Химические превращения компонентов сырья под действием высоких температур

Тема 1.9 Механизм превращения сырья при коксовании

Химические превращения углеводородов под воздействием высоких температур сложны и разнообразны, но схематично их можно разделить на две основные группы: 1) реакции распада, при которых молекулы исходного сырья расщепляются на более мелкие и 2) реакции полимеризации и уплотнения, при которых молекулы сырья, получившиеся при первичном распаде соединяются в новые молекулы другого строения. В результате образуются высокомолекулярные продукты обедненные водородом (смолы, асфальтены, карбоиды, кокс).

Различные углеводороды, содержащиеся в сырье в условиях коксования ведут себя по-разному. Наиболее склонны к реакциям уплотнения ароматические углеводороды. Парафиновые углеводороды в свою очередь склонны к реакциям распада, нафтеновые углеводороды занимают промежуточное положение. Непредельные углеводороды играют значительную роль в процессе коксообразования, особенно, когда они вступают в реакции уплотнения. При распаде олефинов в условиях процесса коксования преимущественно образуются или два олефина меньшей массы или парафин и диеновый углеводород.

Таким образом, для парафиновых углеводородов сырья преобладающим является процесс термокрекинга, в результате которого выделяются газы и дистилляты. Для ароматических компонентов сырья преобладающими являются процессы полимеризации и уплотнения. При температуре 500^оС связи С–С в парафиновых углеводородах рвется, а в ароматических - нет. Поэтому парафины крекируются до низкомолекулярных продуктов и покидают реакционную зону. Арены также крекируются по связи С–С в алкильных цепочках, но образовавшиеся фрагменты имеют более высокую температуру кипения, чем температура в реакционной зоне, поэтому эти фрагменты остаются в жидкой фазе и так как они имеют непредельный характер, то они вступают в реакции полимеризации и уплотнения. Необходимым условием преобладания реакций полимеризации над реакциями крекинга является наличие ароматического кольца и нескольких алкильных заместителей, которые позволяют образовывать новые связи между ароматическими структурами.

В обобщенном виде процессы, протекающие с различными группами углеводородов и приводящие к образованию кокса можно представить с помощью схемы, предложенной М.Ю.Левинтером и изображенной на рисунке Рис. 1.3.

Рис. 1.3. Схема Левинтера (образование кокса из нефтяных остатков)

Дата добавления: 2014-01-05