Получение синтезированного газа - Анализ и технологическая оценка химического производства

Химические методы переработки нефти проводят при высоких температурах без катализатора (термический крекинг), при высоких температурах в присутствии катализатора (каталитический крекинг), в присутствии водорода, при высокой температуре и давлении (гидрокрекинг) и др. Благодаря высокой температуре происходит расщепление молекул углеводородов. Кроме того, в результате вторичных процессов образуются молекулы новых соединений, которые не содержатся в нефти или в нефтепродуктах.

Рассмотрим процесс расщепления составляющих нефти при нагревании на примерах.

При нагревании нефти сначала расщепляются углеводороды парафинового ряда с длинной цепью

По мере повышения температуры разрыв цепи углеводородов сдвигается к краю цепи, вплоть до метана СН4, т. е. С14Н30 С13Н26 + СН4, а при температуре выше 820° С метан разлагается на углерод и водород СН4 --> С + 2Н2

Нафтеновые углеводороды при нагревании дегидрируются, образуя ароматические углеводороды:

Ароматические углеводороды более устойчивы к нагреванию, поэтому они почти не изменяются. Непредельные углеводороды, образующиеся в процессе распада, в значительной степени вступают в реакцию полимеризации или циклизации, образуя ароматические и другие сложные соединения. Чем выше температура крекинга, тем выше скорость реакции и больше образуется газообразных продуктов. Применение давления затрудняет процесс расщепления и благоприятно влияет на вторичные реакции. Крекинг ведут для получения бензина и газов.

Термический крекинг в смешанной фазе (жидкой и паровой) проводят под давлением до 70 Am при температуре 350--500° С. На рис.9 показана схема крекинга мазута. Мазут насосом 1 подается на одну из нижних тарелок ректификационной колонны 2, где смешивается с тяжелой фракцией. Затем смесь подается в трубчатую печь 3, где нагревается до температуры 470--480° С. Из средней части колонны 2 выводится более легкокипящая фракция, которая нагревается в трубчатой печи 4 до 500--510°. Давление в печах поддерживается 50--70 Am (5--7 Мн/м2). Продукты крекинга из печей 3 и 4 проходят редукционный вентиль 5 и поступают в испаритель 6, где происходит отделение паров от крекинг остатка, который выводится из испарителя. Пары из испарителя направляются в ректификационную колонну на разделение. Пары бензина и газы проходят конденсатор 7 и сепаратор 8, где они разделяются.

Выход продуктов при крекинге следующий: крекинг-бензин 30-- 35%, крекинг газы 10--15%, крекинг-остаток 50--56%. Крекинг газы содержат этилен, пропан, пропилен, бутан, бутилен и др. Они служат ценным сырьем для синтеза органических соединений. Крекинг-остаток служит котельным топливом.

Парофазный крекинг -- пиролиз проводят при температуре 670-- 720° С и атмосферном давлении. В процессе пиролиза жидкие продукты обогащаются ароматическими соединениями, а газы -- непредельными углеводородами. Пиролиз проводится с целью получения сырья для химической промышленности.

Каталитический крекинг проводится в паровой фазе при 450-500Е С и давлении 0,5-1,0 Am (0,05-0,1 Мн/м2) в присутствии алюмо-силикатных катализаторов, представляющих собой твердые высоко. пористые вещества. Катализаторы адсорбируют углеводороды и на поверхности происходят реакции расщепления. Одновременно мот проходить реакции ароматизации. При каталитическом крекинге наряду с жидкими продуктами (вы. ход бензина -- 70%) образуются газы (12--15%) и кокс (4--6%) Кокс откладывается на поверхности катализатора и снижает его активность. Для выжигания кокса через катализатор при температуре 550-- 600 С пропускают воздух.

В печи 1 подаваемое на крекинг сырье нагревают до 350--360С и затем направляют в реактор 2, в который из бункеpa 3 поступает зернистый катализатор. Под действием собственного веса катализатор опускается в низ реактора и перед поступлением в регенератор (самотеком) обрабатывается паром. Продукты крекинга из реактора 2 направляются на разделение в ректификационную колонну (на схеме не показана). Для регенерации катализатора сверху в регенератор 4 воздуходувкой 5 подается воздух, который реагирует с коксом, расположенным на поверхности катализатора, очищая его. Образовавшиеся дымовые газы выводятся снизу генератора. Из нижней части регенератора 4 катализатор захватывается сжатым воздухом, подаваемым воздуходувкой 7, и по трубе 6 направляется в бункер 3 и снова возвращается в реактор 2.

Для уменьшения отложений кокса на катализаторе применяют крекинг под давлением в присутствии водорода. Такой процесс получил название Риформинга. Наибольшее применение риформинг находит с платиновыми, хромовыми и молибденовыми катализаторами. Для риформинга используют фракции легких нефтепродуктов. Процесс проводится под давлением 40--70 Am (4--7 Мн/м2) при температуре 480--520° С.

В процессе риформинга происходит образование ароматических углеводородов, которые улучшают качество бензинов. Газы риформинга содержат СН4, C2H6, С3Н8, С4Н10. Их используют для синтеза органических соединений.

Похожие статьи




Получение синтезированного газа - Анализ и технологическая оценка химического производства

Предыдущая | Следующая