WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаХімія → Каталітичні процеси нафтопереробки - Реферат

Каталітичні процеси нафтопереробки - Реферат


Реферат на тему:
Каталітичні процеси нафтопереробки
На установках переробки нафти використовується ряд каталітичних процесів у присутності воденьвміщуючого газу (ВВГ), їх називають гідрогенізаційними. Крім того в склад нафтопереробних підприємств вводяться виробництва органічних продуктів, де також використовуються каталітичні процеси алкіювання, полімерізації та інші. Ці процеси відносяться до нафтохімічних. Вони не розглядаються в данній дисципліні.
Каталітичний ріформінг
Хімічна модель процесу
Каталітичний ріформінг-це дуже складний каталітичний процес, при якому йдуть реакції різних типів та склад бензинової фракції глибоко змінюється.
В першу чергу треба поміняти склад сировини-бензинові фракції, які є складними сумішами вуглеводневих Н+П+А (парафіни, нафтени, ароматика) з С6-С10. каталізатори-Pt, біметаличні (Pt+Re), поліметаличні (Pt+Re+Ir, Ge, In, Pb).Зміст Pt 0,3-0,05%, Re 0,3-0,4%.
Каталізатор має два види каталітичних активних центрів.
-дегідріруючий-гідруючи центри на Pt (М)
-ізомерізуючий та розщіпляючий на Al2O3 (носій) (К)
Схема реакцій-основні реакції ароматизації та ізомерізації нафтенів.
1. Дегідрогенізація (основна реакція)
+ 3 Н2
СН3 СН3
+3Н2
Н3С -Н2 Н3С -Н2 -Н2
+Н2 +Н2 +Н2
2. Дегідроциклізація парафінів (теж основна).
С6Н14 +4Н2
3.Ізомерізація парафінів ( одна з основних)
Створюються малорозветвлені ізомери вуглеводнів з великим октановим числом.
С6Н14 СН3-СН-СН2-СН2-СН3
н-гексан ізо-пентан
СН2
Паралельно йде група реакцій гідрокрекінгу парафінових та нафтенових вуглеводневих та створюються менші ммолекули.
С8Н18+Н2 С3Н8+С5Н12 та т.д.
н-октан пропан пентан
2С4Н10
Схожі на них реакції гідрогомолізу, при котрих створюються газоподібні продукти ( метан) та розмикаються нафтенові кільця
С8Н18+Н2 С7Н16+СН4
Н3С
+Н2 С6Н14
н-гексан
Крім того йдуть і інші реакції за рахунок двох фракцій каталізвтору-коксостворення та розпад гетероорганічних сполук.
Відносні швидкості реакцій
С6 С7 H, кДж/моль
Дігідрогенізація нафтенів 100 120 +221
Ізомерізація парафінів 10 13 -4,6
Ізомерізація нафтенів 10 13 -15,6
Дегідроциклізація нафтенів 5 3 -43,9
Гідрокрекінг парафінів 3 4 -56,4
Дегідроциклізація парафінів 1 4 +260
Перетворення вугглеводнів
Алкани вступають у реакції ізомерізації, дегідроциклізації, гідрокрекінгу, гідрогомолізу.
Ізомерізація по карбкатіоному механізму. Швидкість зростає зі збільшенням молекулярної маси.
Дегідроциклізація-механізм каталітичного процесу не встановлено остаточно. Експериментально показано, що ароматизація йде по трьом напрямкам-дегідрірування до триєнів з наступною циклізацією в цикл з шости атомів; циклізація у цикл С5 без дегідрірування, а дегідріруються далі створені цикли і дегідрірування, і циклізація у цикл С5 далі дегідрірування чи ізомерізація створенних циклів.
Якщо в алкані <6 атомів С, ароматизація йде після збільшення довжини основного ланцюга. Швидкість ароматизації зростає зі збільшенням довжини ланцюга.
Таким чином алкани перетворюються в бензол та його гомологи: нафталін та вищі поліциклічні сполуки та їх гомологи.
Гідрокрекінг алканів приводить до продуктів з низькою молекулярною масою ( на схемі М та К - це активні центри каталізатора)
м к к к
Алкан алкен карбкатіон вторинний карбкатіонтретинний ізоалкен та
к
карбкатіон з низькою молекулярною масою ізоалкен та алкен з
м
низькою молекуляною масою ізоалкен та алкен з меншою молекулярною
масою.
Для циклоалканів більш можливі реакції ізомерізації дегідрірирування та гідрокрекінгу.
Ізомерізація
СН3
(рівновага )
дегідрірирування (реакція екзотермічна)
Арени в основному реагують по схемі коксування, також можливі реакції ізомерізації, деалкілірування метилзаміщенних. Краще реагують арени з боковими ланцюгами. Загальним чином в процесі ріформінгу-склад сировини глибоко змінюється.
Сировина фр.85-180 С П-63%, Н-27%, А-10%.
Каталізат А-64-68% при 475 С, П до 30%, 70-80% при 495 С, Н до 15%.
Октанове число ОЧ по ОВ зростає з 50 до 93 при 475 С і до 100 при 495 С
Фракційний склад-сировина має температури випаровування : НК-105 С, 10%-113 С, 50%-130 С, 90%-160 С, КК-180 С; каталізат-50%-123 С, 90%-163 С.
Хімічна схема перетворення вуглеводнів в реакційній суміші може бути зображена таким чином:
Каталізатори
У процесі розвитку технології ріформінгу розроблено три покоління каталізаторів:
Зміст Pt Монометалічні платинові АП56, АП64 0,55-0,60
Біметалічні Pt-Re КР101, КР102 0,60-0,36
Поліметалічні Pt-Re+метал промотор серія (КР104, КР106, КР108) 0,36
Каталізатори виготовляються нанесенням на Al2O3 ( -форма) в різній формі ( таблетки, ціліндри). Промотори-хлор чи фтор (АП56). Деякі каталізатори осірнюються для підвищення селективності (гальмують реакцію гідрогомолізу). Основні експлуатаційні показники-активність, селективність, стабільність. Активність оцінюють по об'ємній подачі сировини при достатній глубені перетворення (вихід каталізатору, його ОЧ). По ОЧ каталізатору серія КР99, АП97.
Селективність оцінюють по виходу каталізітору та водню, продуктів реакції ароматизації.
Стабільність оцінюють по зменшенню виходу каталізу при експлуатпції (% у сутки): АП56-1,1, КР104-0,1, КР108-0,05. Зменшення активності компенсують підвищення температури.
Зниження активності зв'язано з закоксовуванням та дією отрут каталізатора.
Крім цих параметрів важливі таки:
-механічна міцність, оцінюють індексом
Loading...

 
 

Цікаве