Гидрогенизационные процессы

Окисление метана.

Окисление легких углеводородов.

Окисление углеводородов нефти.

Гидрогенизационные процессы в нефтепереработке.

План лекции №

1. Место и значение гидрогениз.процессов в современной нефтепереработке.

2. Классификация гидр.процессов.

1) Кат.гидрирование

2) Деетр.гидрирование

3) Кат.восстановление

3. Промышленные гидрогениз.процессы

1) Гидроочистка

2) Гидрокрекинг

3) Гидродеалкилирование

4. Гидроочистка

1) Гидроочистка бензина

2) Гидроочистка реакт.и дизельного топлива

3) Гидроочистка масел

5. Основные параметры процесса: температура, давление, кратн. H₂, сырье.

6. Катализаторы гидроочистки: Al – Co – Mo, Al – Ni – Mo, Al – Ni.

7. Гидрокрекинг

1) Одноступенчатый – р.т и д.т.

2) Двухступенчатый – бензин, р.т и д.т.

3) Гидрокр.для получ.масел

8. Сырье – вакуумный газойль, мазут, гудрон.

9. Основные параметры – температура, давление H₂, кратн Н₂.

10. Катализаторы

11. Гидродеалкилирование: назначение, сырье, катализаторы.

12. Превращения углеводородов в гидроген.процессах.

1) Гидрир.по кратн.связям

2) Реакции гидрокрекинга

3) Реакции изомеризации

13. Гидрирование S-соединений

14. Гидрирование N-соединений

15. Получаемые продукты и их качество.

8.. Методы выделения компонентов и исследования.

9.. Парафиновые углеводороды нефти.

10.. Нафтеновые углеводороды.

11.. Ароматические углеводороды.

12.. Сернистые соединения.

13.. Азотистые соединения.

14.. Кислородные соединения.

15.. Смолисто– асфальтеновые соединения.

16.. Происхождение нефти.

17.. Химизм термических и каталитических процессов переработки нефти.

Перекисная теория окисления углеводородов была разработана Бахом, а также советскими учеными Семеновым и Эмануэлем.

Механизм реакций окисления включает следующие элементарные стадии:

1. Зарождение цепи

2. Продолжение цепи

3. Разветвление цепи

4. Обрыв цепи.

Кроме того, имеет место молекулярный распад гидроперекиси.

В промышленности в основном окисляют CH₄, C₃H₈ и С₄Н₁₀

Трудности – продукты окисления окисляются легче, чем углеводороды.

1. Катализаторы – соединения марганца и меди получаются преимущественно СН₂О

2. Катализаторы – платина или палладий получается преимущественно муравьиная кислота.

Недостатком крекинга является образование кокса, что обуславливает значительное уменьшение выхода крекинг-бензина. Для устранения коксообразования при крекинге необходимо вводить водород. Поэтому логическим продолжением обычного крекинга является крекинг в присутствии водорода. Промышленные процессы такого типа именуются гидрогенизационными.

Гидрогенизационные процессы протекают в присутствии катализаторов при 250-480 ⁰С и 3-30 МПа. При этом происходит разложение высокомолекулярных соединений (в том числе содержащих S, N, O₂) c образованием H₂S, NH₃, H₂O и соответствующих углеводородов.

Основной целью гидрогенизационных процессов обычно является улучшение качества продукта без значительного изменения его углеводородного состава. Если требуется получить продукты с измененным углеводородным составом, то осуществляют процессы деструктивной гидрогенизации и гидрокрекинга.

Большое значение имеет облегчение гидрогенизационных процессов водородом. Расход водорода зависит от условий процесса и состава перерабатываемого сырья. Чем выше давление процесса и содержание S в сырье, тем больше расход водорода. При переработке фракций из одной и той же нефти расход водорода возрастает по мере увеличения молекулярной массы этой фракции.

Таким образом, основным назначением гидрогенизационных процессов является переработка сернистых и высокосернистых нефтей с получением нефтепродуктов с малым количеством серосодержащих и других агрессивных соединений. В сочетании с другими вторичными процессами гидрогенизационные процессы способствуют углублению переработки нефти.

Существуют несколько разновидностей гидрогенизационных процессов:

1. Деструктивная гидрогенизация – одно- или многоступенчатый каталитический процесс, сопровождающийся расщеплением высокомолекулярных компонентов сырья и образованием низкомолекулярных углеводородов, используемых в качестве моторных топлив. В качестве сырья можно использоваться: бурые и каменные угли, остатки от перегонки коксовых дегтей, смолы от переработки сланцев, остаточные продукты переработки нефти, тяжелые дистилляты первичной перегонки нефти и вторичных процессов, а также высокосернистая нефть и нефть с высоким содержанием САВ.

2. Гидрокрекинг – одно- и двухступенчатый каталитический процесс. Процесс сопровождается частичным расщеплением высокомолекулярных компонентов сырья и образованием углеводородов, на основе которых в зависимости от условий процесса и вида сырья можно получать широкую гамму продуктов: от сжиженных газов до масел и нефтяных остатков с низким содержанием серы. В качестве сырья используют бензиновые фр. (для получения сжиженного газа), керосино-дизельные фракции и вакуумные дистилляты (для получения бензина, реактивного и дизельного топлив); остаточные продукты переработки нефти (для получения бензина, реактивного и дизельного топлив); гаги и парафины (для получения высокомолекулярных масел); высокосернистые нефти, сернистые мазуты, полугудроны и гудроны (для получения дистиллятных продуктов).

3. Недеструктивная гидрогенизация – одноступенчатый каталитический процесс, сырьем для которого может служить дистиллятное сырье всех видов. В результате оно, не подвергаясь расщеплению, улучшает свои свойста – в основном освобождаются от непредельных углеводородов. В некоторых случаях так можно получить высококачественные продукты, например, изооктан из диизобутилена.

4. Гидроочистка – одноступенчатый каталитический процесс, происходящий в наиболее мягких условиях, чем предыдущие процессы. Гидроочистке может подвергаться различное сырье, получаемое как при первичной перегонке нефти, так и при термокаталитических процессах – от газа до масел и парафина. При гидроочистке происходит деструкция сероорганических и частично кислород- и азотсодержащих соединений. Гидроочистка является основным гидронегизационным процессов.

5. Гидродеалкилирование – сущность его заключается в превращении алкилароматических углеводородов в соответствующие моноароматические. Гидродеалкилированию можно подвергать как индивидуальные соединения (толуол, кислоты), так и смеси различного состава. Наибольшее применение гидродеалкилирование нашло при получении ароматических углеводородов, в первую очередь, бензола.

Характерно, что все гидрогенизационные процессы осуществляются в среде водорода и, за исключением гидродеалкилирования, в присутствии катализаторов (если гидродеалкилирование проводится при низких температурах < 550-750 ⁰C, то необходим катализатор).

Дата добавления: 2015-06-25