Главная -> Словарь

Высокоплавкие углеводороды

Реакция алкилирования открывает экономичные пути производства высокооктанового моторного топлива из газов нефтепереработки, поэтому она была всестороннее изучена. Процессы алкилирования играли важную роль во время второй мировой войны. В то время алкилаты вырабатывались с суточной производительностью около 13 600 т для использования их в качестве компонента 100-октанового авиационного бензина.

Отработанную фракцию С4, содержащую бутан-бутены, после выделения из нее метанола и дополнительной очистки от примесей можно направить на алкилирование, что позволит за счет получения высокооктанового моторного алкилата расширить ресурсы бензина и улучшить его фракционный состав. Сернокислотной гидратацией линейных бутенов можно получить егор-бутанол, также являющийся высокооктановой добавкой к бензинам.

С течением времени увеличивалась потребность и в ненасыщенных углеводородах Ся и особенно С4, что связано с современным способом производства высокооктанового моторного топлива, а в последнее время и с производством бутадиена. Недостаток в доступных и дешевых газообразных олефинах заставил искать другие источники их получения.

В этом разделе коротко рассматриваются важнейшие вопросы газообразования при крекинг-процессе и переработки газов крекинга. Предварительное ознакомление с главой «Производство высокооктанового моторного топлива» очень желательно.

При получении низкомолекулярных ароматических углеводородов, которые, как уже сказано выше, могут быть применены в качестве высокооктанового моторного топлива, также следует довольно точно придерживаться оптимального экспериментально установленного времени нахождения пиролизуемого материала в зоне нагрева. В противном случае наступает далеко идущая ароматизация с образованием высокомолекулярных конденсированных систем, которые уже непригодны в качестве моторного топлива. Важность соблюдения определенного времени реакции, выраженного скоростью газового потока, отчетливо показана в табл. 102. В пей показано также, как влияет на выход моторного бензола изменение количества газа, проходящего через печь в единицу времени, а также его состав.

Смесь газообразных продуктов гидрирования угля, используемая в описываемом методе, содержит примерно 70% метана, 25% этапа ir 5% пропана. Пропан и бутаны, которые тоже присутствуют в газах гидрирования угля, также могли бы служить прекрасным сырьем для производства ацетилена методом электрокрекинга. Однако эти углеводороды используют в производстве высокооктанового моторного тошнит.

Технологические процессы, применяющиеся для получения высокооктанового моторного топлива

в настоящее время для получения высокооктанового моторного топлива 118))), а в табл. 149 — процессы, при помощи которых можно получать моторные топлива с заранее заданными свойствами. Эти процессы делятся на две большие группы.

Новейшие тенденции в области произиодства высокооктанового моторного топлива направлены к тому, чтобы каталитическим риформированием подходящего исходного бензина получать высокоароматизированный продукт, который после извлечения ароматических углеводородов снова подвергать либо каталитическому, либо термическому риформингу. В конце концов, получается смесь продуктов, дающих бензин с очень высоким октановым числом.

В производстве высокооктанового моторного топлива каталитическое алкилирование играет чрезвычайно большую роль. Наиболее важный из существующих методов получения изооктана заключается в алкилировании изобутана и-бутоном в присутствии концентрированной серной кислоты;

Изосинтез. Изосинтез впервые был разработан еще в начале 1940-х годов, но не привлек большого внимания. Ранняя работа упоминалась в обзоре Кона . Катализатор в его первоначальной форме, состоявший из диоксида тория, промоти-рованного оксидом алюминия и щелочью, работал при 450°С, 29,4—58,8 МПа и отношении Н2/СО = 2:1. Продукт состоял из изопарафинов, в основном изобутана, некоторых разветвленных олефинов и ароматических соединений. Максимум распределения продуктов падал на соединения низкой молекулярной массы, а содержание углеводородов Ci—Q составляло более 50% продукта. Возможность получения разветвленных и ароматических углеводородов делает изосинтез важнейшим процессом для производства высокооктанового моторного топлива. Распределение продуктов должно быть сдвинуто в сторону более высоких углеродных чисел, а активность и условия реакции улучшены, чтобы процесс стал экономически оправдан.

Одной из форм совершенствования процесса является порционная подача растворителя, при которой создаются условия для разделения кристаллизацией высоко- и низкоплавких углеводородов. При первом разбавлении сырья расход растворителя должен быть таким, чтобы из раствора выделялись самые высокоплавкие углеводороды, образующие кристаллы наибольших размеров. При порционном разбавлении каждая порция вводимого растворителя должна иметь температуру на 2—3 °С выше температуры смеси в точке, куда подается растворитель. Порционная подача растворителя эффективна при депарафинизации и обез-масливании дистиллятного сырья широкого фракционного состава.

Поскольку рост кристаллов твердых углеводородов происходит постадийно, этот оптимум должен иметь место на каждой стадии охлаждения, что обеспечивает образование крупных кристаллов и, как следствие, увеличение скорости фильтрования и выхода депарафинированного масла при одновременном снижении содержания масла в твердой фазе. Это достигается порционной подачей растворителя в процессе охлаждения сырья. При порционной подаче растворителя в процессе депарафинизации создаются условия для разделения кристаллизацией высоко- и низкоплавких углеводородов . При первом разбавлении сырья расход растворителя должен быть таким, чтобы из раствора выделились только наиболее высокоплавкие углеводороды, образующие кристаллы наибольших размеров при прочих равных условиях. Тогда при дальнейшем охлаждении суспензии происходит самостоятельная кристаллизация низкоплавких твердых уг-

торов скребкового типа. Метод заключается в смешении гача с предварительно охлажденным растворителем в вертикальном аппарате, называемом кристаллизатором смешения . Этот аппарат состоит из секций, в каждую из которых подается порция охлажденного растворителя. Сырье, поступающее в нижнюю часть кристаллизатора, перемешивается с растворителем при помощи специального перемешивающего устройства. Такой способ кристаллизации твердых углеводородов создает условия для образования слоистых разрозненных кристаллов сферической формы, в центре которых закристаллизованы высокоплавкие углеводороды, а внешний слой образуют низкоплавкие компоненты. При промывке последние легко удаляются с растворителем. Такая форма кристаллизации способствует увеличению скорости фильтрования суспензии на 15—25%, снижению содержания масла в твердой фазе на 7—10% и, кроме того, позволяет вести охлаждение со значительно большей скоростью. Внедрение предложенного метода дает возможность исключить из схемы установки скребковые кристаллизаторы и повысить эффективность обезмасливания твердых углеводородов.

Хорошая восприимчивость мангышлакского петролатума к модификаторам структуры подобного типа объясняется не только высоким содержанием в нем парафино-нафтеновых углеводородов, но и их строением. Наиболее высокоплавкие углеводороды этого петролатума в основном представлены нормальными парафиновыми углеводородами, имеющими наибольшее .кристаллографическое сродство к вводимым н-алканам. Микроструктура кристаллов

Одним из малоизученных электрокинетических явлений в дисперсных системах нефтяных твердых углеводородов является их поведение в неоднородном электрическом поле. Эта область представляет наибольший интерес, так как действие сильного неоднородного электрического поля вызывает направленное движение частиц, которое можно использовать для разделения нефтяных дисперсий. С целью выделения наиболее высокоплавких углеводородов из петролатума первой ступени деасфальтизации смеси тюменских нефтей i была приготовлена суспензия петрола-тум — н-гептан . После нагрева до полного растворения систему охлаждали до 22 °С. Выбор этой температуры определяется возможностью выделить из петролатума углеводороды с наибольшей температурой плавления, так как в этом случае высокоплавкие углеводороды являются дисперсной фазой, а раствор низкоплавких углеводородов в гептане — дисперсионной средой. В данной среде частицы дисперсной фазы обладают отрицательным зарядом, который определяли методом электрофореза.

Поскольку рост кристаллов твердых углеводородов происходит постадийно, этот оптимум должен иметь место на каждой стадии охлаждения^ что обеспечивает образование крупных кристаллов и, как следствие, увеличение скорости фильтрования и выхода депарафинированного масла при одновременном снижении содержания масла в твердой фазе. Это достигается порционной подачей растворителя в процессе охлаждения сырья. При порционной подаче растворителя в процессе депарафинизации создаются условия для разделения кристаллизацией высоко- и низкоплавких углеводородов . При первом разбавлении сырья расход растворителя должен быть таким, чтобы из раствора выделились только наиболее высокоплавкие углеводороды, образующие кристаллы наибольших размеров при прочих равных условиях. Тогда при дальнейшем охлаждении суспензии происходит самостоятельная кристаллизация низкоплавких твердых уг-

торов скребкового типа. Метод заключается в смешении гача с предварительно охлажденным растворителем в вертикальном аппарате, называемом кристаллизатором смешения . Этот аппарат состоит из секций, в каждую из которых подается порция охлажденного растворителя. Сырье, поступающее в нижнюю часть кристаллизатора, перемешивается с растворителем при помощи специального перемешивающего устройства. Такой способ кристаллизации твердых углеводородов создает условия для образования слоистых разрозненных кристаллов сферической формы, в центре которых закристаллизованы высокоплавкие углеводороды, а внешний слой образуют низкоплавкие компоненты. При промывке последние легко удаляются с растворителем. Такая форма кристаллизации способствует увеличению скорости фильтрования суспензии на 15—25%, снижению содержания масла в твердой фазе на 7—10% и, кроме того, позволяет вести охлаждение со значительно большей скоростью. Внедрение предложенного метода дает возможность исключить из схемы установки скребковые кристаллизаторы и повысить эффективность обезмасливания твердых углеводородов.

Хорошая восприимчивость мангышлакского петролатума к модификаторам структуры подобного типа объясняется не только высоким содержанием в нем парафино-нафтеновых углеводородов, но и их строением. Наиболее высокоплавкие углеводороды этого петролатума в основном представлены нормальными парафиновыми углеводородами, имеющими наибольшее кристаллографическое сродство к вводимым н-алканам. Микроструктура кристаллов

Одним из малоизученных электрокинетических явлений в дисперсных системах нефтяных твердых углеводородов является их поведение в неоднородном электрическом поле. Эта область представляет наибольший интерес, так как действие сильного неоднородного электрического поля вызывает направленное движение частиц, которое можно использовать для разделения нефтяных дисперсий. С целью выделения наиболее высокоплавких углеводородов из петролатума первой ступени деасфальтизации смеси тюменских нефтей была приготовлена суспензия петрола-тум — я-гептан . После нагрева до полного растворения систему охлаждали до 22 °С. Выбор этой температуры определяется возможностью выделить из петролатума углеводороды с наибольшей температурой плавления, так как в этом случае высокоплавкие углеводороды являются дисперсной фазой, а раствор низкоплавких углеводородов в гептане — дисперсионной средой. В данной среде частицы дисперсной фазы обладают отрицательным зарядом, который определяли методом электрофореза.

В эмульгаторах мангышлакской нефти в основном содержатся высокоплавкие углеводороды: содержание парафина составляет 48,2% с температурой плавления 64—89 °С, асфальтенов 24,7% и смол — 23,4%. Смол силикагелевых в эмульгаторах мангышлакской нефти в 2-3 раза больше, чем в эмульгаторах, выделенных из арланской и ромашкинской нефти.

Выделяющаяся из топлива твердая фаза представляет собой высокоплавкие углеводороды, преимущественно парафинового ряда, а также ароматические и нафтеновые углеводороды с длинными боковыми цепями и некоторые бициклические углеводороды — прежде всего ароматические. Температура плавления этих углеводородов зависит от их строения и молекулярного веса. Как правило, с увеличением молекулярного веса, а следовательно, и температуры кипения температура плавления повышается. Однако температура плавления углеводородов одного и того же молекулярного веса в зависимости от строения колеблется в очень широких пределах; в ряде случаев температура плавления высокомолекулярных углеводородов ниже, чем низкомолекулярных.