Поняття детонаційної стійкості і октанового числа.Кислородсодержащие високооктанові добавки, їхньої людської гідності й недоліки. Запропонуйте на впровадження принципову технологічну схему синтезу високооктановою добавки -етилтретамилового ефіру. Наведіть рівняння основних та побічних реакцій і їх проведення
>Детонационная стійкість є основним показником якості бензинів. Вона характеризує здатність бензину згоряти в двигуні від іскри без детонації.Детонацией називається такий режим роботи двигуна, у якому частина палива самозаймається і цього тиск у двигуні наростає не плавно, а стрибками, порушуючи роботу двигуна.Мерой детонаційної стійкості є октанове число, яке вимірюється в сотої шкалою. За нуль шкали прийнятадетонационная стійкістьн-гептана. За 100% прийнятадетонационная стійкістьизооктана, а точніше 2,2,4 –триметилпентана. Отже,ОЧ – показник детонаційної стійкості бензину, чисельно рівний процентному змістуизооктана в еталонною суміші зн-гептаном, котра, за детонаційної стійкості еквівалентна випробуваному бензину.
Яккислородсодержащих високооктанових добавок використовують прості ефіри і спирти.
| >Спирти | Ефіри |
| Переваги | |
| 1. Дешевизна. |
1. Знизити точкувикипания бензинів і поліпшити йогоиспаряемость на перехідних режимах. 2. Скоротити зміст ЗІ в вихлопних газах |
|
1. Низька теплота згоряння. 2. Висока теплота випаровування 3. Розчинність у питній воді |
1. Низька теплота згоряння. 2. Висока теплота випаровування |
Основний промисловий метод виробництва змішаних ефірів – алкілування спиртуолефинами.Промишленними продуктами є етанол іизоамилени, тому основна реакція: етанол +изоамилен =етилтретамиловий ефір.
З іншого боку, можливі побічні реакції: Етанол =диетиловий ефір,изоамилени =димеризация і полімеризація.
Каталізаторамиетерификации є каталізатори кислотного типу. Найбільш зручно використовуватисульфокатионити, оскільки не потрібно очищати реакційну масу від кислот.
Реакцію проводимо в рідкої фазі. З вимог термодинаміки, зниження температури сприяє збільшення виходу. Тому приймаємо температуру в реакторі порядку60-70С, а тиск приймаємо таке, щобизоамилени був у рідкої фазі. Також приймаємо надлишок етанолу, що уникнути полімеризаціїизоамиленов. Отже, технологічна схема виглядає так:Теплообменник – реактор (з охолодженням,к/т) – колона виділення легких продуктів – колона виділення товарного продукту.
Лекція 2.
>Риформинг. Призначення процесу. Каталізатори риформінгу. Які можливі реакторні схеми риформінгу. Поясніть принцип його роботи. Як змінюється температура під час залежно від часу роботи каталізатора й від технологічної схеми. Наведіть рівняння які протікають реакцій
Основним призначенняkt риформінгу до нашого часу залишається підвищення детонаційної стійкості моторних палив, проте менше значення має і застосування цього процесу задля отримання ароматичниху/в – бензолу, толуолу і ксилолів.
Як каталізаторів використовуютьбифункциональние каталізатори, які становлять метали платинової групи, завдані на глинозем іпромотированниегалогеном. Каталізатори буваютьмонметалическими (платина наоксиде алюмінію) іполиметалическими.
>Полиметаллическиеkt риформінгу поруч ізPt містять трохи інших металів. Використовувані дляпромотирования метали можна розділити на 2 групи. До першої ставляться іридій, реній, добре відомі якkt гідро- ідегидрогенизации ігидрогенализа. Інша, більш велика група промоторів, включає метали, що практично не активні у реакціях. Такими металами є мідь, кадмій, германій, олово, свинець та інших. Здебільшого також системи містять, поруч із платиною, решта 2 елемента, з яких одна належить до першої групи, а інший – до другої. Тож якщоAl –Ptktпромотируютрепием, тоkt вводять один із наступних металів:Cu,Ag, кадмій, цинк, індій, рідкісноземельні елементи – лантан, церій,неодим та інших.
Як кислотногопромотора в поліметалевихkt використовується лише хлор, масове утримання її вkt 0,8-1,1%.
Технологічно процес здійснюється з нерухомим чи які йшли шаром каталізатора. При нерухомому шарі сировину направляють у каскад з 3адиабатических реакторів. На установці здвижущемся шаром каталізатора використовують три реактора, виконаних вигляді єдиної конструкції і розташованих один над іншим.
У кожному варіанті виконання ставлення обсягів каталізатора в секціях становить 1/2/4. Це з тим, що співвідношення швидкостейдегидрирования, ізомеризації ідегидроциклизации становить 4/2/1.
Основні реакції риформінгу.
Основою процесу служать три типу реакцій. Найбільш важливі реакції, що призводять до утворенняArу/в.
1.Дегидрированиешестичленнихнафтенов:
2.Дегидроизомеризацияпятичленнихнафтенов:
3.Ароматизация (>дегидроциклизация) парафінів:
Інший тип реакцій, притаманних риформінгу – ізомеризація. Поруч ізизомеризацией 5-тичленних і шестичленнихнафтенов ізомеризації піддаються якпарафини, і ароматніу/в.
Лекція 3.
Крекінг. Існує 4 виду крекінгу: термічний, каталітичний, гідрокрекінг івисбрекинг. Призначення кожного з цих процесів. Відмінності і подібності цих процесів із сировини, продуктам і режимам. Які технологічні прийоми застосовуються під час проведення цих процесів
Призначення ККиТК – деструктивне перетворення різноманітних нафтових фракцій в моторні палива, сировину для нафтохімії іалкилирования, виробництва технічного вуглецю і коксу.
>Гидрокрекинг — каталітичний процес переробки нафтової сировини під тиском водню для одержання світлих нафтопродуктів (бензину, гасу, дизельного палива), скраплених газів З 3 -З4.
>Висбрекинг – термічний спосіб переробки мазутів і гудронів. Призначення процесу — зниження в’язкості цих залишків, отримання додаткових кількостей газу та дистилятів.
Сировину
Установки КК працюють на 3 видах сировини –прямогонном, змішаному іостаточном. Найбільш вигідно переробляти залишкове чи змішане сировину, у своїй вихід бензину сягає 55-58%, На момент багато установки перейшли на тріщанняВакуумного газойлю з кінцем кипіння500-560С, що підвищує вихід бензину. По групового складу.Предпочтительнопарафинисто-нафтеновое сировину, оскільки він дає більший вихід бензину, і менше коксу.Ароматика в сировину небажана, оскільки він дає великий вихід коксу.Олефини також надають багато коксу, тому вторинну сировину (зокрема газойль уповільненої коксування) додають у кількості трохи більше 25% відпрямогонного сировини.
У багатьох вакуумних дистилятів, що використовуються КК зміст парафінів у межах 15-30%,нафтенових 20-30%, ароматичних 15-60%.
По цільовим призначенням у промисловості реалізовані раз особисті варіанти процесу гідрокрекінгу, які можна зводити до наступним.
>1.Гидрокрекинг важких бензинових фракцій із отриманням скрапленого газу, вуглеводнів З 4 -З5 изостроения для нафтохімічного синтезу і легкого високооктанового компонента автомобільних бензинів.
>2.Гидрокрекинг середніх дистилятів (>прямогонних і вторинного походження) з температурою кипіння 200-350 °із отриманням бензинів і реактивного палива.
>3.Гидрокрекинг атмосферного і вакуумного газойлів, газойлів коксування і каталітичного крекінгу із отриманням бензинів, реактивного і дизельного палив.
>4.Гидрокрекинг важких нафтових дистилятів із отриманням реактивних і дизельних палив, мастил, малосірчистих котельних палив і сировини для каталітичного крекінгу.
>5.Селективний гідрокрекінг бензинів з метою підвищення октанового числа, газойлів — зниження температури застигання дизельних палив, і навіть олійних фракцій з поліпшеними властивостями (колір, стабільність і знижена температура застигання).
>6.Гидродеароматизация гасових фракцій зпрямогонного і вторинної сировини наплатиноцеолитсодержащемкатализаторе з метою зменшення у фракції ароматичних вуглеводнів. Повнота видалення ароматичних вуглеводнів становить 75-90 % й складом сировини й умовами проведення процесу.
Сировиною вісбрекінгу є мазути і гудрони.
Продукти
Газkt крекінгу на 85-95% складається зу/в З 3 -З5 . Зміст пропилену в газі середньому 10-11%,бутиленов 11-13%. Дуже значно вміст у газіизобутана (до 25%).
Виходу газу приkt крекінгу коливаються не більше 10-25%. Газ є цінним сировиною для процесівалкилирования і полімеризації.
>Бензиниkt крекінгу багаті ароматичними іизопарафиновимиу/в. У сумі їхні зміст може перевищувати 50%. Змістнепредельниху/в невелика 5-9%,нафтенов – 20-25%.Бензиниkt крекінгу мають кращу хімічну стабільність. Вихід бензину на середньому ~ 40%.
Легкий газойль, фракція200-340оС, полягає на 40-80% зArу/в, використовують як сировину для сажі, нафталіну,фенантрена, дизельного палива,разбавителя паливних мазутів.
Важкий газойль, фракція > 350 про З, сировину для установок коксування чи компоненттопогного мазуту, сировину термічного крекінгу.
Цільовим продуктом КК є бензин.
>Крекинг-газ складається переважно залканов (80%) іOl (>непредельних 20%).
У результаті свого складукрекинг-газ є цінним сировиною для хімічної переробки.
>Бензини. По хімічним складом тріщання -бензини істотно відрізняються від бензинів прямий гонки містило велику кількістьнепредельних сполук,Ar і парафіновиху/вiso- будівлі.
>Крекинг-остаток – важкий в’язкий продукт, до складу якої входять смолисті речовини,висококонденсированниемногоядерние ароматичні сполуки ікарбоиди. При нагріваннікрекинг–остаток легко коксується і тому застосовується як для коксових установок. Також його використовують як топкового мазуту
>Гидрокрекинг. Одержуваний пригидрокрекинге легкий бензин з октановим числом до 85 є високоякісним компонентом товарного автомобільного бензину.
Важкий бензин вирізняється високим вмістомнафтенових вуглеводнів і використовують у ролі компонента сировини риформінгу, забезпечуючи отримання автомобільного бензину з поліпшенимиантидетонационними характеристиками.
>Керосиновие фракції відповідають вимогам на сучасні і перспективні реактивні палива із підвищеною щільністю, помірним змістом ароматичних вуглеводнів, хорошими показниками по термічної стабільності і низькотемпературним властивостями.
У процесі гідрокрекінгу можна отримати весь асортимент дизельних палив від арктичних до літніх обтяжених сортів.Дизельние палива відрізняються практичним відсутністюнепредельних, сірчистих і азотистих сполук і низькимсодержанием ароматичних вуглеводнів, що забезпечує високі експлуатаційні показники,цетановое число становить 57-64.
Залишкові фракції гідрокрекінгу мало містять бі- іполициклических вуглеводнів і може бути використовуватимуться отримання масел з великим індексом в’язкості не залучаючи стадії селективною очищення.
>Висбрекинг – котельне паливо
Режим:
Температура.
КК -470-520С.
ТК -510-525С
СБ –450-480С
ДК -300-425С
Особливостіkt крекінгу.
I. Прихильність до перетворенням приkt іt крекінгу відмінності дляу/в різних класів, саме:
термічний каталітичний
>парафиниолефини
>олефиниArу/в з великимкол-вом бічних ланцюгів
>нафтенинафтени
>алкилароматич.у/впарафини
>гомоядерниеArу/вгомоядерниеArу/в.
Схожість:термокрекинг івисбрекинг протікають порадикально-цепному механізму,каткрекинг і гідрокрекінг поионному.
