Сущность процессов коксования нефтяных остатков. Химизм основных реакций углеводородов и факторы процесса. Варианты промышленного осуществления - Направление совершенствования химических производств
Замедленное коксование - длительный процесс термолиза тяжелых нефтяных остатков или ароматизированных высоко кипящих дистиллятов при невысоком давлении и температурах 470 - 540°С.
Сырьем для процесса служат: тяжелые фракции перегонки нефти, остатки деасфальтизации, термического и каталитического крекинга, пиролиза бензинов и газойлей.
Сущность процесса состоит в последовательном протекании реакций крекинга, дегидрирования, циклизации, ароматизации, поликонденсации и уплотнения с образованием сплошного "коксового пирога". Выделяющиеся летучие продукты подвергают ректификации для выделения целевых фракций и их стабилизации, кубовый остаток возвращают в процесс. Готовый кокс периодически выгружают, подвергают сушке и прокаливанию.
По аппаратурному оформлению различают: т. н. "замедленное" коксование в необогреваемых камерах (для получения малозольного кокса), обогреваемых кубах (для получения электродного и специальных видов кокса), коксование в "кипящем слое" порошкообразного кокса (т. н. "термоконтактный крекинг"). При сочетании последнего способа с газификацией кокса в процесс могут быть вовлечены кроме нефтяных остатков природные асфальты и битумы. Существует два типа непрерывных способов коксования: коксование на мелкокусковом коксе, который в процессе передвижения внутри аппаратуры принимает вид округлых гранул размерами 3--41 мм (иногда до 18 мм), и коксование на порошкообразном коксе с частицами размером 0,25--0.75 мм. За процессом первого типа утвердилось наименование "контактное коксование". Процессы второго типа имеют несколько названий: термоконтактное, коксование на порошкообразном теплоносителе, коксование в псевдоожиженном слое.
В процессе коксования одновременно и совместно протекают эндотермические реакции крекинга и экзотермические реакции синтеза и частично реакции изомеризации с малым тепловым эффектом. В таких термодеструктивных процессах имеет место жидкофазный термолиз.
Основные закономерности жндкофазного термолиза нефтяного сырья:
- А) протекает через последовательные или параллельно-последовательные стадии образования и расходования промежуточных продуктов уплотнения по схеме: легкие масла --> полициклические арены --> смолы --> асфальтены --> карбены --> карбоиды --> кокс. При этом на каждой стадии образуются газы и менее низкомолекулярные жидкие продукты по сравнению с образовавшимися продуктами уплотнения. Б) имеют место фазовые преврашения групповых компонентов.
При этом в коксующейся системе происходит несколько фазовых переходов: первый связан с образованием и выделением из раствора фазы асфальтенов, а следующий - с зарождением и осаждением карбенов, которые затем превращаются в карбоиды и кокс.
В) На интенсивность термодеструктивных превращений существенное влияние оказывает растворяющая способность дисперсионной среды, которая определяет значение так называемой "пороговой" концентрации асфальтенов.
Также нафтены подвергаются реакциям отщепления водорода:
Непредельные углеводороды при высоких температурах испытывают разнообразные изменения. Они взаимодействуют друг с другом, образуя полимеры, которые в дальнейшем превращаются в смолы, асфальтены и карбоиды. распадаются на более мелкие молекулы, а те, в свою очередь, вступают в реакции распада или соединения (конденсации и полимеризации). При 500 °С непредельные углеводороды могут подвергаться реакциям циклизации, образуя полициклнческие нафтеновые углеводороды.
Также непредельные углеводороды взаимодействуют с аренами с получением полициклических углеводородов, которые далее уплотняются в продукты еще более тяжелые и бедные водородом - смолы, асфальтены и карбоиды.
Ароматические углеводороды в условиях высоких температур весьма устойчивы. Для них характерны реакции конденсации и уплотнения: молекулы соединяются друг с другом или с молекулами непредельных углеводородов в более крупные молекулы.
Где А - молекула асфальтенов; М - молекула относительно легких продуктов разложения, выделяющихся в газовую фазу.
При повышении давления увеличение выхода кокса обуславливается вовлечением в процессы коксообразования тяжелых газойлевых фракций, так как при этих условиях переход их в газовую фазу и удаление из зоны реакции затрудняется и препятствует удалению из зоны реакции легких углеводородов, снижает испарение тяжелых промежуточных продуктов (смол вторичного происхождения), находящихся в порах коксовых частиц, которые и являются теми летучими веществами, которые ухудшают качество кокса, снижают его прочность.
Повышение давления способствует возрастанию выхода газа и снижению доли тяжелого газойля коксования в общем балансе продуктов.
Похожие статьи
-
Термические процессы. К числу термических процессов, проводимых при высоких температурах в зоне реакции (до 900 °С), относят: 1) термический крекинг и...
-
Степень превращения (конверсия) показывает на сколько полно в хим.- технологическом процессе используется исходное сырье. Степень превращения - это...
-
Для технологии процессов химической переработки нефтяного сырья характерно преимущественное применение высоких температур и зачастую высоких давлений....
-
Катализ - явление возбуждения химических реакций веществами-катализаторами. Катализатор многократно вступает в промежуточное химическое взаимодействие с...
-
Характеристика сырья. Состав сырья. В одинаковых условиях крекинга скорость реакции растет с повышением температуры кипения сырья. Такая особенность...
-
Перегонку мазута с целью отбора из него дистиллятов и снижения разложения сырья и продуктов требуется проводить в вакууме. При этом температура кипения...
-
Основные факторы процесса селективной очистки - Направление совершенствования химических производств
1) качество сырья. Существенное влияние на качество сырья базовых масел и на технико-экономические показатели процессов оказывает фракционный состав...
-
Скорость технологического процесса по целевому продукту есть результирующая скоростей прямой, обратной и побочных реакций, а также турбулентной и...
-
Хим. процесы делятся на обратимые и необратимые. Необратимые протекают лишь в одном направлении. Обратимые могут протекать в обоих направлениях. В...
-
Понятие о химико-технологическом процессе - Направление совершенствования химических производств
Классификация химических процессов и реакций. Основные понятия и определения (селективность, степень превращения сырья, скорость реакции, выход...
-
Контактный метод производства серной кислоты - Направление совершенствования химических производств
Контактный способ производства серной кислоты включает три стадии: очистку газа от вредных для катализатора примесей; контактное окисление сернистого...
-
Химические основы процесса - Каталитический крекинг
При каталитическом крекинге протекают реакции расщепления, алкилирования, изомеризации, ароматизации, полимеризации, гидрогенизации и деалкилирования....
-
Кратность раств-ля к сырью. Разбавление сырья маловязким растворителем вызывает снижение вязкости кристалл-го раствора и положительно влияет на структуры...
-
В пром-ти существует 2 метода получения синтез газа: каталит. конверсия, высокотем-ая конверсия. Катал-ая конверсия метана: СН4+0,5О2 = СО+2Н2. Т=900С,...
-
Воздух в химической промышленности применяют в основном как сырье или как реагент в технологических процессах, а также для энергетических целей....
-
Термический крекинг первый процесс, позволивший увеличить выход светлых продуктов из нефти и получить сырье для зарождавшейся нефтехимической...
-
Реакторы периодические характеризуются одновременной загрузкой реагентов. При том процесс складывается из трех стадий: загрузка сырья, его обработка...
-
Большинство химических реакций, используемых в ХТП (химико-технологических процессах), протекает с участием веществ, находящихся в разных фазах....
-
Получение элементарной серы по методу Клауса - Направление совершенствования химических производств
Процесс Клауса осуществляется в две стадии: 1) стадия термического окисления сероводорода до диоксида серы H2S+3/2O2-SO2+H2O+(0,53-0,57) МДж/моль; 2)...
-
Сгорание топлива по мере поступления в камеру обуславливается равномерным нарастанием давления над поршнем. Задержка самовоспламенения вызывает...
-
Синтез аммиака - Направление совершенствования химических производств
Синтез аммиака N2+3H2-2NH3+103,6 кДж протекает на катализаторе, в качестве которого используют пористое железо с добавками стабилизирующих и...
-
Химический реактор скорость технологический Наиболее употребимы следующие признаки классификации химических реакторов и режимов их работы: 1) режим...
-
Рассчитаем необходимое число единиц гипсоварочных котлов, согласно формуле: N=Pп/(Pч-K), Где Pп - требуемая часовая производительность предприятия; Pч -...
-
Ассортимент современных катализаторов гидрокрекинга достаточно обширен, что объясняется разнообразием назначений процесса. Обычно они состоят из...
-
Термический крекинг. - Технология переработки нефти
Расщепление молекул углеводородов протекает при более высокой температуре (470-550°С) и давлении 2-7МПа. Процесс протекает медленно, образуются...
-
Процесс деасфальтизации гудрона. Пропан по отношению к асфальтенам действует как коагулирующий агент, а по отношению к смолам и у. в. - как избирательный...
-
1-насос 2-теплообменник 3-водогрязеотделитель 4-печь 5-Атмосферная колонна Достоинства: возможность применения сравнительно низких конечных температур...
-
Реакторы гомогенного и гетерогенного катализа - Направление совершенствования химических производств
В гомогенных реакторах в процессе участвует только одна фаза: газовая или паровая, жидкая или твердая. На заводах отрасли гомогенные реакторы, как...
-
ВСА - вакуумсоздающая аппаратура 1-теплообмннник, 2-холодильник Недостатки: Эта не дает четкого регулирования н. к. фракций. Для регулирования к. к....
-
Работа системы подачи топлива зависит от физических свойств и частоты ДТ. 1) Вязкость: для ДТ установлены верхние и нижние пределы вязкости. При низкой...
-
ОЧ - это величина, численно равная %-ному (объемному) содержанию изооктана в его смеси с н-гептаном, которая эквивалентна по интенсивности детонации...
-
Устойчивость работы реакторов - Направление совершенствования химических производств
Задача исследования устойчивости включает в себя определение численности стационарных состояний, возможных в системе, построение области устойчивости,...
-
Единичный реактор идеального смешения не дает высокой степени превращения, так как концентрация исходных реагентов в нем мгновенно падает до конечного...
-
Описание технологического процесса - Промышленное производство мелкодисперсной фракции дерева
Как правило, сырьем для МДФ служит щепа, которую можно изготовлять непосредственно в цехе или привозить со стороны. До подачи в производство щепу...
-
Химизм и механизм биотехнологических реакций - Производство йогурта
В основе производства йогурта лежит молочнокислое брожение, т. е. процесс образования молочной кислоты из молочного сахара под воздействием молочнокислых...
-
Сплав Д1 - относится к числу дюралюминов. Такой вид сплавов обладает достаточно высокой прочностью, пластичностью и относится к числу нормальных...
-
Технологическая схема зависит от вида и характера, вида и качества исходных материалов, от уровня развития техники (рис.1.). Рисунок 1- Технологическая...
-
Азотная кислота и главным образом ее природная соль - натриевая селитра известны с давних времен. В 778г. арабский ученый Гебер описал способ...
-
Производство стали - Разработка технологического процесса изготовления детали "зубчатое колесо"
Сущность процесса Основными материалами для производства стали являются передельный чугун и стальной лом (скрап). Содержание углерода и примесей в стали...
-
Общая характеристика производства - Промышленное производство мелкодисперсной фракции дерева
Процесс изготовления МДФ включает в себя четыре стадии. 1. На первом этапе осуществляется подготовка сырья. Поскольку МДФ плиты производят из леса...
Сущность процессов коксования нефтяных остатков. Химизм основных реакций углеводородов и факторы процесса. Варианты промышленного осуществления - Направление совершенствования химических производств