Главная Коллекция "Revolution" Производство и технологии Переработка нефти и газа

Переработка нефти и газа

Термический крекинг: понятие и основные этапы проведения, анализ главных преимуществ и недостатков. Используемое сырье и материалы, назначение и функции. Сравнение с каталитическим крекингом. Закономерности коксования нефти. Каталитический риформинг.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	контрольная работа
Язык	русский
Дата добавления	25.05.2015
Размер файла	546,0 K

посмотреть текст работы

скачать работу можно здесь

полная информация о работе

весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Контрольная работа

Переработка нефти и газа

1. Термический крекинг (висбрекинг)

Назначение	В последнее время развиваются процессы термического крекинга тяжелых очищенных дистиллятов нефти, главная цель которых - получение не бензина, а крекинг остатка с низким содержанием асфальтенов и металлов, пригодного для получения игольчатого кокса. Висбрекинг является в настоящее время одним из перспективных процессов глубокой переработки высоковязких нефтяных остатков. Включение его в схему переработки нефти позволяет значительно увеличить отбор вакуумного газойля и получать товарное котельное топливо без применения разбавителей.
Сырье	Нефтяные остатки: полугудроны, асфальты, экстракты, тяжелые газойли каталического крекинга.
Продукты	Основные продукты висбрекинга - углеводородный газ, крекинг-бензин, керосино-газойлевая фракция термомогазойль и маловязкого котельного топлива (мазута -- крекинг-остатка).
Условия	При термическом крекинге тяжелого сырья возможно сосуществование газовой и жидкой фаз. Существуют разнообразные схемы термического крекинга. Вариант термического крекинга, направленный преимущественно на снижение вязкости котельного топлива, получил в мировой практике название «висбрекинг» (легкий крекинг или снижение вязкости). Этот процесс протекает при температуре 450-480 С, давлении 2-5 МПа и малом времени контакта. При этом происходит частичное удаление нестабильных серосодержащих соединений (сульфиды, сероводород, дисульфиды).
Хим. превращение (реакции)	Устойчивость у/в к хим. превращениям возрастает в след. ряду: парафины < олефины < нафтены < алкиларены < голоядерные ароматические у/в Алканы Происходит распад молекул алкана с образованием в простейшем случае молекулы алкана и молекулы алкена меньшей молекулярной массы: В газообразных продуктах термического крекинга преобладают у/в состава С₁, С₂(метан, этан и этилен). В табл. ниже приводится сравнение химизма при термическом крекинге и каталитическом
Каталитический крекинг
Назначение	Каталитический крекинг на алюмосиликатных катализаторах -- один из самых многотоннажных процессов в нефтеперерабатывающей промышленности. Целевым назначением процесса является получение высокооктанового бензина из вакуумных дистиллятов различных нефтей, выкипающих в пределах 300--500 °С, также для превращения тяжелых дистиллятных нефтяных фракций в моторные топлива и сырье для нефтехимии, производства технического углерода и кокса.
Сырье	Сырьем служат вакуумные газойли с концом кипения 500°С и выше, к которым иногда добавляют деасфальтизаты нефтяных остатков (около 20%).
Продукты	Сухой газ, пропан-пропиленовая фракция, Фракция С₄, бензин С₅ (195 С), легкий газойль (195-350 С), тяжелый газойль (>350 C), кокс
Условия	Каталитический крекинг на цеолитсодержащих катализаторах проводят при 450--530 °С под давлением, близким к атмосферному (0,07--0,3 МПа). Наиболее активным катализатором крекинга у/в является AlCl₃. Под действием AlCl₃крекинг, например, парафина начинается при 100°С, а при 200°С протекает с высокой скоростью. Но AlCl₃как катализатор имеет ряд недостатков: · повышенный расход · невозможность регенерации · выделение HCl, сильно корродирующего аппаратуру В настоящее время широко используются в качестве катализаторов крекинга алюмосиликатные катализаторы (аморфные и кристаллические), которые менее активны, чем AlCl₃, но лишены всех его недостатков.
Хим превращение (реакции)	Механизм большинства реакций каталитического крекинга удовлетворительно объясняется в рамках цепной карбкатионной теории. Химические основы процессов, протекающих при каталитическом крекинге, заключается в следующих реакциях: 1. Расщепление высокомолекулярных углеводородов (собственно крекинг). 2. Изомеризация. 3. Дегидрирование циклоалканов в арены. Устойчивость у/в к хим. превращениям возрастает каталитическом крекинге в след. ряду: олефины < алкиларены < нафтены < парафины < голоядерные ароматические у/в Алканы Как и при термическом крекинге, при каталитическом крекинге происходит распад молекул алкана с образованием в простейшем случае молекулы алкана и молекулы алкена меньшей молекулярной массы: Протекает также дегидрирование с образованном олефинов. Однако. по сравнению с термическим крекингом каталитический крекинг имеет ряд особенностей: 1. Скорость каталитического крекинга алканов в 40-60 раз больше скорости их термического крекинга при одной и той же температуре (500 С), 2. Жидкие продукты каталитического крекинга алканов имеют преимущественно изостроение. Следовательно, в отличие от термического крекинга при каталитическом крекинге протекает интенсивно изомеризация. 3. Газообразные продукты каталитического крекинга состоят из у/в состава С₃, и С₄ (пропилен, пропан, изобутилен, изобутан, бутены), в то время как в газообразных продуктах термического крекинга преобладают у/в состава С₁, С₂(метан, этан и этилен). 4. Скорость каталитического крекинга чистых алканов резко возрастает в присутствии следов олефинов. 5. Изоалканы крекируются с большей скоростью, чем алканы с прямой цепью. Циклоалканы и циклоалкены. Основными реакциями циклоалканов являются: 1. раскрытие кольца с образованием алкенов и диенов; 2. дегидрирование, ведущее к образованию аренов; 3. изомеризация циклов и боковых цепей Стадия инциирования -- возникновения карбкатионов -- для насыщенных углеводородов циклического и ациклического строения протекает одинаково. Глубина крекинга возрастает с увеличением числа заместителей в кольце: Циклоалкены подвергаются каталитическому крекингу значительно быстрее, чем циклоалканы: Выход аренов достигает 25% и более от продуктов превращения циклогексанов, а газы крекинга циклоалканов содержат повышенное по сравнению с газами крекинга алканов количество водорода. Алкены Скорость каталитического крекинга алкенов на 2--3 порядка выше скорости крекинга соответствующих алканов, что объясняется легкостью образования из алкенов карбкатионов. Алкенам свойственны также специфические реакции перераспределения водорода и циклизации. Сущность реакции перераспределения водорода состоит в том, что в присутствии кислотных катализаторов часть алкенов теряет водород и превращается в полиненасыщенные соединения, одновременно другая часть алкенов гидрируется этим водородом, переходя в алканы: Механизм реакции перераспределения водорода можно представить схемой: Сильноненасыщенные углеводороды полимеризуются, циклизуются и, постепенно обедняясь водородом, прекращаются в кокс. Ароматические у/в Голоядерные ароматические углеводороды (бензол, нафталин) в условиях каталитического крекинга устойчивы. Метилзамещенные арены реагируют со скоростью, близкой к алканам. Алкилпроизводные аренов, содержащие два и более атомов углерода в цепи, крекируются примерно с такой же скоростью, что и алкены. Основной реакцией алкилпроизводных аренов является деалкилирование. Это объясняется большим сродством ароматического кольца к протону, чем к алкильному иону. В случае метилзамещенных аренов отщепление карбкатиона энергетически затруднено, поэтому в основном протекают реакции диспропорционирования и изомеризации по положению заместителей Сравнение химизма процессов термического и каталитического приведено в таблице:

2. Коксование нефти

Назначение	Получение нефтяного кокса и дистиллята широкого фракционного состава. Также процессы коксования нефтяных остатков служат для получения электродного кокса (выход 10- 40% в зависимости от сырья и типа процесса). Коксование - один из наиболее экономичных способов переработки тяжелых нефтяных остатков.
Сырье	Отбензиненные нефти; остатки первичной переработки - мазуты, полугудроны; продукты вторичного происхождения - крекинг-остатки, тяжелые газойли каталитического крекинга, смолы пиролиза, а также природные асфальты и отходы масляного производства (асфальты, экстракты)
Продукты	· кокс (выход 10- 40% в зависимости от сырья и типа процесса) · газ (выход 10-20%) · дистилляты коксования (50-70%) · бензин
Условия	Коксование нефтяных остатков происходит в жидкой фазе. Условия процесса коксования: температура 450-550°С (иногда и выше) и небольшие давлении, близкие к атмосферному. Существует несколько модификаций процесса: · Периодическое коксование в кубах · Замедленное коксование в необогреваемых камерах · Коксование в псевдоожиженном слое порошкообразного кокса Наибольшее распространение получил полунепрерывный процесс в установках замедленного коксования. Замедленное коксование нефтяных остатков протекает при температуре 490-505 С и давлении 0,2 - 0,3 МПа.
Хим превращение (реакции)	-

3. Каталитический риформинг

Назначение

Каталитический риформинг -- процесс, предназначенный для повышения детонационной стойкости бензинов и получения аренов для получения индивидуальных аренов (главным образом бензола, толуола и ксилолов), являющихся ценным сырьем нефтехимического синтеза.

Сырье

В качестве сырья для каталитического риформинга обычно используют бензиновые фракции первичной перегонки нефти. В сырье риформинга могут вовлекаться после глубокой очистки бензины вторичных процессов (термического крекинга, коксования, каталитического и гидрокрекинга). Фракционный состав сырья риформинга зависит от назначения процесса.

Если целью процесса является получение аренов (бензола, толуола, ксилолов), то используют фракции, содержащие углеводороды С₆ (62--85°С), С₇ (85--Ю5°С) и С₈ (105--140°С). Если процесс проводят с целью получения высокооктанового бензина, то сырьем служит фракция 85--180 °С, соответствующая углеводородам С₇--С₉.

Продукты

Основными продуктами риформинга являются водородсодержащий газ и жидкая фракция (риформат - высокооктановый бензин (ОЧ=80-85). Из водородсодержащего газа при стабилизации выделяют сухой (C₁-С₂ или C₁-С₃) и сжиженный газы (С₃-С₄). Из бензинов каталит. риформинга далее выделяют ароматические у/в: бензол; толуол; ксилолы.

Условия

Промышленный процесс осуществляют в среде водородсодержащего газа (70- 90% (об.). Н₂, остальное - низшие углеводороды) при следующих условиях: температура 520--540 °С, давление 1,5-- 4 МПа, объемная скорость подачи сырья 1--2 ч^-1, отношение количества циркулирующего водородсодержащего газа к сырью 1000--1800 м³/м³.

Вообще, процессы каталитического риформинга подразделяются на:

1. процессы с катализаторами на основе оксидов металлов. Это процессы гидроформинга. Катализаторами гидроформинга являются оксиды молибдена, хрома, кобальта. Температура 480-540°С, давление водорода 1- 2 МПа, в настоящее время не применяются;

2. процессы с применением катализаторов, содержащих платину. Это процессы платформинга. Катализаторы платформинга состоят из платины (обычно 0.3-0,6%), нанесенной на г-оксид алюминия, который активируют НСl или HF с целью повышения его кислотной активности (содержание Сl или F 0,5-1%). Кроме оксида алюминия, в качестве носителей применяют аморфные алюмосиликаты и цеолиты. Температура процессов платформинга 470-540^аС, давление водорода 2,5- 5 МПа.

В последнее время получили распространение более эффективные платино-рениевые катализаторы, с применением которых удается снизить давление водорода до 1-1,5 МПа, повысить выход и качество бензина.

Соединения, содержащие гетероатомы N, S, О и металлы (Pb, As, Сu). необратимо сорбируются на платиновом катализаторе и быстро отравляют его. Поэтому присутствие гетероатомных соединений в сырье риформинга нежелательно: содержание серы должно быть не более 1 мг/кг; азота -- до 0,5 мг/кг; концентрация Pb, As, Сu не должна превышать нескольких мг/т.

Хим превращение (реакции)

Химические основы процесса. В основе каталитического риформинга лежат три типа реакций:

1. Ароматизация исходного сырья путем дегидроциклизации алканов, дегидроизомеризации алкилциклопентанов, дегидрирования циклогексанов.

2. Изомеризация углеводородов.

3. Гидрокрекинг.

Использование бифункционального катализатора значительно облегчает образование карбкатионов в процессе риформинга по сравнению с каталитическим крекингом, так как необходимые для начала реакции алкены образуются при частичном дегидрировании алканов и циклоалканов на платиновом катализаторе. Алкены далее протонизируются на кислотном катализаторе и вступают во все реакции, характерные для карбкатионов.

Превращение алканов. При риформинге алканы подвергаются изомеризации, дегидроциклизации и гидрокрекингу.

Изомеризация алканов протекает по карбкатионному механизму с образованием малоразветвленных изомеров, наиболее термодинамически стабильных в условиях риформинга. Скорость изомеризации возрастает с увеличением молекулярной массы алкана.

Дегидроциклизация -- одна из важнейших реакций риформинга, заключающаяся в превращении алканов в арены:

На практике для уменьшения отложений кокса на катализаторе процесс проводят под повышенным давлением водорода. При температуре 500 °С под давлением водорода 1,5-- 1,7 МПа равновесная степень конверсии н-гептана в толуол составляет 95%.

Механизм ароматизации алканов окончательно не ясен.

Если исходный алкан содержит менее 6 атомов углерода в основной цепи, то ароматизации предшествует изомеризация алкана с удлинением основной цепи. Скорость ароматизации возрастает с увеличением длины цепи алкана. Алканы, содержащие 10 и более атомов углерода, образуют арены с конденсированными кольцами.

В результате дегидроциклизации алканов образуются гомологи бензола и нафталина с максимальным содержанием метальных заместителей в ядре, которое допускается строением исходного алкана.

Гидрокрекинг алканов приводит к образованию низкомолекулярных соединений.

Реакция протекает по следующим стадиям:

Превращение циклоалканов. В условиях риформинга циклоалканы также подвергаются изомеризации, дегидрированию до аренов.

Шестичленные циклоалканы изомеризуются в пятичленные по карбкатионному механизму:

Изомеризация протекает на кислотных центрах по карбкатионному механизму. Дегидрирование происходит на металлическом компоненте катализатора и с увеличением активности металла будет возрастать скорость образования бензола.

Реакция эндотермична, поэтому с повышением температуры равновесный выход аренов увеличивается.

В условиях риформинга скорость дегидрирования 6-членных циклоалканов в арены значительно выше скорости других реакций (изомеризации в 5-членные и гидрокрекинга). Поэтому селективность превращения циклоалканов в арены составляет практически 100%.

Превращение аренов. Незамещенные соединения в условиях процесса риформинга устойчивы. Метилзамещенные арены (толуол, ксилолы) подвергаются диспропорционированию или изомеризации по положению заместителей. По современным представлениям изомеризация ксилолов протекает через образование карбкатионов, обусловленное деформацией р-электронного облака:

4. Гидроочистка

Назначение

Цель процессов гидроочистки -- удаление из нефтепродуктов гетероатомов (О, N, S) и металлов, а также гидрирование непредельных и частично ароматических у/в в среде водорода на катализаторах.

Сырье

Прямогонный бензин, газойли, керосиновые фракции, бензины термического и каталитического крекинга, сернистые вакуумные газойли. Гидроочистке подвергаются также мазуты (кегельное топливо).

Продукты

Дизельное топливо; реактивное топливо; бензины термического и каталитического крекинга без серы, азота, диенов и алкенилбензолов; бензин без мышьяка и свинца; высококачественные смазочные масел.

Условия

Обычно процессы гидроочистки протекает в интервале температур 300 -420С и давлении водорода 2-7 МПа. В качестве катализаторов применяют оксиды и сульфиды металлов переменной валентности -- Ni. Co. Mo, W, устойчивые по отношению к отравляющему действию серы.

Катализаторы гидроочистки не должны обладать высокой кислотной активностью, чтобы исключить протекание процессов крекинга.

Хим превращение (реакции)

Химические основы процесса. Удаление гетероатомов происходит в результате разрыва связей С--S, С--N и С--О и насыщения образующихся осколков водородом, а также удаление тяжелых металлов (Ni, V и др.). При этом сера, азот и кислород выделяется соответственно в виде H₂S, NH₃ и Н₂О.

Превращение серосодержащих соединений. Меркаптаны превращаются в углеводород и сероводород:

Кинетика гидрирования сернистых соединений сильно зависит от их строения. Скорость реакции падает в следующем ряду (в скобках --относительные скорости гидрирования): меркаптаны (7) = дибензилсульфиды (7) > втор. алкилсульфиды (4,3-- 4,4) > тиофан и его производные (3,8--4,1) > первичные алкилсульфиды (3,2) > производные тиофена и диарилсульфиды (1,1-2,0).

В пределах одного класса соединений скорость гидрирования уменьшается с увеличением молекулярной массы, т. е. удаление серы из тяжелых нефтяных фракций происходит с большим трудом, чем из легких.

Превращение азоторганических соединений. Азот в нефтепродуктах находится в основном в гетероциклах -- в виде производных пиррола и пиридина. Гидрогенолиз связи С--N протекает труднее, чем связи С--S, поэтому в процессах гидроочистки азот удалить сложнее, чем серу. Легче всего гидрируются амины:

Анилин, содержащий аминогруппу, связанную с ароматическим кольцом, гидрируется значительно труднее.

Гидрирование бициклических и полициклических аренов начинается с кольца, содержащего гетероатом:

В присутствии обычных катализаторов гидроочистки достигается практически полное гидрирование азотсодержащих соединений.

Превращение кислородсодержащих и металлорганических соединений. Кислород в среднедистиллятных фракциях нефтепродуктов может быть представлен соединениями типа спиртов, эфиров, фенолов и нафтеновых кислот. В высококипящих фракциях кислород находится в основном в мостиковых связях и в циклах молекул. Наибольшее количество кислородсодержащих соединений концентрируется в смолах и асфальтенах.

При гидрогенизации кислородсодержащих соединений образуются соответствующие у/в и вода:

Металлорганические соединения, присутствующие в нефтяных фракциях, разлагаются на активных катализаторах с выделением свободного металла, являющегося каталитическим ядом. Гидроочистка позволяет удалять большую часть металлорганических соединений (75--95%).

Превращение углеводородов. В условиях процесса гидроочистки алканы и циклоалканы

не реагируют. Алкены, алкадиены и частично полициклические арены подвергаются гидрированию. В присутствии катализаторов гидроочистки алкадиены и алкены гидрируются до алканов:

Легче гидрируются олефины с концевой двойной связью, труднее - олефины с центральным расположением двойной связи, особенно если двойная связь экранирована объёмистыми у/в группами. Цис-изомеры олефинов гидрируются легче, чем транс-изомеры. Гидрирование протекает ступенчато: диен ->олефин -> алкан

Химизм основных промышленных процессов

(дополнительно)

Гидроочистка сырья для платформинга.

Если сырьем для платформинга является прямогонный бензин, то целью гидроочистки является максимальное удаление серы, азота, а также микроколичеств и мышьяка и свинца.

Гидроочистку проводят обычно в присутствии алюмо-кобальт-молибденового катализатора (Al₂О₃-CoO-MoO₃) при 380--420 С и давлении водорода 2.5--4 МПа.

Если к сырью платформинга добавляются бензины вторичного происхождения. то при гидроочистке происходит также полное гидрирование олефинов

Селективная гидроочистка

(облагораживание) бензинов термического и каталитического крекинга проводится с целью удаления серы, азота, а также гидрирования диенов и некоторых олефинов (алкенилбензолов), которые снижают стабильность бензинов к окислению. Катализатор -- Al₂О₃-CoO-MoO₃, температура 340- 360 С, давление 1-2 МПа. В случае более активного сульфидного никель-вольфрамового катализатора -- температура 300 С, давление 0,5 МПа.

Кроме гидрогенолиза гетероатомных соединений, гидрирования диенов и части олефинов, происходит также изомеризация олефинов.

Гидроочистка керосиновых фракций

проводят с целью получения реактивного топлива. Применяют обычно алюмо-кобальт-молибденовый катализатор, температура 300-400С, давление 5-6 МПа. При этом происходит гидрогенолиз сернистых, азотистых, кислородных соединений и смолистых веществ и повышается термоокислительная стабильность топлив. В случае, если нужно понизить содержание ароматических углеводородов (алкилнафталинов). применяют более активные сульфидные катализаторы, тогда происходит гидрирование ароматических колец.

Гидроочистку газойлей

проводят для получения дизельных топлив, Если используют газойлевую фракцию прямой пepегонки, то условия и химизм гидроочистки аналогичны условиям и химизму гидроочистки керосиновых фракций. Если используют газойли каталитического крекинга и коксования, необходимы более жесткие условия и более активные катализаторы, так как для получения стабильного дизельного топлива с высоким октановым числом необходимо гидрирование олефинов и основной части ароматических углеводородов: температура до 400 С, давление до 10 МПа.

Гидроочистка сернистых вакуумных газойолей

и другого тяжелого сырья для процесса каталитического крекинга приводит к гидрированию полициклических ароматических углеводородов, металлоорганических, смолистых соединений и способствует более длительной и эффективной работе катализаторов крекинга, повышению выходам качества бензина. Процесс гидроочистки тяжелого сырья для каталитического крекинга проводят при температуре 350-400 С давлении 5- 6 МПа, катализаторы: алюмо-кобальт- или алюмо-никель-молибденовые.

Гидроочистка

(облагораживание) является заключительным этапом производства высококачественных смазочных масел: температура 250-375С, давление водорода: 2-5 МПа. катализатор-- Al₂О₃-CoO-MoO₃. В этих сравнительно мягких условиях проходит в основном гидрогенолиз кислородных, сернистых и азот истых соединений и разрушение смолистых вешеств. В результате улучшается цвет, стабильность масел к окислению, снижается кислотное число, содержание азота, серы и кислорода. Гидрирование ароматических углеводородов не проходит.

Размещено на Allbest.ru
...

контрольная работа "Переработка нефти и газа" скачать

Подобные документы

Крекинг нефти и газовой фракции
Переработка нефти и её фракций для получения моторных топлив, химического сырья. Общая характеристика процесса крекинга нефти и природного газа: история появления, оборудование. Виды нефтепеработки: каталитический и термический крекинг, катализаторы.

курсовая работа [587,5 K], добавлен 05.01.2014

Важнейшие химические процессы переработки нефтяного сырья
Физико-химическая характеристика нефти. Первичные и вторичные процессы переработки нефти, их классификация. Риформинг и гидроочистка нефти. Каталитический крекинг и гидрокрекинг. Коксование и изомеризация нефти. Экстракция ароматики как переработка нефти.

курсовая работа [71,9 K], добавлен 13.06.2012

Перегонка нефти
Упоминания о нефти в трудах древних историков и географов. Нефть в XX веке как основное сырьё для производства топлива и множества органических соединений. Технологические процессы перегонки нефти: термический, каталитический крекинг, риформинг.

реферат [15,3 K], добавлен 15.10.2009

Нефть
Нефть как природная маслянистая горючая жидкость. Углеводороды как основные компоненты нефти и природного газа. Анализ технологии добычи и переработки нефти. Первичный и вторичный процесс. Термический крекинг, каталитический реформинг, гидроочистка.

презентация [2,5 M], добавлен 29.09.2013

Туймазинское месторождение
Описание и характеристика Туймазинского месторождения. Крупнотоннажное производство нефтеппродуктов; установки по обессоливанию и обезвоживанию нефти; перегонка, крекинг; каталитический риформинг, отложения парафина. Экологические проблемы нефтедобычи.

курсовая работа [563,5 K], добавлен 24.03.2011

Производство бензина
Общая схема и этапы переработки нефти. Процесс атмосферно-вакуумной перегонки. Реакторный блок каталитического крекинга. Установка каталитического риформинга, ее назначение. Очистка и переработка нефти, этапы данного процесса, его автоматизация.

презентация [6,1 M], добавлен 29.06.2015

Материальные балансы технологических процессов НПЗ
Кривая истинных температур кипения нефти и материальный баланс установки первичной переработки нефти. Потенциальное содержание фракций в Васильевской нефти. Характеристика бензина первичной переработки нефти, термического и каталитического крекинга.

лабораторная работа [98,4 K], добавлен 14.11.2010

Анализ процесса термоконтактного крекинга на примере установки непрерывного коксования в псевдоожиженном слое
Характеристика процесса замедленного коксования; его назначение. Химизм газофазного термолиза различных классов углеводородов. Термические превращения высокомолекулярных компонентов нефти в жидкой фазе. Устройство и принцип работы шатровых печей.

курсовая работа [902,2 K], добавлен 14.04.2014

Расчет реактора установки каталитического крекинга
Каталитический крекинг как крупнотоннажный процесс углубленной переработки нефти. Количество катализатора и расход водяного пара, тепловой баланс. Расчет параметров реактора и его циклонов. Вычисление геометрических размеров распределительного устройства.

курсовая работа [721,3 K], добавлен 16.05.2014

Производство бензина
Схема переработки нефти. Сущность атмосферно-вакуумной перегонки. Особенности каталитического крекинга. Установка каталитического риформинга с периодической регенерацией катализатора компании Shell. Определение качества бензина и дизельного топлива.

презентация [6,1 M], добавлен 22.06.2012

Технология переработки нефти и газа
Назначение и описание процессов переработки нефти, нефтепродуктов и газа. Состав и характеристика сырья и продуктов, технологическая схема с учетом необходимой подготовки сырья (очистка, осушка, очистка от вредных примесей). Режимы и стадии переработки.

контрольная работа [208,4 K], добавлен 11.06.2013

Технология переработки нефти
Поточная схема переработки нефти по топливному варианту. Назначение установок АВТ, их принципиальная схема, сырье и получаемая продукция. Гидрогенизационные процессы переработки нефтяных фракций. Вспомогательные производства нефтеперерабатывающего завода.

отчет по практике [475,9 K], добавлен 22.08.2012

Подготовка нефти к переработке. Вредные примеси в нефти
Краткий обзор вредных примесей в нефти: механические примеси, кристаллы солей и вода, в которой растворены соли. Требования к нефти, поступающей на перегонку. Нефти, поставляемые на нефтеперерабатывающие заводы, в соответствии с нормативами ГОСТ 9965-76.

презентация [430,3 K], добавлен 21.01.2015

Современные технологии переработки нефти и газа
Характеристика современного состояния нефтегазовой промышленности России. Стадии процесса первичной переработки нефти и вторичная перегонка бензиновой и дизельной фракции. Термические процессы технологии переработки нефти и технология переработки газов.

контрольная работа [25,1 K], добавлен 02.05.2011

Оптимизация существующей технологии обессоливания нефти и повышения качества ее подготовки
Физико-химические свойства нефти, газа, воды исследуемых месторождений нефти. Технико-эксплуатационная характеристика установки подготовки нефти Черновского месторождения. Снижение себестоимости подготовки 1 т. нефти подбором более дешевого реагента.

дипломная работа [1,5 M], добавлен 28.03.2017

Каталитический крекинг нефтяных фракций
Физико-химические основы процесса каталитического крекинга. Дистиллятное сырье для современных промышленных установок каталитического крекинга. Методы исследования низкотемпературных свойств дизельных фракций. Процесс удаления из топлива парафина.

курсовая работа [375,4 K], добавлен 16.12.2015

Каталитический крекинг с кипящим слоем микросферического катализатора
Первая промышленная установка по каталитическому крекингу керосино-газойлевых фракций. Характеристика исходного сырья: разгонка, групповой и углеводородный состав. Характеристика катализатора: химический состав, технология приготовления и эксплуатации.

курсовая работа [1,2 M], добавлен 06.06.2010

История добычи нефти в России
Нефть как один из основных и практически безальтернативных источников энергии. Коммерческая добыча и переработка нефти в России. Первое письменное упоминание о получении нефти в шестнадцатом веке. Рост и упадок советской нефтяной промышленности.

реферат [21,2 K], добавлен 05.11.2014

Переработка нефти
Классификация и физические свойства нефти и нефтепродуктов, ограниченность их ресурсов. Проблема рационального использования нефти: углубление уровня ее переработки, снижение удельного расхода топлива на производство тепловой и электрической энергии.

курсовая работа [3,4 M], добавлен 05.09.2011

Варианты переработки нефти
Общая характеристика нефти, определение потенциального содержания нефтепродуктов. Выбор и обоснование одного из вариантов переработки нефти, расчет материальных балансов технологических установок и товарного баланса нефтеперерабатывающего завода.

курсовая работа [125,9 K], добавлен 12.05.2011

Другие документы, подобные "Переработка нефти и газа"

главная

рубрики

по алфавиту

вернуться в начало страницы

вернуться к началу текста

вернуться к подобным работам

Рубрики

По алфавиту

Закачать файл

Заказать работу

весь список подобных работ

скачать работу можно здесь

сколько стоит заказать работу?

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

Назначение	Каталитический риформинг -- процесс, предназначенный для повышения детонационной стойкости бензинов и получения аренов для получения индивидуальных аренов (главным образом бензола, толуола и ксилолов), являющихся ценным сырьем нефтехимического синтеза.
Сырье	В качестве сырья для каталитического риформинга обычно используют бензиновые фракции первичной перегонки нефти. В сырье риформинга могут вовлекаться после глубокой очистки бензины вторичных процессов (термического крекинга, коксования, каталитического и гидрокрекинга). Фракционный состав сырья риформинга зависит от назначения процесса. Если целью процесса является получение аренов (бензола, толуола, ксилолов), то используют фракции, содержащие углеводороды С₆ (62--85°С), С₇ (85--Ю5°С) и С₈ (105--140°С). Если процесс проводят с целью получения высокооктанового бензина, то сырьем служит фракция 85--180 °С, соответствующая углеводородам С₇--С₉.
Продукты	Основными продуктами риформинга являются водородсодержащий газ и жидкая фракция (риформат - высокооктановый бензин (ОЧ=80-85). Из водородсодержащего газа при стабилизации выделяют сухой (C₁-С₂ или C₁-С₃) и сжиженный газы (С₃-С₄). Из бензинов каталит. риформинга далее выделяют ароматические у/в: бензол; толуол; ксилолы.
Условия	Промышленный процесс осуществляют в среде водородсодержащего газа (70- 90% (об.). Н₂, остальное - низшие углеводороды) при следующих условиях: температура 520--540 °С, давление 1,5-- 4 МПа, объемная скорость подачи сырья 1--2 ч^-1, отношение количества циркулирующего водородсодержащего газа к сырью 1000--1800 м³/м³. Вообще, процессы каталитического риформинга подразделяются на: 1. процессы с катализаторами на основе оксидов металлов. Это процессы гидроформинга. Катализаторами гидроформинга являются оксиды молибдена, хрома, кобальта. Температура 480-540°С, давление водорода 1- 2 МПа, в настоящее время не применяются; 2. процессы с применением катализаторов, содержащих платину. Это процессы платформинга. Катализаторы платформинга состоят из платины (обычно 0.3-0,6%), нанесенной на г-оксид алюминия, который активируют НСl или HF с целью повышения его кислотной активности (содержание Сl или F 0,5-1%). Кроме оксида алюминия, в качестве носителей применяют аморфные алюмосиликаты и цеолиты. Температура процессов платформинга 470-540^аС, давление водорода 2,5- 5 МПа. В последнее время получили распространение более эффективные платино-рениевые катализаторы, с применением которых удается снизить давление водорода до 1-1,5 МПа, повысить выход и качество бензина. Соединения, содержащие гетероатомы N, S, О и металлы (Pb, As, Сu). необратимо сорбируются на платиновом катализаторе и быстро отравляют его. Поэтому присутствие гетероатомных соединений в сырье риформинга нежелательно: содержание серы должно быть не более 1 мг/кг; азота -- до 0,5 мг/кг; концентрация Pb, As, Сu не должна превышать нескольких мг/т.
Хим превращение (реакции)	Химические основы процесса. В основе каталитического риформинга лежат три типа реакций: 1. Ароматизация исходного сырья путем дегидроциклизации алканов, дегидроизомеризации алкилциклопентанов, дегидрирования циклогексанов. 2. Изомеризация углеводородов. 3. Гидрокрекинг. Использование бифункционального катализатора значительно облегчает образование карбкатионов в процессе риформинга по сравнению с каталитическим крекингом, так как необходимые для начала реакции алкены образуются при частичном дегидрировании алканов и циклоалканов на платиновом катализаторе. Алкены далее протонизируются на кислотном катализаторе и вступают во все реакции, характерные для карбкатионов. Превращение алканов. При риформинге алканы подвергаются изомеризации, дегидроциклизации и гидрокрекингу. Изомеризация алканов протекает по карбкатионному механизму с образованием малоразветвленных изомеров, наиболее термодинамически стабильных в условиях риформинга. Скорость изомеризации возрастает с увеличением молекулярной массы алкана. Дегидроциклизация -- одна из важнейших реакций риформинга, заключающаяся в превращении алканов в арены: На практике для уменьшения отложений кокса на катализаторе процесс проводят под повышенным давлением водорода. При температуре 500 °С под давлением водорода 1,5-- 1,7 МПа равновесная степень конверсии н-гептана в толуол составляет 95%. Механизм ароматизации алканов окончательно не ясен. Если исходный алкан содержит менее 6 атомов углерода в основной цепи, то ароматизации предшествует изомеризация алкана с удлинением основной цепи. Скорость ароматизации возрастает с увеличением длины цепи алкана. Алканы, содержащие 10 и более атомов углерода, образуют арены с конденсированными кольцами. В результате дегидроциклизации алканов образуются гомологи бензола и нафталина с максимальным содержанием метальных заместителей в ядре, которое допускается строением исходного алкана. Гидрокрекинг алканов приводит к образованию низкомолекулярных соединений. Реакция протекает по следующим стадиям: Превращение циклоалканов. В условиях риформинга циклоалканы также подвергаются изомеризации, дегидрированию до аренов. Шестичленные циклоалканы изомеризуются в пятичленные по карбкатионному механизму: Изомеризация протекает на кислотных центрах по карбкатионному механизму. Дегидрирование происходит на металлическом компоненте катализатора и с увеличением активности металла будет возрастать скорость образования бензола. Реакция эндотермична, поэтому с повышением температуры равновесный выход аренов увеличивается. В условиях риформинга скорость дегидрирования 6-членных циклоалканов в арены значительно выше скорости других реакций (изомеризации в 5-членные и гидрокрекинга). Поэтому селективность превращения циклоалканов в арены составляет практически 100%. Превращение аренов. Незамещенные соединения в условиях процесса риформинга устойчивы. Метилзамещенные арены (толуол, ксилолы) подвергаются диспропорционированию или изомеризации по положению заместителей. По современным представлениям изомеризация ксилолов протекает через образование карбкатионов, обусловленное деформацией р-электронного облака:

Назначение	Цель процессов гидроочистки -- удаление из нефтепродуктов гетероатомов (О, N, S) и металлов, а также гидрирование непредельных и частично ароматических у/в в среде водорода на катализаторах.
Сырье	Прямогонный бензин, газойли, керосиновые фракции, бензины термического и каталитического крекинга, сернистые вакуумные газойли. Гидроочистке подвергаются также мазуты (кегельное топливо).
Продукты	Дизельное топливо; реактивное топливо; бензины термического и каталитического крекинга без серы, азота, диенов и алкенилбензолов; бензин без мышьяка и свинца; высококачественные смазочные масел.
Условия	Обычно процессы гидроочистки протекает в интервале температур 300 -420С и давлении водорода 2-7 МПа. В качестве катализаторов применяют оксиды и сульфиды металлов переменной валентности -- Ni. Co. Mo, W, устойчивые по отношению к отравляющему действию серы. Катализаторы гидроочистки не должны обладать высокой кислотной активностью, чтобы исключить протекание процессов крекинга.
Хим превращение (реакции)	Химические основы процесса. Удаление гетероатомов происходит в результате разрыва связей С--S, С--N и С--О и насыщения образующихся осколков водородом, а также удаление тяжелых металлов (Ni, V и др.). При этом сера, азот и кислород выделяется соответственно в виде H₂S, NH₃ и Н₂О. Превращение серосодержащих соединений. Меркаптаны превращаются в углеводород и сероводород: Кинетика гидрирования сернистых соединений сильно зависит от их строения. Скорость реакции падает в следующем ряду (в скобках --относительные скорости гидрирования): меркаптаны (7) = дибензилсульфиды (7) > втор. алкилсульфиды (4,3-- 4,4) > тиофан и его производные (3,8--4,1) > первичные алкилсульфиды (3,2) > производные тиофена и диарилсульфиды (1,1-2,0). В пределах одного класса соединений скорость гидрирования уменьшается с увеличением молекулярной массы, т. е. удаление серы из тяжелых нефтяных фракций происходит с большим трудом, чем из легких. Превращение азоторганических соединений. Азот в нефтепродуктах находится в основном в гетероциклах -- в виде производных пиррола и пиридина. Гидрогенолиз связи С--N протекает труднее, чем связи С--S, поэтому в процессах гидроочистки азот удалить сложнее, чем серу. Легче всего гидрируются амины: Анилин, содержащий аминогруппу, связанную с ароматическим кольцом, гидрируется значительно труднее. Гидрирование бициклических и полициклических аренов начинается с кольца, содержащего гетероатом: В присутствии обычных катализаторов гидроочистки достигается практически полное гидрирование азотсодержащих соединений. Превращение кислородсодержащих и металлорганических соединений. Кислород в среднедистиллятных фракциях нефтепродуктов может быть представлен соединениями типа спиртов, эфиров, фенолов и нафтеновых кислот. В высококипящих фракциях кислород находится в основном в мостиковых связях и в циклах молекул. Наибольшее количество кислородсодержащих соединений концентрируется в смолах и асфальтенах. При гидрогенизации кислородсодержащих соединений образуются соответствующие у/в и вода: Металлорганические соединения, присутствующие в нефтяных фракциях, разлагаются на активных катализаторах с выделением свободного металла, являющегося каталитическим ядом. Гидроочистка позволяет удалять большую часть металлорганических соединений (75--95%). Превращение углеводородов. В условиях процесса гидроочистки алканы и циклоалканы не реагируют. Алкены, алкадиены и частично полициклические арены подвергаются гидрированию. В присутствии катализаторов гидроочистки алкадиены и алкены гидрируются до алканов: Легче гидрируются олефины с концевой двойной связью, труднее - олефины с центральным расположением двойной связи, особенно если двойная связь экранирована объёмистыми у/в группами. Цис-изомеры олефинов гидрируются легче, чем транс-изомеры. Гидрирование протекает ступенчато: диен ->олефин -> алкан
Химизм основных промышленных процессов (дополнительно)	Гидроочистка сырья для платформинга. Если сырьем для платформинга является прямогонный бензин, то целью гидроочистки является максимальное удаление серы, азота, а также микроколичеств и мышьяка и свинца. Гидроочистку проводят обычно в присутствии алюмо-кобальт-молибденового катализатора (Al₂О₃-CoO-MoO₃) при 380--420 С и давлении водорода 2.5--4 МПа. Если к сырью платформинга добавляются бензины вторичного происхождения. то при гидроочистке происходит также полное гидрирование олефинов Селективная гидроочистка (облагораживание) бензинов термического и каталитического крекинга проводится с целью удаления серы, азота, а также гидрирования диенов и некоторых олефинов (алкенилбензолов), которые снижают стабильность бензинов к окислению. Катализатор -- Al₂О₃-CoO-MoO₃, температура 340- 360 С, давление 1-2 МПа. В случае более активного сульфидного никель-вольфрамового катализатора -- температура 300 С, давление 0,5 МПа. Кроме гидрогенолиза гетероатомных соединений, гидрирования диенов и части олефинов, происходит также изомеризация олефинов. Гидроочистка керосиновых фракций проводят с целью получения реактивного топлива. Применяют обычно алюмо-кобальт-молибденовый катализатор, температура 300-400С, давление 5-6 МПа. При этом происходит гидрогенолиз сернистых, азотистых, кислородных соединений и смолистых веществ и повышается термоокислительная стабильность топлив. В случае, если нужно понизить содержание ароматических углеводородов (алкилнафталинов). применяют более активные сульфидные катализаторы, тогда происходит гидрирование ароматических колец. Гидроочистку газойлей проводят для получения дизельных топлив, Если используют газойлевую фракцию прямой пepегонки, то условия и химизм гидроочистки аналогичны условиям и химизму гидроочистки керосиновых фракций. Если используют газойли каталитического крекинга и коксования, необходимы более жесткие условия и более активные катализаторы, так как для получения стабильного дизельного топлива с высоким октановым числом необходимо гидрирование олефинов и основной части ароматических углеводородов: температура до 400 С, давление до 10 МПа. Гидроочистка сернистых вакуумных газойолей и другого тяжелого сырья для процесса каталитического крекинга приводит к гидрированию полициклических ароматических углеводородов, металлоорганических, смолистых соединений и способствует более длительной и эффективной работе катализаторов крекинга, повышению выходам качества бензина. Процесс гидроочистки тяжелого сырья для каталитического крекинга проводят при температуре 350-400 С давлении 5- 6 МПа, катализаторы: алюмо-кобальт- или алюмо-никель-молибденовые. Гидроочистка (облагораживание) является заключительным этапом производства высококачественных смазочных масел: температура 250-375С, давление водорода: 2-5 МПа. катализатор-- Al₂О₃-CoO-MoO₃. В этих сравнительно мягких условиях проходит в основном гидрогенолиз кислородных, сернистых и азот истых соединений и разрушение смолистых вешеств. В результате улучшается цвет, стабильность масел к окислению, снижается кислотное число, содержание азота, серы и кислорода. Гидрирование ароматических углеводородов не проходит.