ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Термическое разложение нефтепродуктов и их технический анализ из "Практикум по химической технологии" Цель работы. Знакомство с методом исследования процесса термического разложения нефтепродуктов (крекинг или пиролиз) и их анализом. [c.28] Выбор метода переработки нефти зависит как от природы самой нефти, так и от целевых продуктов, получаемых при различных процессах. Нефть перерабатывают в следующих основных направления.х. [c.28] Прямая разгонка (прямая гонка) — процесс физического разделения нефти на фракции по температурам кипения. Целью этого процесса является получение моторных топлив (бензин, керосин, лигроин и др.) и смазочных масел. [c.28] Крекинг нефти — получение легкого моторного топлива, добавок к авиационному бензину, углеводородных газов, которые являются сырьем для нефтеоинтеза. [c.28] Пиролиз, его применяют с целью получения углеводородных газов, состоящих примерно на 40% из непредельных углеводородов, широко используемых как в промышленности нефтесинтеза, так и основного органического синтеза. Пиролиз также является основным источником получения жидких ароматических углеводородов — бензола, толуола, ксилолов и др. [c.28] Все эти процессы проводят при различных температурах, давлениях и времени пребывания сырья в реакционной зоне. В зависимости от этих факторов происходят глубокие количественные и качественные изменения в размерах и структуре углеводородов, входящих в состав нефти. При прямой гонке глубоких химических изменений сырья не происходит. А при крекинге ( 480—500°) и пиролизе ( —700°) протекают сложные химические превращения. [c.28] Помимо этих процессов при крекинге под действием высоких температур протекают вторичные процессы — полимеризация, п о л и к о н д е н с а ц и я и т. д., т. е. идет дальнейшее уплотнение молекул. Происходит перераспределение водорода и обогащение им легких фракций. [c.29] Эти реакции уплотнения и распада молекул при термическом процессе идут одновременно, но с различной скоростью. [c.29] Основным фактором, влияющим на скорость процесса, является температура. При относительно низких температурах преобладают первичные процессы, при более высоких температурах — вторичные. При температурах 700° протекает процесс деструкции, что ведет к увеличению выхода газа, состоящего в основном из соединений непредельного характера, и происходят глубокие изменения с образованием высококипящих продуктов — ароматических соединении. Так протекает процесс пиролиза. [c.29] Не меньшее значение на выход продуктов оказывает давление. С увеличением давления до 70 ат возрастают температуры кипения углеводородов, т. е. процессы будут проходить в жидкой фазе, что является энергетически выгодным, так как обеспечивается большой коэффициент теплопередачи. С другой стороны, повышение давления способствует уплотнению молекул, а это ведет к увеличению выхода тяжелых жидких продуктов и кокса. Длительное пребывание в зоне высоких температур ведет к полному разложению продуктов на водород и кокс. Таким образом, если необходимо увеличить выход жидких продуктов, то крекинг проводят при i=480—550° и р— 7—70 ат (в зависимости от исходного сырья). Такой процесс называется жидкофазным крекингом. Если стремятся к получению большего количества газа, то проводят процесс при =600—650° и р = 3—4 аг (газофазный крекинг). [c.29] Исследование процессов крекинга производят путем сравнения характеристик исходного сырья и полученного жидкого продукта— фракционного состава, содержания суммы ароматических и непредельных углеводородов. [c.30] Как было сказано, газ при проведении опыта отбирают в газометр системы Патрикеева (рис. 12). Основной частью прибора является градуированная бюретка 1 емкостью 10 л, которая соединяется краном 2 с местом отбора газа. Бюретка соединена резиновым шлангом с сифонной трубкой И, на верхний конец которой надета трубка, соединяющаяся с атмосферой, что предотвращает полный слив жидкости из бюретки. [c.31] Сифонная трубка соединяется с кареткой 9, которую перемещает вверх или вниз ходовой винт 8. Вращение ходового винта осуществляется электрическим мотором через редуктор и коробку передачи (на рисунке не показан) с задаваемой скоростью. Включение мотора при пуске газометра осуществляется тумблером на панели прибора, а в процессе отбора газа — фотодатчиком. В первом случае прибор работает так, что отбирает газ с постоянной скоростью, установленной на коробке скоростей , во втором случае отбор газа осуществляется по заданному давлению в пределах 30 мм вод. ст., установленному на и-образом манометре 5. [c.31] Если давление в системе ниже заданного, то луч света проходит через стеклянную трубку манометра 5 мимо фотоэлемента 7. При увеличении давления вода в колене манометра поднимается, и свет от осветителя, преломляясь в воде, падает на фотоэлемент. Фотоэлемент, являясь датчиком реле, включает в работу электрический мотор, который, как было сказано выше, перемещает ходовой винт и опускает связанную с ним сливную трубку. Это приводит к вытеканию воды из бюретки и, следовательно, к снижению давления. Падение уровня воды в манометре изменяет направление луча света, что приводит в конечном счете к выключению мотора. Таким образом, отбор газа под заданным давлением происходит ступенчато, небольшими порциями. [c.31] Для заполнения бюретки водой отключают фотодатчик краном 4 и соединяют бюретку с атмосферой, вытесняя находящийся в ней газ под тягу. При этом сливную трубку перемещают вверх или автоматически (соответствующим включением мотора), или вручную. [c.32] Ручная перестановка осуществляется просто, так как нарезная муфта каретки 9, охватывающая ходовой винт 8, разъемная и при нажиме на рычаг, находящийся на каретке, раскрывается, при этом каретка с сифонной трубкой легко перемещается вдоль ходового винта. Наполнение бюретки производится через трубку 13 из верхнего резервуара 3, в который вода периодически перекачивается из нижнего насосом. Насос включается тумблером на панели. Автоматическое поплавковое устройство, находящееся в резервуаре 3, регулирует уровень воды, включая и выключая насос. [c.32] Переключатель и тумблеры снабжены надписями и не нуждаются в специальном описании. [c.32] Чтобы судить об изменениях, которые произошли в исходном сырье, производят определение фракционного состава исходного и полученного жидких продуктов, а также анализ на содержание суммы непредельных и ароматических углеводородов. [c.33] Определение проводится по методу Каттвинкеля. Метод этот ориентировочный, так как определяет сумму непредельных и ароматических углеводородов, а не точное количество соединений каждого класса, однако он нашел широкое применение в лабораторной технике из-за своей простоты. Способ основан на взаимодействии смеси серной кислоты и фосфорного ангидрида с непредельными и ароматическими соединениями. [c.36] Примечание. Сульфирующую смесь приготавливают из 100 ж л серной кислоты уд. вес. 1,84 и 30 г фосфорного ангидрида. [c.36] Вернуться к основной статье