Сопоставительная оценка эффективности различных вариантов промышленной реализации процесса Вб показала, что максимальной СК позволяет добиться реализация технологии с РКВП.

2. Выявлены закономерности и установлено влияние технологических параметров процесса Вб с РКВП, реализованного в промышленном масштабе, на эффективность процесса. Показано, что наилучшим с точки зрения достижения максимальной селективной конверсии является режим, когда Вб с РКВП проходит при температурах 445- 450 °С, времени пребывания в реакционной зоне 10-15 мин и отсутствии рециркуляции.

примере Уфимской группы заводов установлены основные этапы их развития. Установлена тенденция к повышению селективности конверсии углеводородов. Разработана перспективная схема селективной конверсии алкановых, циклоалкановых и ареновых компонентов с максимальным получением высокооктановых изоалкановых компонентов.

1. Разработана перспективная схема селективной конверсии углеводородов С5-Сц прямогонного происхождения, обеспечивающая получение высокооктановых компонентов товарного бензина с суммарным содержанием бензола 0,9 % и аренов на уровне 25 %, которая используется ГУП Институт нефтехимпереработки при составлении рекомендаций по развитию схем производства бензина для ряда нефтеперерабатывающих предприятий.

В целом в истории развития процессов и схем конверсии углеводородов Cs-Сц установлена тенденция к повышению селективности конверсии, которая предполагает разделение как сырья, так и продуктов конверсии по химическому признаку, т.е. по классам и группам углеводородов , и их раздельную конверсию. На основе установленной тенденции разработана принципиальная перспективная схема селективной конверсии циклоалкановых, ареновых и алкановых углеводородов С5-Сц нефтяного происхождения для получения высокооктановых компонентов бензина . Ее коренное отличие от существующих технологий состоит в выделении из смеси углеводородов Cj+ алканов, которые подвергаются изомеризации, а оставшиеся циклоалканы и арены подвергаются каталитической ароматизации. В данной схеме также реализованы методы снижения содержания бензола путем удаления его предшественников из сырья и продуктов ароматизации. Разработанная схема позволяет получать компоненты бензина, соответствующие перспективным экологическим требованиям, в которых суммарное содержание бензола находится на уровне этапа 5 развития схем конверсии углеводородов С5-Сц, а содержание аренов составляет около 25 % , практически без снижения октанового числа за счет повышения доли алканов разветвленного строения.