Учеба
Разная информация
Ссылки на сторонние ресурсы
|
Навигация
Партнеры
Опрос
Помог ли вам этот сайт?
Топ новости
|
1) Температура кипения при данном давлении для всех индивидуальных веществ является физической константой.
Нефть и её продукты характеризуются не t кипения а t предела начала и конца кипения (фракции) по результатам перегонки судят о фракционном составе. Бензиновые фракции начало кипения (н.к.) – 180С Керосиновые фракции – 180-240С Дизельная фракция – 240-350С Мазут свыше 350С Мазут подвергают вакуумной перегонке, в результате получают гудрон (450С). По дальнейшей переработке мазута различают топливный вариант переработки( вакуумный гудрон) перерабатывается в топливо и топливо-маслянный вариант. Фракционный состав нефти предопределяет пути её переработки. Большинство нефти содержит в среднем 15-30% фракций выкипающих до 200С, 40-50% перегоняющихся 350С. Групповой состав нефти С=83,5-87% Н=11,5-4% N2=0,001-0,3% О2=0,1-1% S=0,1-2,0% 2)типы сернистых соединений в нефти весьма разнообразны. Отдельные нефти содержат свободную серу, которая при длительном хранении их выпадает в резервуарах аморфной массы. В других случаях сера пребывает в нефтях и нефтепродуктах в связанном состоянии, т.е. в виде сероводорода и сераорганических соединений (меркаптанов, сульфидов, дисульфидов, тиофенов, теофанов). Среди сернистых соединений нефтей и нефтяных фракций различают три группы: 1. сероводород и меркаптаны, обладающие кислотными, а поэтому и наиболее сильными коррозионными свойствами. 2. нейтральные на ходу и термически мало устойчивые сульфиды и дисульфиды. При 130-160С они начинают распадаться с образованием сероводорода и меркаптанов. 3. термически стабильные циклические соединения – тиофаны и теофены. Кислородсодержащие соединения нефти. Эти соединения представлены алифатическими и нафтеноароматическими кислотами, фенолами, кетонами и эфирами. Они сосредоточены в высококипящих фракциях. Содержание фенолов в различных нефтях может достигать 0,01-0,05%. Нефтяные кислоты в основном представлены циклопентановыми и циклогексанкарбоновыми нафтеновыми кислотами. Содержание нефтяных кислот достигает в среднем 0,1-1,8%. 3)Удаление из нефтепродуктов (дистиллятов и остатков от перегонки нефти) нежелательных компонентов, отрицательно влияющих на эксплуатационные свойства топлив и масел. К таким компонентам относятся сернистые и азотистые соединения, асфальтово-смолистые вещества и др. В промышленности применяются химические, физико-химические и каталитические методы очистки. Для нефтепродуктов серосодержащие соединения являются очень вредной примесью. Они токсичны, придают нефтепродукту неприятный запах, вредно отражаются на антидетанационных свойствах бензинов, способствуют смолообразованию в крекинг – продуктах и вызывают короззию металлов. 4) нефти различных месторождений отличаются друг от друга по физическим и химическим свойствам. Свойства нефти определяют направление её переработки, решающим образом влияют на качество получаемых нефтепродуктов. Нефти классифицируют в зависимости от их химической природы и свойств. По технологической классификации нефти делятся на классы, группы, подгруппы, виды, типы. Класс – содержание сер 1 класс – малосернистая. Содержание серы 0,5% 2 класс – сернистая, 0,51-20% 3класс выше 2,0% Типы – по содержанию фракций выкипающие до 350С 1 тип – не менее 55% 2 тип – от 45 до 54,9% 3 тип – менее 45% Вид – по содержанию твердых алканов и парафинов 1 вид - малопарафиновые нефти - не более 1,5 2 вид – парафиновые – 1,51 до 6,0% 3 вид – высокопарафиновые – более 6% Группы – содержание базовых масел 1 группа – содержание не менее 25% 2 группа – 15-24,9% 3 группа на мазут от 30-44,9% 4 группа менее 15% Все парафиновые углеводороды обладают наиболее высокой стойкостью против окисления, разложения, полимеризации и обеспечивают большую химическую стабильность нефтепродуктов при хранении и применении. Отрицательным свойством парафиновых углеводородов является высокая температура их застывания. При разгонке нефти твердые парафины попадают в топливные и масляные дистилляты, ухудшают их низкотемпературные свойства (повышается температура застывания). Для понижения температуры застывания топлива и масла требуется проводить депарафинизацию (удаление парафина) или ограничивать возможность использования топлива и масла в холодное время года. Нафтеновые углеводороды являются основной составной частью нефтей. В масляных дистиллятах нафтеновые углеводороды составляют 50—75%. Считается, что наиболее ценны нафтеновые углеводороды с длинными боковыми цепями, которые обеспечивают получение масел с хорошей химической стабильностью, низкой температурой застывания и большим индексом вязкости. Ароматические углеводороды, содержащиеся в некотором количестве во всех фракциях нефти, наименее устойчивы против окисления кислородом воздуха. Они проявляют большую склонность к нагарообразованиям по сравнению с нафтеновыми и парафиновыми углеводородами. Поэтому при очистке масел все наименее стойкие ароматические углеводороды удаляются (такое 'название они получили потому, что имеют специфический запах-аромат). В нефти имеется небольшое количество кислородных соединений, так называемых асфальтосмолистых веществ и нафтеновых кислот. Последние представляют собой жидкие маслянистые, а иногда твердые вещества, плохо растворимые в воде, обладающие неприятным запахом. Присутствие нафтеновых кислот в нефтепродуктах нежелательно, так как они, реагируя с металлами, образуют соли, что приводит к коррозии деталей двигателя. Асфальтосмолистые-вещества относятся к сложным химическим соединениям, в молекулу которых, кроме углерода и водорода, может входить кислород и сера. Они легко изменяются на воздухе, а также при воздействии температуры. От наличия асфальтосмолистых веществ в нефтепродуктах увеличивается нагарооб-разование. В нефти содержится небольшое количество серы. Она встречается в ней в свободном состоянии и в виде органических соединений, так называемых меркаптанов, сульфидов, дисульфидов и т. д. При определенных условиях сернистые соединения могут вызвать коррозию деталей двигателя и других узлов трения. 5) все смолистые вещества а особенно асфальтены, карбены и карбоиды, весьма отрицательно влияют на качество смазочных масел. Они ухудшают цвет масла, увеличивают нагарообразование, понижают смазывающую способность и т.д. поэтому при очистке масляных дистиллятов одна из главных задач – удаление смолисто-асфалтеновых веществ. Наряду с этим смолистые вещества обладают рядом ценных технических свойств и входя в состав нефтяных битумо, придают им качество, позволяющее широко использовать остаточные продукты для разнообразного применения в народном хозяйстве. 6)Топливом называется одно или многокомпонентная система в результате протекающие в ней процессы являются источником энергии. Топлива для поршневых двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от искры называются карбюраторными топливами или бензинами. Бензиновые двигатели работают по 4х этапному циклу 1 такт – всасывание (впуск) Топливно воздушная смесь всасывается через впускной клапан в камеру сгорания в цилиндр. Затем, при перемещении поршня вверх от нижней мертвой точки к верхней смесь сжимается до 0,7-1,2 мПа и нагревается до 150-350С – 2 такт. Смесь воспламеняется и сгорает. Образуются продукты сгорания, способствуют росту давления в цилиндре над поршнем. При этом в камере горения, фронт пламени распределяется со скоростью 20-30м/с, температура при этом достигает 2500-2800С, давление возрастает до 3-5 мПа. Фронтом пламени называется тонкий слой газа, в котором протекает реакция горения. 3 такт – рабочий ход. Продукты сгорания давят на поршень который перемещается вниз т.е. реализуется энергия сжатых продуктов сгорания. 4 такт – поршень двигается вверх и вытесняются продукты сгорания топлива через выпускной клапан. Детонация - взрывное сгорание топливно – воздушной смеси, при котором часть топливной смеси находится перед фронтом пламени, воспламеняется мгновенно. Детонация может быть спровоцирована чрезмерно ранним зажиганием. При этом топливная смесь воспламеняется преждевременно, а высвобождаемая энергия затрачивается только на увеличение силы трения в кривошипно-шатунном механизме и может привести к повреждению пар трения (например, к образованию задиров на коленвале и вкладышах). Еще одной причиной возникновения детонации двигателя - является использование топлива, октановое число которого ниже, чем это предусмотрено в технических требованиях конкретного двигателя. 7) Химическая стабильность бензина характеризует его способность противостоять химическим изменениям при хранении, транспортировании и применении. Одним из факторов, определяющих химическую стабильность бензина, является присутствие в нем фактических смол. В небольшом ( допустимом) количестве фактические смолы содержатся даже в бензине, только что поступившем с завода. Марки бензинов: «Нормаль-80» с октановым числом по исследовательскому методу не менее 80 ед.; «Регуляр-92» с октановым числом по исследовательскому методу не менее 92 ед.; «Премиум-95» с октановым числом по исследовательскому методу не менее 95 ед., «Супер-98» с октановым числом по исследовательскому методу не менее 98 ед., 8) октановым числом называется условная единица измерения детанационной стойкости, численно равной содержанию в объемах процент изооктана в смеси с нормальным гептаном, который детонирует при той же степени сжатия в цилиндре карбюраторного двигателя что и топливо. Октановое число бензинов повышают вводя антидетонаторы т.е. вещества добавляемые в топливо в небольших количествах для повышения детонационной стойкости. Детонационная стойкость топлива зависит от его группового ( химического) состава. Наибольшей детонационной стойкостью обладают ароматические и изопарафиновые углеводороды, наименьшей - нормальные парафиновые углеводороды; нафтеновые углеводороды занимают промежуточное положение. Так как соотношение между указанными группами углеводородов меняется в топливах в широких пределах, то при прочих равных условиях каждому топливу соответствует своя максимально допустимая степень сжатия. 9) Ди́зельное то́пливо— жидкий продукт, использующийся как топливо в дизельном двигателе внутреннего сгорания. Обычно под этим термином понимают топливо, получающееся из керосиново-газойлевых фракций прямой перегонки нефти. Четырёхтактный цикл 1-й такт. Впуск. Клапан впуска открывается, воздух поступает в цилиндр и клапан сразу закрывается. 2-й такт. Сжатие. Поршень, двигаясь к ВМТ (верхней мёртвой точке) сжимает воздух в 16(в тихоходных)-20(в быстроходных) раз, после чего в горячей среде распыляется топливо через форсунку. 3-й такт.(Рабочий ход). Горение, Расширение. После распыления топлива в горячем воздухе оно сгорает, двигая поршень вниз. (Впрыск и, соответственно, воспламенение топлива происходит чуть раньше момента достижения поршнем мёртвой точки вследствие некоторой инертности процесса горения - аналогично опережению зажигания в бензиновых двигателях). 4-й такт. Выпуск. Поршень идёт вверх, клапан выпуска открывается, происходит выпуск отработавших газов и продувка. 10) Воспламенительные свойства топлив зависят от их химического и фракционного состава. Очевидно, что это, в первую очередь, связано с температурой самовоспламенения компонентов топлива. Известно, например, что ароматические углеводороды имеют очень высокие температуры воспламенения (500—600° С). Ясно, что сильноароматизованные продукты неприемлемы в качестве дизельного топлива. Наоборот, парафиновые углеводороды имеют самые низкие температуры самовоспламенения, и дизельные топлива из парафинистых нефтей обладают хорошими эксплуатационными свойствами. Оценка воспламенительных свойств углеводородов и топлив, так же как и детонационной стойкости бензинов, проводится методом сравнения на лабораторных испытательных установках с эталонными топливами. По аналогии с октановыми числами для оценки моторных свойств дизельных топлив приняты цетановые числа. Цетановым числом называется содержание (в объемн. %) цетана в смеси с a-метилнафталином, эквивалентной по самовоспламеняемости испытуемому топливу, при сравнении топлив в стандартных условиях испытания . Цетановое число характеризует не только воспламенительные свойства, оно отражает и некоторые другие эксплуатационные качества дизельного топлива: чем выше цетановое число дизельного топлива, тем лучше его пусковые свойства, тем менее длителен период задержки самовоспламенения, больше полнота сгорания топлива, меньше задымленность выхлопных газов и склонность топлива к отложениям нагаров в камере сгорания и в форсунках. В зависимости от условий применения утверждены следующие марки дизельного топлива: Л – летнее предназначенное для применения от 0 °С и выше, З – зимнее применяемое от –20 °С до 0 °С, и А – арктическое применяемое от –50 °С до –20 °С. Принято следующее условное обозначение дизельного топлива. Например: Л-0,2-40 – здесь Л – летнее, 0,2 – содержание серы 0,2 %, 40 – температура вспышки °С; З-0,2-35 – здесь З – зимнее, 0,2 – содержание серы 0,2 %, 35 – температура застывания –35 °С; у арктического топлива отражается только содержание серы А-0,4 – А – арктическое, 0,4 – содержание серы в %. 11) Нефтяные (минеральные) масла — жидкие смеси высококипящих углеводородов (температура кипения 300…600 °C), главным образом алкилнафтеновых и алкилароматических, получаемые переработкой нефти. Смазочные материалы подразделяют на: - жидкие масла - мазеобразные По способу получения нефтяного масла: - дистилятными - остаточными - смешанными По химическуму составу масла представляют смеси: - высокомолекулярных - парафиновых - нафтеновых - ароматических - смешанных В зависимости от области применения подразделяются на: 1. моторные 2. индустриальные 3. турбинные 4. масла для поршневых машин 5 трансмиссионные и осевые масла 6. масла спец назначения 7. консервационные технологические Основное назначение смазочных материалов - снижение износа трущихся деталей и уменьшение затрат энергии на преодаление трения. Кроме того смазочный материал отводит тепло от нагреваемых поверхностей, предохраняет их от коррозии, очищает от продуктов износа. 13)эмульсией называется такая система двух взаимно нерастворимых или не вполнерастворимых жидкостей, в которых одна содержится в другой во взвешанном состоянии в виде огромного количества микроскопических капель, исчисляемых триллионами на литр эмульсии. Образование эмульсий связано с поверхностными явлениями. Поверхностный слой жидкости на границе с воздухом или другой жидкостью, как известно, характеризуется определенным поверхностным натяжением т.е. силой с которой жидкость сопротивляется увеличению своей поверхности. Поверхностное натяжение нефти и нефтепродуктов колеблется в пределах 0,02-0,05 Н/м. Механизм разрушения нефтяных эмульсий состоит из нескольких стадий: 1) столкновение частиц воды 2) слияние частиц в более крупные капли 3) выпадение капель Методы разрушения эмульсий: 1) механический 2) термический 3) химический 4) электрический 14) Фракционный состав нефти и нефтепродуктов показывает содержание в них различных фракций, выкипающих в определенных температурных пределах. Фракционный состав бензинов хорошая испаряемость бензинов от которой зависит образование горючей смеси. Для бензинов фиксируют температуру начала кипения 10,50,90,98% объемов. Температура начала кипения и особенно температуру выкипания 10% топлива хорошие пусковые свойства. Чем ниже эти температуры тем вше в топливе легкоиспоряемость компонентов, тем легче и при низких температурах можно запустить холодный двигатель основная часть бензина от 10 до 90% выкипания называется рабочей фракцией. От её испарения зависит образование горючей смеси при различных режимах работы двигателя, продолжительного прогревы по стандарту рабочей фракции номеруют 50% выкипания. Чем она ниже тем однороднее состав топлива и горючей смеси, устойчевее работа двигателя. Тяжелые фракции от 90% выкипания и до конца кипения не желательно в топливе т.к. испаряется неполностью. Чем ниже интервал между температурами 90% выкипания и конца кипения тем выше качество топлива, меньше его склонность к конденсатору, лучше экономия, ниже степень изнашиваемости двигателя. 15) Стабилизация нефти, удаление из нефти, выходящей из нефтяных скважин, остаточного количества углеводородных газов и лёгких жидких фракций после первичной дегазации. Стабилизация нефти осуществляется на нефтяных промыслах или на головных перекачивающих станциях. В стабильной нефти содержание растворённых газов не превышает 1—2%. Углеводородные газы направляются на газоперерабатывающий завод (ГПЗ), а стабильная нефть — на нефтеперерабатывающий завод (НПЗ). В установке Стабилизация нефти исходная нефть нагревается в теплообменниках до 200—250 °С и поступает в ректификационную колонну (давление 0,2—0,5 Мн/м3), из которой отводятся углеводородные газы и пары лёгкого бензина (газовый бензин) в конденсатор-холодильник, а затем поступают в газосепаратор, откуда несконденсированные газы направляются на ГПЗ, а жидкая фаза частично возвращается в ректификационную колонну для орошения. Остальная часть жидкой фазы проходит теплообменник, где нагревается, а затем поступает в ректификационную колонну (давление 0,8—1,2 Мн/м3). Из колонны углеводородные газы отводятся в конденсатор-холодильник и далее поступают в газосепаратор. Из газосепаратора сверху отводится сухой газ, снизу — сжиженная пропан-бутановая фракция, часть которой возвращается в колонну для орошения, остальное направляется в ёмкость. Из колонн и через теплообменники и холодильники отбираются соответственно стабильная нефть и бензин. Для более полного отбора лёгких фракций колонны снизу нагревают. 16) назначение первичной переработки нефти заключается в разделении нефти на отдельные фракции или дистилляты которая представляет собой смесь углеводородов. Первичная переработка является физическим процессом и не затрагивает химические природы и строения содержащихся в нефти соединений. Первичная переработка или прямая перегонка осуществляется с применением дистилляции и ректификации. Дистилляцией называется процесс разделения смеси взаимно растворимых жидкостей на фракции которые отличаются по температуре кипения как друг от друга так и от исходной смеси. Дистилляция может осуществятся многократно, однократно или постоянным испарением. Продукты: 1.Сниженный углеводородный газ ( Головка стабилизации) состоит в основном из пропана и бутана, количество продукта зависит от того на сколько глубоко была стабилизирована нефть на промыслах, после очистки от сернистых соединений м.б. использовано как бытовое топливо, и является сырьем ГФУ(газо-фракционные установки) 2. бензиновая фракция используется как сырье установок реформинга и компонентов автобензина. 3. керасиновая фракция используется в качестве топлива для воздушно реактивных двигателей, как горючее для тракторно-карбюраторных двигателей,так и осветителей. 4. дизельная фракция (атмосферный газойль) используется как топливо для дизельных двигателей после гидроочистки. 5. мазут – остаток атмосферной перегонки нефти, используется в качестве кательного топлива, является сырьем установок термического крекинга. 6. гудрон – остаток вакуумной перегонки мазута. Используется как сырье установок термической перегонки, висбкрекинг, коксование, производства битума и масел. 17) Исходная смесь, нагретая до температуры питания в паровой, парожидкостной или жидкой фазе поступает в колонну в качестве питания. Зону, в которую подаётся питание, называют эвапарационной, так как там происходит процесс эвапарации - однократного отделения пара от жидкости. Пары поднимаются в верхнюю часть колонны, охлаждаются и конденсируются в холодильнике-конденсаторе и подаются обратно на верхнюю тарелку колонны в качестве орошения. Таким образом в верхней части колонны (укрепляющей) противотоком движутся пары (снизу вверх) и стекает жидкость (сверху вниз). Стекая вниз по тарелкам, жидкость обогащается высококипящим (высококипящими) компонентами, а пары, чем выше поднимаются в верх колонны, тем более обогащаются легкокипящими компонентами. Таким образом, отводимый с верха колонны продукт обогащен легкокипящим компонентом. Продукт, отводимый с верха колонны, называют дистиллятом. Часть дистиллята, сконденсированного в холодильнике и возвращённого обратно в колонну, называют орошением или флегмой. Для создания восходящего потока паров в кубовой (нижней, отгонной) части ректификационной колонны часть кубовой жидкости направляют в теплообменник, образовавшиеся пары подают обратно под нижнюю тарелку колонны. Таким образом, в кубе колонны создается 2 потока: 1 поток - жидкость, стекающая с верха (из зоны питания+орошение) 2 поток - пары, поднимающиеся с низа колонны. Кубовая жидкость, стекая сверху вниз по тарелкам, обогащается высококипящим компонентом, а пары обогащаются легкокипящим компонентом. 18) ректификационные колонны подразделяются на простые(полные и неполные) и сложные колонны. Схема полной простой колонны состоит из концентрационной и отгонной частей и имеет два вывода продуктов – с верха и низа. Для выделения небольших количеств высококипящих и низкокипящих фракций применяют неполные ректификационные колонны – концентрационные и отгонные. Когда необходимо разделить многокомпонентные смеси на несколько индивидуальных компонентов или фракций, применяют многоколонную систему. Многоколонные системы ректификации применяются на установках вторичной ректификации бензина, газофракционирования и др. Если требования по чистоте продуктов не очень высоки используются сложные колонны. Сложная колонна – это колонна с несколькими вводами питания или боковыми отборами продуктов по высоте. В целях упрощения конструкции в одном аппарате объединяют только концентрационные части колонн, а отгонные выделяются в самостоятельные секции. Готовые продукты отбираются с низа отгонных секций, а отогнанные легкие фракции отводятся в основную колонну, с верха которой выходит самый легкий дистиллят. Билет № 19. • Разгонка мазута до гудрона. При атмосферном давлении часть нефти не перегоняется без глубоких превращений. Остаточный продукт — мазут — состоит из тяжелых углеводородов и обогащен по сравнению с исходной нефтью смолами, асфальтенами, карбенами и карбоидами. Эти вещества отличаются от углеводородов, составляющих основу нефти и нефтепродуктов, более высокими молекулярной массой, соотношением атомов углерода и водорода в молекуле, присутствием в них атомов кислорода, а иногда также серы и азота. Они нерастворимы или ограниченно растворимы в парафиновых углеводородах и более растворимы в ароматических. Растворимость падает в ряду смолы — асфальтены — карбены — карбоиды. При разгонке мазута под вакуумом получаются масла и в остатке гудрон — продукт с еще более высоким содержанием смол и асфальтенов, к тому же с более высокой молекулярной массой. Гудро́н (фр. goudron) — остаток, образующийся в результате отгонки из нефти при атмосферном давлении и под вакуумом фракций, выкипающих до 450—600 °C (в зависимости от природы нефти). Гудрон используют для производства дорожных, кровельных и строительных битумов, малозольного кокса, смазочных масел, мазута, горючих газов и моторного топлива, а также применяется в Коктейлях Молотова, изготовленных по финскому рецепту для увеличения эффективности. • Схемы ВТ, их достоинства и недостатки. Вакуумная трубчатка (ВТ). Этот блок предназначен для перегонки мазута. В зависимости от варианта переработки нефти от мазута отбирают вакуумный газойль (350-500 єС) - топливный вариант или масленые дистилляты (350-400, 400-450, 450-500 єС) - топливно-масляный вариант. При отборе от мазута вакуумного газойля применяют схему с ОИ, т.е. мазут после нагрева в печи поступает в вакуумную колонну, где от него отбирается вакуумный газойль, а снизу колонны выводится гудрон. Билет № 20. • Основная аппаратура АВТ:колонны, печи, теплообменная температура. В зависимости от технологической схемы АТ и ВТ подразделяются на установки с однократным испарением и установки с двукратным испарением нефти(мазута). На установке с однократным испарением нефть подается через теплообменник и трубчатую печь, в ректификационную колонну где нефть разделяется на целевые фракции. На установке с двукратным испарением нагретая в теплообменниках нефть подается в отбензинивающую колонну нефть нагревается до 240 градусов, образовавшиеся пары содержат в основном бензиновые фракции, вместе с парами бензина удаляются пары воды поступившие на установку вместе с нефтью и газы. Отбензинивающая нефть с низа колонны через трубчатую печь подается в основную атмосферную колонну, где происходит повторное испарение нефти и ректификации с выделением тяжело – бензиновой, керасновой, дизельной фракции. Тех. Режим установки АВТ зависит от качества перерабатываемого сырья, ассортимента вырабатываемой продукции и особенностей технологического процесса. Температура. • Нефть на входе в отбензинивающую колонну 210-230 градусов. • Отбензиненная нефть перед К2.(атмосферная колонна) 340-360 градусов. • Мазут после ваккумной печи 400-420 градусов. Отбензинивающая колонна К1. Верх 130-150 градусов Низ 330-340 градусов. Атмосферная колонна К2. Верх 120 –140 Низ 330-340 Ваккумная колонна К3. Верх 90-110 Низ 340-360 Стабилизационная К4. Верх 60-80 Низ 180-200 Билет № 21. • Очистка и осушка углеводородных газов. Выбор способа осушки газа зависит от состава сырья и в первую очередь от содержания тяжелых углеводородов. По этому признаку газы условно делятся на тощие и жирные. Тощими принято называть газы, в которых содержание тяжелых углеводородов не препятствует их трубопроводному транспорту до потребителя.Для осушки тощих газов применяются абсорбционные и адсорбционные процессы. При наличии в газе конденсата переработка газа осуществляется с применением низкотемпературных процессов. При этом на стадии охлаждения газа происходит конденсация водяных паров за счет снижения равновесной влагоемкости газа.Противоточные абсорбционные процессы, в основном, применяют для осушки тощих газов, а также для осушки кислых газов, газов после установок очистки газа от кислых компонентов с применением водных растворов разных реагентов, при подготовке газов к низкотемпературной переработке и т.д.Прямоточные абсорбционные процессы используются в основном на нефтяных месторождениях. Осушка газа по этому спососу, производится, как правило, в горизонтальных абсорберах. На месторождениях России (Тюменская область, Томскнефть, Башнефть, Дагнефть и т.д.) применение нашли установки осушки производства бывшей ГДР. Производительность таких установок небольшая и составляет от 0,5 до 2,5 млн. м3/сут. Для очистки углеводородных газов чаще всего (в 70% случаев) используют амины, такие как моноэтаноламин (МЭА), метилдиэтаноламин (МДЭА), дигликольамин (ДГА). Нередко регенерация раствора амина производится на установках нефтеперерабатывающих заводов, что оказывается экономически эффективным. Другой способ очистки газа – с помощью физических абсорбентов (алифатических спиртов, гетероциклических соединений и т.д.). Метод уникален тем, что позволяет очистить газ не только от Н2S и СО2, но и от сероорганических примесей – сероуглерода, сероокиси углерода, меркаптанов. Иногда попутно производится также осушка газа. Еще один метод очистки – с помощью синтетических цеолитов (NaX, CaA, NaA). Целый ряд уникальных свойств цеолитов позволяет эффективно производить сероочистку, несмотря на то, что эти вещества являются самыми дорогими адсорбентами. Для осушки газа на промышленных установках наиболее эффективно применение мелкопористого силикагеля марки КСМ. Он обладает наибольшей адсорбционной емкостью по сравнению с другими марками силикагеля, дает более низкую степень осушки, имеет более высокую механическую прочность как от истирания, так и от раздавливания. Однако при наличии в газе капельной влаги он быстро измельчается. Поэтому обычно предусматривают защиту слоя мелкопористого силикагеля слоем инертного к капельной влаге адсорбента. Наличие в газе углеводородов тяжелее бутана следует учитывать при выборе сорбента и режима его регенерации. Тяжелые углеводороды С5 и выше прочно удерживаются силикагелем и при регенерации удаляются не полностью. При этом необходимо иметь в виду, что нагрев силикагеля выше 220°С ведет к деструктивным изменениям поверхности силикагеля, и приводит к снижению его адсорбционной емкости. Нагрев выше 250°С ведет к резкому падению активности силикагеля. В начальный период загрузки силикагель имеет высокую активность порядка 15-20% мас., которая в процессе эксплуатации снижается до 7% мас. Билет № 22. • Назначение и типы термических процессов переработки нефтяного сырья. Под термическими процессами подразумевают процессы химических превращений нефтяного сырья — совокупности реакций крекинга (распада) и уплотнения, осуществляемые термически, т. е. без применения катализаторов. Основные параметры термических процессов, влияющие на ассортимент, материальный баланс и качество получаемых продуктов, — качество сырья, давление, температура и продолжительность термолиза. Термический крекинг высококипящего дистиллятного или остаточного сырья при повышенном давлении (2…4 МПа) и температуре 500…540 °С с получением газа и жидких продуктов. В связи с внедрением и развитием таких более эффективных каталитических процессов, как каталитический крекинг, каталитический риформинг, алкилирование и др., процесс термического крекинга остаточного сырья как бензинопроизводящий ныне утратил свое промышленное значение. В настоящее время термический крекинг применяется преимущественно как процесс термоподготовки дистил-лятных видов сырья для установок коксования и производства термогазойля. Применительно к тяжелым нефтяным остаткам промышленное значение в современной нефтепереработке имеет лишь разновидность этого процесса, получившая название висбрекинга, — процесс легкого крекинга с ограниченной глубиной термолиза, проводимый при пониженных давлении (1,5…3 МПа) и температуре с целевым назначением снижения вязкости котельного топлива. Билет № 23. • Оборудование установки ЭЛОУ:электродегидраторы,теплообменная аппаратура. Электродегидратор представляет собой горизонтальный цилиндрический аппарат, устанавливаемый на двух седловых опорах, оснащенный штуцерами для входа эмульсии, выхода нефти, выхода воды, необходимыми технологическими штуцерами и штуцерами для КИПиА, предназначенный для обессоливания нефти на блоке ЭЛОУ. В нижней части корпуса размещена система ввода сырья, включая коллектор с отводами. Коллектор соединен с входным штуцером. Электрическое поле в электродегидраторе создается системой двух заземленных и двух высокопотенциальных электродов, размещенных в верхней части аппарата. Заземленные электроды представляют собой решетчатый настил, состоящий из трех секций. Высокопотенциальные электроды включают горизонтальную решетку из прутков 12 мм. Несущими элементами высокопотенциальных электродов являются сдвоенные балки из труб сечением 40х25х3. Высокопотенциальные электроды подвешены на 3-х подвесках 16 мм, к одному из которых присоединена клемма токоведущего тросика; другой конец тросика закреплен в муфте, навертываемой на конец проходного изолятора и законтриваемой гайкой М16. Длина тросика определяется из условия, что длина его достаточна для вытаскивания проходного изолятора из штуцера и чтобы тросик в рабочем состоянии располагался на удалении 150-180 мм от заземленных элементов корпуса электродегидратора. В верхней части аппарата размещена система электропитания, включающая установленный на площадке обслуживания высоковольтный источник питания типа ИПМ-9/15-УХЛ1, и изолятор проходной типа ИПФ 25, соединенный с источником высоковольтным кабелем, входящим в комплект поставки источника. Аппарат снабжен необходимыми штуцерами для манометра, термопары, уровнемера, предохранительного клапана, двумя люками-лазами для возможности доступа в нижнюю и верхнюю часть аппарата; вверхний люк-лаз врезан штуцер Ду 80 для вывода нефти. По нижней образующей врезан шламовый люк, в который врезаны штуцера для откачки и сброса воды. Билет № 24. Назначение, сырье, продукты, параметры термического крекинга. Термический крекинг высококипящего дистиллятного или остаточного сырья при повышенном давлении (2 – 4 МПа) и температуре 500 – 540оС с получением газа и жидких продуктов. Коксование длительный процесс термолиза тяжелых остатков или ароматизированных высококипящих дистиллятов при невысоком давлении и температурах 470 - 540 °С. Основное целевое назначение коксования производство нефтяных коксов различных марок в зависимости от качества перерабатываемого сырья. Побочные продукты коксования - малоценный газ, бензины низкого качества и газойли. Пиролиз - высокотемпературный (750 - 800 °С) термолиз газообразного, легкого или среднедистиллятного углеводородного сырья, проводимый при низком давлении и исключительно малой продолжительности. Основным целевым назначением пиролиза является производство непредельных газов. В качестве побочного продукта при пиролизе получают высокоароматизированную жидкость широкого фракционного состава с большим содержанием непредельных углеводородов. Процесс получения технического углерода (сажи) исключительно высокотемпературный (свыше 1200 С) представляет собой термолиз тяжелого высокоароматизироваиного дистиллятного сырья, проводимый при низком давлении и малой продолжительности. Этот процесс можно рассматривать как жесткий пиролиз, направленный на производство твердого высокодисперсного углерода - продукта глубокого термического разложения углеводородного сырья на составляющие элементы. Промесс получения нефтяных пеков (пекование) – новый, внедряемый в отечественную нефтепереработку процесс термолиза (карбонизации) тяжелого дистиллятного или остаточного сырья, проводимый при пониженном давлении, умеренной температуре (З60-- 420 °С) и длительной продолжительности. Помимо целевого продукта пека - в процессе получают газы и керосино - газойлевые фракции. Процесс получения нефтяных битумов - среднетемпературный продолжительный процесс окислительной дегидроконденсации (карбонизации) тяжелых нефтяных остатков (гудронов, асфальтов деасфальтизации, экстрактов масляного производства и др.), проводимый при атмосферном давлении и температуре 250 - 300°С. Билет № 25. Химизм термического крекинга парафиновых, нафтеновых , олефиновых, ароматических углеводородов. Разложение сернистых соединений. 1 .Радикалы, существующие достаточно продолжительное время чтобы при данной температуре способны вступать во взаимодействие с углевородом (к ним относятся Н •, • СН3 и • С2Н5), называются свободным. Для нафтеновых углеводородов предполагается термический распад не по свободно-радикальному, а по молекулярному механизму. Хотя в отдельных случаях возможен крекинг циклопропана, циклобутана и их производных через стадию образования бирадикалов . Предложен радикальный механизм распада и для голоядерных ароматических углеводородов. Образование ароматического радикала происходит в результате взаимодействия бензола (нафталина и т. д.) с атомом водорода . Ароматические радикалы вступают в реакции рекомбинации, приводящие ко все большему усложнению структуры образующихся молекул и к обеднению их водородом. Поскольку связи в ароматических кольцах весьма прочны, при крекинге алкилароматических углеводородов происходит в первую очередь частичное отщепление алкильной цепи с образованием алкилароматических углеводородов более простого строения. Для алкилароматических углеводородов характерна конденсация через метильные группы, а не путем соединения бензольных колец. Олефинам свойственны весьма разнообразные термические превращения, направление которых зависит от температуры и давления. Умеренная температура (примерно до 500°С) и высокое давление способствуют протеканию полимеризации олефинов; напротив, высокая температура и низкое давление вызывают их распад. Наряду с полимеризацией и разложением происходит циклизация с дегедрирогенизацией олефинов. Наличие насыщенных углеводородов в продуктах крекинга олефинов показывает, что при разложении не только образуются два олефина меньшей молекулярной массы, но протекает реакция перераспределения водорода с образованием систем парафин + диолефин. Последний вступает в реакции полимеризации с моноолефинами. Установлено, что при термических превращениях углеводородов всех типов свободные радикалы наиболее легко возникают при низких давлениях и высоких температурах. Их стабильность уменьшается с увеличением длины радикала, а концентрация уменьшается с увеличением давления. Ароматические углеводороды обладают наибольшей термической устойчивостью. Это положение относится, однако, только к так называемым голоядерным ароматическим углеводородам, т. е. не содержащим боковых цепей (например, бензол, нафталин, антрацен и др.), а также к ароматическим углеводородам с короткими боковыми цепями (толуол, метилнафталин). Ароматические углеводороды с длинными боковыми цепями легко подвергаются крекингу с образованием более простого ароматического и олефинового или парафинового углеводородов. Особенностью ароматических углеводородов является склонность их к реакциям уплотнения с образованием конденсированных ароматических углеводородов. Реакции уплотнения могут также происходить между молекулами ароматического и непредельного углеводородов. В обоих случаях продукты уплотнения являются исходным материалом для образования смолистоасфальтовых и коксоподобных веществ. Сырье, богатое ароматическими углеводородами, является наименее желательным для переработки с получением светлых продуктов — оно требует жесткого режима проведения процесса и при этом будет обладать значительной склонностью к коксообразованию. 2.Быстрее, чем другие. Крекинг каждого вида сырья отличается своими характерными особенностями. Вообще термическое разложение начинает идти при 300—350° С, заметно проявляется при температуре около 400° С, быстро идет при 450° С и более высоких температурах. Скорость крекинга зависит от температуры и характера сырья крекинга. При небольшом превращении за проход разложение протекает как реакция первого порядка: При 800° разложение протекает очень быстро, давление к концу часа возрастает на 50%. При 900°' нафталина не образуется, в Конденсационных трубках собирается масло красного цвета. Метод хемосорбции серной кислотой применяется также для выделения изо-амиленов из фракций С это требует, однако, дальнейшего подтверждения. Несомненно, тем не менее, что. высшие твердые парафины значительно менее стабильны, чем низшие, и разлагаются при заметно более низкой температуре. Билет № 27. Пиролиз — высокотемпературный (750…800 °С) термолиз газообразного, легкого или среднедистиллятного углеводородного сырья, проводимый при низком давлении и исключительно малой продолжительности. Основным целевым назначением пиролиза является производство олефинсодержащих газов. В качестве побочного продукта при пиролизе получают высокоароматизированную жидкость широкого фракционного состава с большим содержанием непредельных углеводородов. В промышленных условиях пиролиз углеводородов осуществляют при температурах 800—900 °C и при давлениях, близких к атмосферному (на входе в пирозмеевик ~ 0,3 МПа, на выходе — 0,1 МПа избыточных). Время пребывания сырья в пирозмеевике составляет 0,1 — 0,5 сек. Большинство исследователей придерживаются теории цепного свободно-радикального механизма разложения при пиролизе в вышеуказанных условиях. Условно все реакции при пиролизе можно разделить на первичные и вторичные. Первичные реакции протекают с увеличением объёма реакционной массы. Это, в основном, реакции расщепления парафинов и нафтеновых углеводородов с образованием углеводородов с меньшей молекулярной массой. Вторичные реакции протекают, преимущественно, на поздних стадиях пиролиза и протекают они с уменьшением объёма реакционной массы. Это, в основном, реакции образования ароматических, полиядерных ароматических углеводородов в результате реакции конденсации/поликонденсации термически стабильных ароматических углеводородов и в результате реакций типа Дильса-Альдера. Также к вторичным реакциям можно отнести реакции образования различных твёрдых углеродистых соединений, которые в промышленности принято называть коксом. Однако, ещё раз следует подчеркнуть, что такое деление реакций на первичные и вторичные условно. Для снижения скоростей вторичных реакций пиролиза используют разбавление сырья пиролиза водяным паром. В результате парциальное давление углеводородов снижается и, согласно принципу Ле-Шателье, снижение давления в зоне реакции будет способствовать протеканию реакций, идущих с увеличением объёма, то есть — первичных. Для этана, бутана, прямогонного бензина соотношение пара к сырью обычно составляет 0,3 : 1,0, 0,4 : 1,0, 0,5 : 1,0 соответственно. Пиролиз — первый процесс, происходящий при горении древесины. Языки пламени образуются за счёт горения не самой древесины, а газов — летучих продуктов пиролиза. При пиролизе древесины (450—500 °C) образуется ряд веществ таких как: древесный уголь, метиловый спирт, уксусная кислота, ацетон, смолы и др. Билет № 28. Назначение процесса - квалифицированная переработка тяжёлых нефтяных остатков, как первичной, так и вторичной переработки, с получением нефтяного кокса, применяемого для производства электродов, используемых в металлургической промышленности, а также дополнительного количества светлых нефтепродуктов. В отличие от ранее описанных процессов, коксование является термическим процессом, не использующим катализатор. Существуют различные технологические решения для данного процесса. На российских НПЗ используются установки замедленного коксования.Замедленное коксование - полунепрерывный процесс, осуществляемый при температуре около 500°С и давлении, близком к атмосферному. Сырьё поступает в змеевики технологических печей, в которых идёт процесс термического разложения, после чего поступает в камеры, в которых происходит образование кокса. На установках сооружается 4 коксовые камеры, работающие попеременно. Камера в течении суток работает в режиме реакции, заполняясь коксом, после чего в течение суток осуществляются технологические операции по выгрузке кокса и подготовке к следующему циклу. Кокс из камеры удаляется при помощи гидрорезака, представляющего собой бур с расположенными на конце соплами, через которые под давлением 150 атм подаётся вода, которая раздробляет кокс.Раздробленный кокс сортируется на фракции, в зависимости от размера частиц.Сверху коксовых камер уходят пары продуктов и поступают на ректификацию. Светлые фракции, полученные при коксовании,Назначение — производство кокса, дистиллятных продуктов из тяжелых углеводородных остатков. Существует несколько модификаций процесса: периодическое коксование в кубах, замедленное коксование в необогреваемых камерах, коксование в псевдоожиженном слое порошкообразного кокса. Здесь рассматривается замедленное коксование. Назначение. Получение нефтяного кокса для нужд электродной промышленности, производства графита и карбидов; применяется также для выработки дополнительных количеств светлых нефтепродуктов из тяжелых остатков. Существует три модификации процесса: периодическое коксование в кубах; замедленное коксование в необогреваемых камерах; коксование в псевдоожиженном слое порошкообразного кокса. Периодическое коксование дает наибольший выход кокса по сравнению с другими способами. Так, при периодическом способе коксования битума плотностью 1,019 г/см3 выход кокса составляет около 30%, а при полунепрерывном—21,0% *. характеризуются низким качеством из-за большого содержания олефинов и поэтому желательно их дальнейшее облагораживание.Выход кокса составляет порядка 25% при коксовании гудрона, выход светлых фракций - около 35%. 30.Аппаратурное оформление пиролиза 1, 4, 8, 9, 26, 31—33, 37, 44 — насосы(для подачи сырья); 2, 5, 6, 28—30, 40 — теплообменники(для нагрева или охлаждения); 3, 7, 25, 42 — холодильники; 10, 13, 20, 22, 27, 36, 43 — сепараторы; 11, 14 — закалочно-испарительные агрегаты(представляет еобой трубчатый теплообменник, по трубному пространству которого проходит пиролиз-ный газ, а в межтрубное подается промежуточный теплоноситель или специально подготовленная химически очищенная вода); 12, 15, 16 — печи(для нагрева); 17, 21, 23, 34, 39 — колонны; 18, 19, 35 — конденсаторы-холодильники; 24 — компрессор; 38 — кипятильник; 41 — реактор селективной очистки; 31.основы теории катализа.свойства катализаторов КАТАЛИЗ, ускорение химических реакций под действием малых количеств веществ (катализаторов), которые сами в ходе реакции не изменяются. Бывает гомогенный и гетерогенный катализ ,При гомогенном катализе катализатор и реагирующие вещества образуют однородную систему .При гетерогенном катализе каталзатор чаще всего находиться в фазе реагирующего вещества газообразное или парообразное 1) Катализ применим для изменения скорости только термодинамически возможных процессов (для каталитических реакций <0). 2) Катализаторы изменяют механизм реакции, направляя её по пути с меньшей энергией активации, что и приводит к увеличению скорости процесса. 3) Катализатор не влияет на тепловой эффект процесса. 4) Катализатор не влияет на положение химического равновесия, так как в равной степени ускоряет прямую и обратную реакции, сокращая тем самым время достижения равновесия. 5) Катализаторы действуют селективно, т. е. ускоряют одни процессы и не влияют на протекание других. При гомогенном катализе катализатор и реагенты находятся в одной фазе. При гетерогенном катализе катализатор образует отдельную фазу, на поверхности которой протекает каталитическая реакция. Механизм гомогенного катализа основан на образовании катализатором и реагентами в той же фазе реакционноспособных промежуточных соединений. В результате каталитическая реакция протекает по новому механизму, который складывается из элементарных стадий с меньшими энергиями активации, чем некаталитическая реакция, Активность катализатора определяется удельной скоростью данной каталитической реакции, т. е. количеством продукта, образующегося в единицу времени на единицу объема катализатора или реактора. 32)каталитический крекинг Каталитический крекинг, термокаталитич. Переработка нефтяного сырья с целью получения продуктов меньшей мол. Массы - компонентов высокооктановых бензинов, легкогогазойля, углеводородных газов с3-с4 и др. Каталитический крекинг - один из важнейших процессов, обеспечивающих глубокую переработку нефти. Внедрению каталитического крекингав пром-сть в кон. 30-х гг. 20 в. (сша) способствовало создание эффективного с большим сроком службы катализатора на основе алюмосиликатов (э. Гудри, 1936). Осн. Достоинство процесса -большая эксплуатац. Гибкость: возможность перерабатывать практически любые нефтяные фракции в высококачеств. Продукты; сравнительная легкость совмещения с др. Процессами, напр., с алкилированием, гидрокрекингом, гидроочисткой, адсорбц. Очисткой, деасфальтизацией и т. Д. Такой универсальностью объясняется весьма значит. Доля каталитического крекинга в общем объеме переработки нефти, напр., в 1984 в сша - более 30%, в зап. Европе - 10%. Цеолит алюмо селикат Сырье и целевые продукты. Сырье: легкое - керосино-газойлевые фракции (выкипают в пределах 200-350 °с), тяжелое - вакуумные газойли (350-500 °с). В ссср особенно распространены вакуумные газойли (напр., западносибирской нефти) с концом кипения ок. 500 °с, характеристики к-рых приведены ниже: Примеси в сырье металлов, коксообразующих в-в, а также азотистых и сернистых соед. Оказывают отрицат. Влияние на каталитический крекинг. Так, при повыш. Содержании ni увеличивается коксообразование - разрушается цеолит катализатора, na - заплавляются его поры. Возрастанию отложений кокса способствует также повышение коксуемости сырья. Увеличение содержания азота приводит к дезактивации и снижению селективности катализатора, возрастание содержания соед. Серы - к повышению ее концентрации в продуктахкрекинга. Поэтому стремятся ограничить, напр., коксуемость исходных нефтяных фракций значением, не превышающим 0,3% по массе, а содержание в сырье ni + v и na - 1мас. Ч. На млн. Один из самых рациональных способов подготовки нефтяных фракций для каталитического крекинга-гидроочистка, позволяющая значительно повысить степень превращ. Сырья и выход бензина, а также снизить коксообразование и содержание серы в продуктах крекинга. В табл. 2 приведены данные по гидроочистке и каталитическому крекингу в лифт-реакторе тяжелых фракций западносибирской нефти. 33)параметры каталитического крекинга Объемная скорость это отношение на скорость жидкого сырья к объему катализатора заполняющего реакционную зону.чем выше объемная скорость тем ниже степень превращения сырья Кратность циркуляции катализатора это соотношение колл кат-ра и сырья.увеличение кратности циркуляции ведет к сокращению продолжительности прибывания кат-ра в зоне реакции Тепловой эффект реакции явл суммарным тепловым эффектом от степени превращения сырья Температура Давление 24)устройство реактора и регенератора кат-го крекинга 35)каталитический реформинг КАТАЛИТИЧЕСКИЙ РЕФОРМИНГ, каталитич. переработка бензиновых фракций (в осн. прямогонных) под давлением Н2 с целью получения высокооктановых автомобильных бензинов, ароматич. углеводородов (бензола, толуола, ксилолов и др.) и водородсодержащего газа. Каталитический реформинг-один из важнейших процессов нефтеперерабатывающей и нефтехим. пром-сти. Первые пром. установки (40-е гг. 20 в., США), на к-рых использовали алюмомолибденовый катализатор, называли установками гидроформинга; при переходе на платиновые катализаторы последние практически полностью заменены т. наз. установками платформинга, мощность к-рых обычно составляет 0,3-1,0 млн. т/год перерабатываемого сырья. Повышение т-ры и увеличение времени контакта сырья с катализатором (снижение объемной скорости подачи сырья) способствуют повышению степени ароматизации и октанового числа бензина; с возрастанием объемного соотношения водородсодержащий газ : сырье уменьшается коксообразование и увеличивается продолжительность работы катализатора.Суммарный тепловой эффект каталитического реформинга определяется соотношением глубин протекания отдельных р-ций (дегидрогенизация и дегидроизомеризация происходят с поглощением теплоты, гидрокрекинг - с ее выделением) и составляет от —420 до —1260 кДж/кг. Вследствие высокой эндотермичности процесса реакц. объем в пром. установках разделен, как правило, на три ступени (реактора), причем каждая из них работает в режиме, близком к адиабатическому. Между реакторами устанавливают межступенчатые подогреватели газосырьевой смеси. В первых ступенях поглощение теплоты велико, т. к. содержание нафтенов в сырье максимальное. С целью равномерного подвода теплотыкатализатор размещают по реакторам неравномерно: в первом - наименьшее кол-во, в последнем - наибольшее. При каталитическом реформинге используют алюмоплатиновыекатализаторы -металлич. Pt, нанесенную на пов-сть А12О3, обработанного хлористыми или фтористыми соед. (содержание Pt от 0,36 до 0,62%, галогенов от 0,7 до 1,75%). Увеличениеактивности, селективности действия и стабильности алюмоплатиновых кат. достигается введением в них спец. добавок (Re и Ir - для гидрирования соед., предшествующих образованию кокса на катализаторе, Ge, Sn и Pb-для предотвращения блокирования Pt коксом). Полиметаллич. катализаторы по сравнению с алюмоплатиновыми позволяют осуществлять каталитический реформинг в более жестких условиях, что способствует увеличению выхода целевых продуктов. Катализаторы весьма чувствительны к каталитич. ядам. Так, при проведении процесса на полиметаллич. катализаторах содержание в сырье. S, N и Н2О не должно превышать соотв. 1, 1,5 и 3 мг/кг, a Pb, As и Сu - соотв. 20,1 и 25 мг/т. Поэтому с целью удаления из сырья сернистых, азотистых, кислородсодержащих и металлоорг. соед. установки каталитического реформинга оборудованы спец. блоками гидроочисткис применением алюмокобальтмолибденового или алюмоникельмолибденового катализатора. 36)параметры процесса каталитического реформинга К основным технологическим параметрам процесса относятся температура на входе в реактор, давление, объемная скорость подачи сырья и кратность циркуляции водородсодержащего газа. Температура. Основным регулируемым параметром процесса является температура на входе в реактор. Процесс риформирования проводят в реакторе в интервале температур 480—530 °С. С повышением температуры увеличивается жесткость процесса и ускоряются все основные реакции. Обычно о глубине процесса судят по степени ароматизации парафиновых углеводородов, конверсия которых увеличивается с молекулярной массой. Например образование ароматических углеводородов из нафтеновых уже при минимальной температуре процесса (470 °С) близко к максимальному значению, с повышением температуры прирост их незначителен. В большей мере зависят от температуры реакции ароматизации парафиновых углеводородов. Давление. Парциальное давление при риформинге существенно влияет на результаты процесса. Снижение рабочего давления при"водит к значительному увеличению глубины ароматизации парафиновых углеводородов. Так, при снижении давления с 2,5 МПа до 1,5 МПа глубина ароматизации возрастает (при 510 °С) с 38,3% до 47,7%; и главное, при снижении давления селективность превращений парафиновых углеводородов возрастает, что связано с изменением соотношения скоростей реакций, дегидроциклизации и гидрокрекинга (снижение давлений благоприятствует протеканию первых и тормозит вторые). Объемная скорость это отношение на скорость жидкого сырья к объему катализатора заполняющего реакционную зону.чем выше объемная скорость тем ниже степень превращения сырья Кратность циркуляции катализатора это соотношение колл кат-ра и сырья.увеличение кратности циркуляции ведет к сокращению продолжительности прибывания кат-ра в зоне реакции 37)аппаратурное оформление кат реформинга компрессор; 2, 12, 14, 18—20, 22 — насосы; 3, 10 — сепараторы; 4, 11, 13 — холодильники; 5,6 — колонны; 7 — реактор; 8 — пневмоподъемник; 9 — регенератор; 13 — холодильник; 15, 16 – теплообменники; 17, 23 — печи; 21—паросборник; 24 — воздуходувка; 25, 26 — бункеры-сепараторы; 27, 28 — дозаторы пневмотранспорта; 38)назначение процесса гидроочистки дистилятов Назначение – улучшение качества и повышение стабильности светлых дистиллятов, сырья каталитического крекинга в результате использования реакций деструктивного гидрирования сераорганических соединений и гидрирования непредельных углеводородов. Сырье и продукция. Сырьем процесса гидроочистки являются бензиновые, керосиновые, дизельные фракции и вакуумный газойль, содержащие серу, азот, непредельные углеводороды. Продукция: • Очищенные фракции • Бензин-отгон; используется как компонент товарных бензинов или сырье установок каталитического риформинга; имеет низкое (50-55) октановое число; • Сероводород; направляется как сырье на установки производства серной кислоты или серы. Катализаторы. В промышленности для установок гидроочистки дистиллятов применяют алюмокобальтмолибденовый и алюмоникельмолибденовый катализаторы. 40)Гидрокрекинг - процесс, направленный на получение высококачественных керосиновых и дизельных дистиллятов, а также вакуумного газойля путём крекинга углеводородов исходного сырья в присутствии водорода. при гидрокрекинге происходят следующие превращения: 1. распад высокомолекулярных соединений, гидрирование ненасыщенных продуктов распада 2. деалкилирование циклических углеводородов 3. изомеризация алканов и циклоалканов 4. гидрирование ароматических колец 5. гидрирование серу, кислород, и азотсодержащих соединений Катализаторы В качестве катализатора гидрогенезационного процесса применяются оксиды и сульфиды никеля, кобальта, молибдена, вольфрама на кислотных носителях алюмосиликате и оксиде алюминия. Все эти катализаторы должны быть устойчивы по отношению к каталитическим ядам и особенно серосодержащим соединениям. В процессах гидроочистки дистиллятов применяют : стационарные, таблетированные катализаторы, алюмокобальтмолибденовые (АКМ), алюмоникельмолибденовые(АНМ) и алюмоникельмолибденкремневые(АНМС) катализаторы. И сохраняют активность до 30 месяцев. По мере работы на катализаторы откладывается кокс, активность катализатора падает. Восстановить активность можно выжигом кокса и серы пара или газо-воздушной смесью. Катализатор гидроочистки выдерживает не менее 3х регенерации до его замены. В гидрогенезационных процессах происходит превращения: 1) Распад высокомолекулярных соединений гидрированием насыщенных продуктов распада 2) Деалкилирование циклических углеводородов 3) Изомеризация алканов и циклоалканов 4) Гидрирование ароматических колец 5) Гидрирование серо, азот, кислород содержащих соединений Превращения алканов Распад по связи ц ц с одновременным насыщением осколков и гидроизомерезации. Изомеризация вызывается активным действием катализатора. Глубокий распад алканов нежелателен т.к при этом повышается выход газа особенно метана. Превращение непредельных углеводородов Скорость гидрирования выше чем скорость реакции полимеризации циклизации и других вторичных превращений алкенов, поэтому эти реакции не развиваются. При обладании реакции гидрирования над реакциями уплотнения позволяет проводить гидрокрекинг без заметного закоксовывания аппаратуры катализатора и без образования тяжелых остаточных продуктов. Превращения циклоалканов Для циклоалканов при гидрокрекинге характерны процессы распада дециклизации, деалкилирования, изомеризации цикл. Арены Для углеводородов солержащих ароматические кольца характерны реакции деалкилирования и гидрирования бензольного ядра. Конденсация полициклических соеденений под давлением водорода полностью тормозится. 42) Дистилляты, полученные из парафинистых нефтей, содержат парафиновые углеводороды нормального строения и изостроения. Нормальные парафиновые углеводороды являются желательными компонентами реактивных и дизельных топлив. Однако, имея самую высокую температуру застывания по сравнению с углеводородами других классов, они могут присутствовать в товарных продуктах лишь в ограниченных количествах. Поэтому необходимо удалять часть нормальных парафинов из дизельных дистиллятов. Дистилляты депарафинизируют карбамидом, образующим с нормальными парафинами кристаллический комплекс, который отделяют от депарафината и разлагают горячей водой или нагревом. Карбамид можно применять в кристаллическом состоянии; в виде растворов в воде, спиртах, кетонах и эфирах. Для активации процесса копмлексообразования применяют активаторы - спирты, кетоны. 43) АДСОРБЦИОННАЯ ОЧИСТКА нефтепродуктов, осуществляется для обеспечения их заданного группового состава, улучшения физ.-хим. с-в и эксплуатац. характеристик (напр., высокой диэлектрич. проницаемости). Этим методом из нефтепродуктов удаляют непредельные и ароматич. углеводороды и их производные, смолисто-асфальтеновые в-ва, серо-, азот- и кислородсодержащие соединения. В кач-ве адсорбентов используют как прир. продукты (отбеливающие глины, бокситы, опоки, бентониты, активированные глины, цеолиты), так и синтетические (силикагели, алюмосиликагели, цеолиты, активные угли). 44) Нефтезаводские газы образуются при термических и каталитических процессах переработки продуктов перегонки нефти. Из них наиболее часто встречаются газы термического и каталитического крекинга, пиролиза и коксования тяжелых нефтепродуктов. Искусственные газы, получаемые в результате термической переработки углей и сланцев, содержат водород, метан, оксид углерода, непредельные углеводороды ( от этилена до бутиленов), а также диоксида углерода, кислород и азот. Эти газы, различные по калорийности, используются главным образом в качестве топлива. 45. Осушка газов необходима в тех случаях когда газ направляется для каталитической переработки с использованием чувствительного к воде катализатора или когда фракционирование или дальнейшая переработка газа проводится при низких температурах. Если неосушенный газ охлаждать до температуры ниже 0 С это может привести к забиванию кристалликами льда аппаратуры и трубопроводов. Низкомолекулярные углеводороды способны образовывать кристаллогидраты водой. Чем меньше молекулярная масса углеводорода тем выше температура и давление при которых он способен образовывать кристаллогидраты. Показателем влагосодержания газа является точка росы т.е. температура ниже которой водяной пар содержащийся в газе конденсируется и выпадает в виде росы. Для осушки газов применяют твердые и жидкие поглотители. Требования поглотителей: высокая влагоемкость – способность поглощать возможно больше влаги на единицу массы орошая регенирируемость большой срок службы невысокая стоимость и простота получения Наилучшее сочетание этих требований у твердых поглотителей активный оксид алюминия, селикогель, синтетические цеолиты, и у жидких поглотителей ди и три этиленгликоль. При осушке этиленгликолями точка росы снижается до -20 С. При использовании цеолитов точка росы ниже -75 С. Очистка газа Газы полученные при переработке сернистих нефтей всегда содержат сероводород и низкомолекулярный меркаптан. Особенностью сероводорода является его коррозионная активность. Особенно много сероводорода в газах установок перерабатывающих тяжелое сырье мазут, вакуумный газойль, гудрон. Сероводород ухудшает работу катализаторов. Его присутствие недопустимо в бытовом сжиженном газе. Такая очистка основана на том что при невысоких температурах происходит поглощение сероводорода с образованием нестойкого химического соединения которое при повышении температуры разлагается, при этом абсорбент регенерируется. На НПЗ применяют абсорбционные методы: мышяково-содовая очистка абсорбент пентатиоарсенат натрия очистка раствором трикалийфосфата (К3РО4) поташная очистка (К2СО3) щелочная очистка (NAOH) наиболее распространена этаноламиновая очистка, растворами моноэтаноламина, диэтаноламина, метилдиэтаноламина. При 25 – 35 С сероводород реагирует с этаноламинами образуя кислую соль сероводорода и замещенного амонниевого основания. При температуре выше 100 С протекает обратная реакция, выделяется сероводород и очищенный этаноламин. Поглатительная способность этаноламина возрастает при снижении температуры абсорбции и повышении давления. Нормальная работа технологического оборудования и качество выпускаемой продукции зависит так же от содержания пыли и механической примеси в газе. Присутствие пыли и механических примесей при транспортировке газа способствует истиранию металла трубопровода и аппарата. Механические частички отлагаясь на поверхности труб снижают скорость передачи тепла (Теплообменник) увеличивает гидравлический напор, выводит из строя запорную арматуру и приборы КИПиА. Выбор технологии очистки газа от механических примесей зависит от размеров частиц и требуемой степени очистки. Частицы размером 100-500 микрометров мкм, улавливаются в осадительных расширительных камерах и циклонах. Для улавливания частиц от 0,01 до 100 мкм используют циклоны, мокрые поглотители, керамические и металлокерамические фильтры. Частицы размером менее 0,01 мкм не осаждаются под действием тяжести. Поэтому такая смесь может быть уловлена в электрофильтрах и мокрых пылеуловителях. 46. Разделение газов Для разделения смеси газов на индивидуальные компоненты или фракции применяют процессы конденсации, компремирования, абсорбции, десорбции, ректификации. Установки разделения газов подразделяются по типу перерабатываемого сырья на установки предельных и не предельных газов, по типу применяемых схем извлечения компонентов на конденсационно – комприссионные и абсорбционные. является, состав, СДизельная, характеризуются, физической, СКеросиновые, вакуумный, выкипающих, получают, веществ, кипения,
похожие статьи:
|
Поиск
Партнеры
|
