Деструктивная переработка.
К числу важнейших из современных способов нефтепереработки относятся различные виды деструктивной переработки: термический крекинг, пиролиз и ароматизация нефти, коксование, каталитжч. крекинг, деструктивная гидрогенизация и недеструктивная гидрогенизация, алкилирование и др.
Термич. крекинг представляет собой разложение высококипящих нефтепродуктов (керосина, солярового масла, мазута и др.) под действием высоких температур (470°—520°); проводится с целью получения низкокипящих углеводородов — крекинг-бензина. При этом в качестве побочных продуктов получаются газ и остаток. Крекинг позволяет значительно увеличить производство бензина и повысить его антидетонационные качества, т. к. октановые числа крекинг-бензина выше, чем у бензина прямой гонки, выделенного из той же нефти. Пиролиз представляет процесс глубокого разложения керосина и газойля, осуществляемый под атмосферным давлением при 680°—750°; с его помощью получают ароматич. углеводороды: бензол, толуол, ксилолы, нафталин и т. д., а также газ, богатый ненасыщенными углеводородами. Смесь бензола и ксилолов (пиробензол) часто используется в качестве компонента авиабензина. Пиролизный пек является отличным сырьём для получения беззольного кокса нефтяного. Производство толуола пиролизом малоэффективно из-за низкого выхода и имеет ограниченное применение. Коксование — процесс глубокого разложения нефтяных остатков (гудронов, крекинг-остатков, пеков, мазутов), осуществляемый под атмосферным давлением в широких пределах температуры (480°—650°). При коксовании получается, в зависимости от свойств исходного сырья и режима, 8—20% нефтяного кокса, 5—20% газа и остальное — жидкие нефтяные продукты: коксовый дестиллат, содержащий также некоторое количество бензиновых фракций. Коксовый дестиллат часто используется как сырьё для термического и каталитического крекинга. Коксование, наряду с деструктивной гидрогенизацией, является одним из способов увеличения выработки светлых нефтепродуктов за счёт переработки тяжёлых нефтяных остатков. Деструктивная гидрогенизация нефтяных остатков по сравнению с коксованием имеет безусловное преимущество как в смысле большего выхода целевых продуктов, так и лучшего их качества. Существенным достоинством деструктивной гидрогенизации применительно к остаткам сернистых нефтей является обессеривающее действие этого метода переработки. Однако сложность процесса деструктивной гидрогенизации и большие капитальные и эксплуатационные расходы вынуждают часто отдать предпочтение коксованию.
Термич. крекинг представляет собой разложение высококипящих нефтепродуктов (керосина, солярового масла, мазута и др.) под действием высоких температур (470°—520°); проводится с целью получения низкокипящих углеводородов — крекинг-бензина. При этом в качестве побочных продуктов получаются газ и остаток. Крекинг позволяет значительно увеличить производство бензина и повысить его антидетонационные качества, т. к. октановые числа крекинг-бензина выше, чем у бензина прямой гонки, выделенного из той же нефти. Пиролиз представляет процесс глубокого разложения керосина и газойля, осуществляемый под атмосферным давлением при 680°—750°; с его помощью получают ароматич. углеводороды: бензол, толуол, ксилолы, нафталин и т. д., а также газ, богатый ненасыщенными углеводородами. Смесь бензола и ксилолов (пиробензол) часто используется в качестве компонента авиабензина. Пиролизный пек является отличным сырьём для получения беззольного кокса нефтяного. Производство толуола пиролизом малоэффективно из-за низкого выхода и имеет ограниченное применение. Коксование — процесс глубокого разложения нефтяных остатков (гудронов, крекинг-остатков, пеков, мазутов), осуществляемый под атмосферным давлением в широких пределах температуры (480°—650°). При коксовании получается, в зависимости от свойств исходного сырья и режима, 8—20% нефтяного кокса, 5—20% газа и остальное — жидкие нефтяные продукты: коксовый дестиллат, содержащий также некоторое количество бензиновых фракций. Коксовый дестиллат часто используется как сырьё для термического и каталитического крекинга. Коксование, наряду с деструктивной гидрогенизацией, является одним из способов увеличения выработки светлых нефтепродуктов за счёт переработки тяжёлых нефтяных остатков. Деструктивная гидрогенизация нефтяных остатков по сравнению с коксованием имеет безусловное преимущество как в смысле большего выхода целевых продуктов, так и лучшего их качества. Существенным достоинством деструктивной гидрогенизации применительно к остаткам сернистых нефтей является обессеривающее действие этого метода переработки. Однако сложность процесса деструктивной гидрогенизации и большие капитальные и эксплуатационные расходы вынуждают часто отдать предпочтение коксованию.
Каталитический, крекинг также является процессом разложения высококипящих нефтяных фракций, осуществляемым в присутствии катализаторов, способствующих ускорению течения реакций и получению бензина более высокого качества. Каталитич. крекинг с безводным хлористым алюминием был впервые применён Н. Д. Зелинским в 1918 на заводе в Кускове. В крупном промышленном масштабе он появился в конце 30-х гг. Наибольшее распространение в этом методе получили алюмосиликатные катализаторы. В качестве сырья обычно служат разные фракции прямой гонки или коксовый дестиллат, выкипающий выше. 200°; остаточное сырьё реже подвергается каталитическому крекингу, т. к. оно склонно к повышенному образованию кокса, отлагающегося на катализаторе, что снижает его активность. Каталитич. крекинг обычно проводится при 0,5—1,0 ати и 450°—480°. При этом в среднем образуется 30—40% бензина, 10—18% газа и 3—5% кокса. Для восстановления активности катализатора его регенерируют путём выжигания кокса, отложившегося на его поверхности. Известны три основных типа установок каталитич. крекинга:
- 1) Установки, в которых процесс проводят со стационарным катализатором, реакционные аппараты работают с периодическим их переключением, напр, в течение 10 минут производится подача в реактор сырья, причём происходит цикл крекинга; затем реактор переключают и удаляют из него пары крекируемого сырья, после чего в течение 10 минут проводится регенерация катализатора; затем цикл возобновляется.
- 2)Установки, в которых процесс проводят с подвижным гранулированным катализатором (диаметр частиц 3—6 мм). В этом процессе катализатор под влиянием собственного веса сплошным потоком движется через реактор, в котором вступает в контакт с парами сырья. Внизу реактора парообразные продукты реакции отводятся, а отработанный катализатор транспортируется в регенератор, где восстанавливается его активность. Регенерированный катализатор возвращается в цикл.
- 3) Установки, в которых процесс осуществляется с пылевидным движущимся катализатором (диаметр частиц 0,1—1,0 мм).
В этом случае, так же как и в предыдущем, реактор и регенератор работают раздельно; через них по замкнутому кругу непрерывно циркулирует катализатор.
Деструктивная гидрогенизация применяется в нефтяной промышленности для превращения тяжёлых нефтяных остатков в бензин или дизельное топливо. Наряду с деструктивной применяется также и недеструктивная гидрогенизация; последняя проводится с целью присоединения водорода к ненасыщенным и ароматич. углеводородам, напр, в производстве изооктана (см.) из диизобутилена и т. п. Гидрогенизация может служить эффективным методом обессеривания светлых нефтепродуктов. Большое значение имеет переработка нефтяного газа (см.), получаемого при термич. и каталитич. крекинге и в других деструктивных процессах; эта переработка производится методами полимеризации, алкилирования и др.
Полимеризация представляет реакцию соединения двух или большего числа молекул непредельных углеводородов с образованием более высокомолеку лярного соединения (полимера). Так, полимеризация бутиленов С4Ы8 даёт изооктилены С8Н16, гидрированием которых получают высокооктановый компонент авиабензина, т. нефти изооктан, главной составной частью которого является 2,2,4-триметилпентан (СН3)3С—СН2—СН(СН3)2. Полимеризацией смеси непредельных углеводородов крекинг-газа получается полимер-бензин, добавлением к-рого в бензин для автомашин улучшается октановое число последнего. Полимеризация может быть проведена так, что образуются вещества с очень большим молекулярным весом (5000—20000), напр, полиизобутилен — вязкостная присадка для смазочных масел. В производстве высокооктановых компонентов моторных топлив широко используется метод алки-лирования. Так, изооктан может быть получен алкилированием изобутана бутилеыами в присутствии серной кислоты при 0°—10° и 4—6 ати. В качестве катализатора для этой реакции алкилирования применяют хлористый алюминий или безводный фтористый водород и др. Алкилирование бензола этиленом или пропиленом позволяет получить соответственно этилбензол и пропилбензол, используемые в производстве синтетического каучука и в качестве компонентов для авиабензина.
Комментариев нет:
Отправить комментарий