Химические реакции, протекающие при крекинге

Процессы пиролиза имеют огромное значение в народном хозяйстве. Различные виды крекинга (см. стр. 465) с успехом применяются для переработки нефти, нефтепродуктов и таких газов, как метан, этан и некоторых других. Процессы крекинга углеводородов, полимеризации, и многие другие химические реакции протекают по цепному механизму. [c.98]

Установки каталитического крекинга. Реакции, протекающие при каталитическом крекинге нефтяного сырья, в основном аналогичны реакциям, протекающим при термическом крекинге. Однако применение катализаторов, ускоряющих химическую реакцию, существенно изменяет характер процесса. Широкое распространение получили два типа установок в которых каталитический крекинг сырья и регенерация катализатора осуществляются в сплошном, медленно опускающемся слое катализатора, состоящего из шариков диаметром 3—5 мм, и в которых процесс каталитического крекинга и регенерация катализатора протекают в кипящем (псевдоожиженном) слое пылевидного катализатора. К основному оборудованию установок каталитического крекинга относят реакторы, в которых контактируют пары сырья с катализатором регенераторы, в которых происходит восстановление катализатора, и пневмотранспорт, предназначенный для перемещения катализатора из регенератора в реактор и из реактора в регенератор. В пневмотранспорт входят воздуходувки, тонки под давлением для нагрева воздуха, загрузочные устройства (дозеры), стволы пневмоподъемников, сепараторы с циклонами, устройство для удаления крошки, мелких частиц, воздуховоды и катализаторопроводы. Каталитический крекинг нефтяного сырья ведут при давлении 50—150 кПа и температуре 450—500 °С. [c.82]

Последовательные (многоступенчатые, или консекутивные) реакции. К таким реакциям относятся реакции с промежуточными стадиями. Промежуточными продуктами в них могут быть обычные молекулы, вступающие далее в реакцию, или свободные атомы или радикалы. Большинство химических реакций протекает именно по такому пути. В простейшем случае это две последовательные односторонние реакции первого порядка, например термический крекинг нефти, где бензин является промежуточным продуктом, распадающимся далее на газообразные вещества. Уравнение простейшей последовательной реакции [c.326]

Сейчас точно установлено, что поверхность твердого тела неоднородна, а также, что хемосорбция и химическая реакция протекают лишь на определенных участках поверхности. Эти участки обычно называют активными участками, активными центрами или активными точками. Понятие о порядке числа активных центров дает расчет общего числа активных участков, выполненный для процесса крекинга кумола при этом получена величина 3,6-1019 г-1, или 1,2.10 .ж-2. [c.207]

По цепному механизму протекают многие химические реакции, например крекинг и полимеризация, образование смога в атмосфере и др. [c.127]

В настоящее время показано, что большое число химических реакций протекает по цепному механизму. К этим реакциям относится образование воды из водорода и кислорода, реакции хлорирования и окисления многих органических соединений, крекинг нефти и т. д. Сюда же относится и цепная полимеризация. Исчерпывающее изложение основ теории цепных реакций дано одним из ее авторов — И. Н. Семеновым. [c.62]

На термическом разрушении углеводородов и образовании новых за счет реакций циклизации, изомеризации, дегидрирования, конденсации, деалкилирования и алкилиро-вания основаны процессы каталитического крекинга, термического крекинга, гидрокрекинга, предназначенные для производства бензина, керосина и дизтоплива из тяжелых нефтепродуктов - мазута, вакуумного газойля. В заключение следует отметить, что большинство химических реакций протекают в присутствии катализаторов, которые ускоряют химические реакции в определенном направлении. [c.48]

Давно известно, что химические реакции протекают особенно легко на поверхностях раздела фаз. Однако в большинстве случаев практическое значение имеют только те реакции, в которых реагенты являются газами или жидкостями, а катализаторы — твердыми веществами. Такие гетерогенные каталитические реакции лежат в основе некоторых промышленных процессов, как, например, синтеза аммиака, серной и азотной кислот, метанола, затем различных процессов окислепия, гидрирования и дегидрирования, а также и каталитического крекинга нефтяных фракций. Естественно, что процессы, протекающие на поверхности катализатора, являются постоянным объектом исследования. Многие аспекты поверхностных реакций пока еще не выяснены. В настоящем изложении мы ограничимся рассмотрением точно установленных фактов. [c.224]

Снижение (или увеличение) т можно компенсировать соответствующим повышением (или понижением) температуры крекинга, как это часто применяется в некоторых химико —технологических процессах, но в тех, в которых протекает одна простая химическая реакция. [c.131]

Данные по материальному балансу фракций 205—350°, 350— 450° и остатку, выкипающему выше 450°, в сопоставлении с фракциями, содержащимися в сырье и кипящими в этих же пределах, позволяют отметить, что при температуре крекинга 480° содержание фракции 205—350° практически остается на одном уровне, так содержание в сырье этой фракции 35,7%, а в продуктах крекинга— 34,87о- При повышении температуры до 500 и 520° содержание этой фракции снижается соответственно до 32,8 и 29,2%. Более значительный распад наблюдается во фракции 350—450° и особенно интенсивно протекает крекинг фракции, кипящей выше 450°. При температуре крекинга 480° содержание ее с 42,9% в сырье понижается до 35,5%, а при температуре 500 и 520° соответственно до 16,6 л 13,1%, т. е. образование бензина и газа идет главным образом за счет углеводородов, кипящих выше 450°. По мере повышения температуры крекинга содержание в остатках асфальтенов снижается, а карбоидов нарастает, т. е. интенсифицируются реакции коксообразования. Химический состав высококипящих фракций по мере повышения температуры изменяется в сторону увеличения содержания непредельных и ароматических углеводородов нарастает и содержание сернистых соединений (табл. 20). [c.100]

В зависимости от режима процесса, качества сырья и степени дисперсности катализатора роль диффузионных и адсорбционных процессов может быть больше или меньше. Так, установлено, что при нормальном режиме реактора каталитического крекипга с кипящим слоем порошкообразного катализатора при температурах от 480 до 535° С решающее значение имеют адсорбция и химические реакции на поверхности катализатора . При крекинге на крупно-гранулированном катализаторе скорость реакции тормозится диффузией молекул сырья к внутренней поверхности катализатора. Г. М. Панченковым и Ю. М. Жоровым было показано, что каталитический крекинг легких газойлей при размере зерен катализатора 3—Ъ мм и температурном интервале 450—500° С протекает в области переходной между внутренней кинетической и внутренней диффузионной . Крекинг тяжелых газойлей при температурах выше 460° С происходит вблизи внешней диффузионной области, т. е. скорость распада здесь мало зависит от активности и величины внутренней поверхности катализатора и определяется скоростью подвода молекул сырья к внешней его поверхности. [c.153]

Сравнительно небольшие изменения температуры вызывают значительное ускорение или замедление крекинг-процесса. Приближенно зависимость между временем (или скоростью реакции) и температурой крекинга подчиняется закону химических реакций Вант-Гоффа, а именно с повышением температуры на 10°С скорость реакций крекинга удваивается (т. е. время крекинга сокращается вдвое). Скорость реакции может быть выражена через константу скорости реакции, а также через долю (или процент) разложившегося за данный отрезок времени сырья. Термическое разложение начинается уже при 300-350°С, заметно проявляется при температуре около 400°С, быстро идет при 450 С и более высоких температурах. Скорость крекинга зависит от температуры и характера сырья крекинга. При небольшом превращении за проход разложение протекает как реакция первого порядка [c.166]

По цепному механизму протекает ряд важных классов химических реакций горение топлива, хлорирование и броми-рование многих соединений, термический распад (крекинг), полимеризация и др. [c.283]

Существование химического равновесия означает, что реакции не идут до конца, т. е. до исчезновения исходных веществ и полного превращения их в продукты реакции. В некоторых случаях, однако, равновесия могут быть значительно смещены в одну сторону, например, в сторону конечных продуктов, и поэтому концентрации исходных веществ настолько малы, что не поддаются экспериментальному определению. Это, в частности, имеет место при высокотемпературном разложении органических веществ (крекинг нефти). Вообще химические реакции могут протекать как в прямом, так и в обратном направлениях. Можно изменить направление реакции, изменяя условия ее протекания, например температуру. [c.61]

Процесс крекинга на катализаторе протекает постадийно. На первой стадии происходит диффузия сырья к поверхности катализатора, так называемая внешняя диффузия, далее идет процесс проникновения молекул сырья в поры катализатора (внутренняя диффузия). Попав к полостям активных центров, молекулы сырья удерживаются ими, образуя слой, в котором и проходит химическая реакция. Затем продукты реакции и непрореагировавшее сырье десорбируются из внутренней поверхности катализатора, происходит диффузия из пор катализатора, и продукты крекинга удаляются из зоны реакции. [c.41]

При термических превращениях нефтяных остатков протекает одновременно множество химических реакций, в которых участвует огромное число индивидуальных компонентов, причем детальный состав сырья и продутстов не может быть определен. Эта ситуация требует поиска неординарных подходов. В данной работе нами предлагается использовать при разработке модели процессов, происходяпдах при термическом крекинге, коксовании и др., характерный показатель — коксуемость по Конрадсону. Если условно принять, что сырье, промежуточные и конечные продукты состоят как бы из двух компонентов - твердого компонента, массовая доля которого в смеси численно равна их коксуемости (С,), и жидкого компонента, массовая доля которого равна (1 — С,), то появляется возможность математического описания брутго-процесса термического превращения сырья. [c.42]

Макрокинетика процесса. Каталитический крекинг, как любой гетерогенный каталитический процесс, протекает в несколько стадий сырье поступает к поверхности катализатора (внешняя диффузия), проникает в поры катализатора (внутренняя диффузия), хемосорбируется на активных центрах катализатора и вступает в химические реакции. Далее, происходит десорбция продуктов крекинга и непрореагировавшего сырья с поверхности, диффузия его из пор катализатора и удаление продуктов крекинга из зоны реакции. [c.343]

Крекинг-процесс, как всякая химическая реакция, протекает с известной скоростью, т. е. требуется определенное время для доведения ее до желаемой глубины. Необходимо не только нагреть нродукт до температуры реакции, но и выдержать его при этой температуре определенное время. Это выдерживание продукта при земпературе реакции осуществляется или в специальной секции труб нагревательной печи (реакционной секции), или в специальной выносной камере (реакционной камере). Чтобы объемы этих аппаратов не были чрезмерно большими, процесс ведут под давлением порядка 25—50 ати. [c.83]

Процессы крекинга углеводородов, полимеризация, да и многие другие химические реакции протекают по цепному механизму. Зарождение цепи, т. е. появление радикалов, обладающих свободными валентностями, происходит вследствие иницирующего действия некоторых высокоактивных веществ или света, радиоактивных излучений, высокой температуры и т. п. Развитие цепи протекает салюпроизвольно, так как образовавшиеся свободные радикалы или атомы взаимодействуют с молекулами, в результате чего получаются продукты реакции и новые радикалы или свободные атомы. Скорость простой цепной реакции выражается формулой [c.138]

В школьном учебнике Х1имии эта реакция названа цепной. В настоящее время установлено, что многие химические реакции протекают по цепному механизму. Например, хорошо знакомый вам синтез воды из водорода и кислорода — цепная реакция. Крекинг нефти — тоже цепная реакция. [c.286]

Благодаря особенностям гидродинамического режима течения в реакторе висбрекинга термолиз происходит в двух фазах - паровой и жидкой, отличающихся фракционным и химическим составом присутствующих там углеводородов. В жидкой фазе в мягких температурных условиях селективно протекает крекинг наиболее высокомолекулярных компонентов сырья. При этом низкомолекулярные продукты первичного распада и алкильные радикалы за счет огромной поверхности раздела фаз, обеспечиваемой гидродинамическим режимом течения в ректоре, легко разлетаются в газовую фазу и не участвуют во вторичных жидкофазных реакциях. Жидкая фаза за счет деалкилирования исходных высокомолекулярных углеводородов обогащается долгоживуцщми бензильными [c.63]

В нефтехимической промышленности широкое применение получили сменноциклические процессы с твердым катализатором, который используется одновременно и в качестве теплоносителя [1, 9, 10]. Особенностью этих процессов (нанример, каталитический крекинг) является сравнительно быстрая отравляемость катализаторов вследствие отложения на его поверхности кокса и необходимость в связи с этим регенерации путем выжи1а. Попеременное осуществление химической реакции и регенерации катализатора может быть осуществлено либо в одном и том же периодически переключающемся аппарате, либо в двух различных аппаратах — реакторе и регенераторе. В первом случае катализатор неподвижен, а для обеспечения непрерывности работы установки в целом сооружаются два пли большее число аппаратов когда в одном аппарате протекает химическая реакция, в другом в это время осуществляется регенерация катализатора, затем аппараты взаимно переключаются. Во втором случае катализатор непрерывно перемещается из реактора, где осуществляется нефтехимический процесс, в регенератор, где вын<игается с катализатора кокс, и наоборот. В процессе регенерации температура катализатора повышается и он аккумулирует часть выделившегося тепла, которое в дальнейшем целиком или частично используется на эндотермическую реакцию при этом температура катализатора понижается. Таким образом, твердый катализатор одновременно используется и как теплоноситель. Иногда при выделении значительного количества тепла в процессе регенерации и недостаточно большой массе катализатора для предотвращения недопустимого повышенпя температуры катализатора нри его регенерации часть тенла отводится и используется, например, для нолучения водяного пара. [c.625]

Давление влияет на направление и скорость химических реакций, протекающих при крекинге, но это влияние изменяется в зависимости от условий процесса. Если крекинг протекает в л<идкой фазе — при использовании тял<елого сырья н при умеренных температурах (420—470° С), то давление практически не оказывает влияния па скорость и направление мономолекулярного распада. Одпако как только образующиеся продукты распада или исходное сырье переходят в паровую фазу, роль давлеиия повышается. При этом большое значение имеет абсолютная величина даиления. При умеренных давлениях скорость мономолекулярного распада практически ие изменяется. Поскольку крекинг протекает по радикально-цепному механизму, характер реакции обрыва цепе] изменяется в зависимости от абсолютной величины давления. М. Г. Гоникберги В. В. Воеводский показали, что при невысоких давлениях (порядка нескольких атмосфер) повышение его способствует увеличению константы скорости крекинга, а при высоких (порядка сотен атмосфер и более) наблюдается обратное явление. Так, по данным А. И. Динцеса , в процессе термического крекинга бутана при 575° С и глубине распада около 9—13% повышение избыточного давления с 3,9 до 10,8 ат вызывает увеличение константы скорости реакции с 0,007 до 0,022, т. е. примерно втрое. Г. М. Панченков и В. Я- Баранов , подвергая крекингу фракцию 300—480° С грозненской парафинистой нефти при 510° С и избыточном давлении 1 10 и 50 ат, установили, что максима.яьпое значение констант скорости реакции соответствует давлению около 10 ат-, дальнейшее повышение давления сопровождается снижением скорости разложения. [c.41]

Оригинальная концепция гетерогенного зарождения цепей И, действия ингибиторов в термическом крекинге алканов была развита в последние годы [108, 65]. Согласно этой теории, зарождение цепей происходит на стенках реакционного сосуда путем необратимого распада молекул алкана на радикалы с выбросом последних в объем, где развиваются цепи. Эти необратимые химические реакции алкана с поверхностью обусловлены наличием свободных валентностей на некаталитических стенках, подобных кварцевой поверхности. В результате этого химического взаимодействия алкана со свежей поверхностью в начальной стадии возникает в зоне крекинга концентрация свободных радикалов, превыщающая равновесную. Это определяет более высокую скорость в начале крекинга. Начальная стадия крекинга протекает как неравновесная, при этом некаталитическая поверхность выступает на положении инициатора цепного распада. Однако по мере протекания реакции свободные валентности поверхности закрываются и стенки утрачивают свою химическую активность. Вследствие этого концентрация радикалов уменьшается довольно быстро до квазистационарной, а скорость к )екинга резко падает и затем изменяется по закону реакций первого порядка. На этих более глубоких стадиях крекинга стенки способны только к участию в обратимых процессах диссоциации молекул алканов и рекомбинации образованных радикалов, в результате которых устанавливается квазиравковесная концентрация радикалов, определяемая тер- [c.54]

Степень влияния многих из перечисленных выше факторов на скорость регенерации катализатора крекинга определяется соотношением скоростей массообмена и химической реакции на по-верхностиг В зависимости от условий и стадии регенерации (начало, середина или окончание) окисление кокса может протекать [c.150]

При этом образуются частицы с неспаренными электронами, называемые свободными радикалами. Свободные радикалы обладают высокой хи шческой активностью и энергасй, поэтому их образование требует достаточно жестких условий. По свободнорадикальному типу химические реакции обы шо протекают либо при достаточно высоких те тсратурах (крекинг), либо на свету, либо под действием других свободных радикалов (полимеризация). В качестве примера можно привести реакцию метана с хлором на свету [c.93]

Известно, что скорость такого процесса в целом определяется скоростью наиболее медленной стадии. При высоких температурах, когда скорость реакции на поверхности катализатора значительна, процесс идет в диффузионной области, так как итоговая скорость его будет определяться интенсивностью поступления свежих порций сырья к внутренней поверхности катализатора. Снижение температуры изменяет скорость химической реакции в большей степени, чем диффузня, поэтому имеется область температур, где скорости диффузии и химических реакций сопоставимы эта область относится к переходной. И, наконец, при умеренных температурах крекинга результат будет определяться кинетикой, т. е. процесс протекает в кинетической области. В соответствии с вышесказанным, в зависимости от области, в которой протекает каталитический крекинг, для его интенсификации следует либо повышать температуру, либо форсировать подачу сырья к поверхности катализатора. [c.134]

Некоторые из наиболее эффективных твердых катализаторов имеют очень больщую поверхность вследствие высокой пористости или потому, что они состоят из мельчайщих частичек. Катализаторы, обычно используемые для крекинга нефти, могут обладать настолько развитой поверхностью, что ее площадь достигает 700 м / г. Если бы можно было выпрямить поверхность 1 кг такого катализатора в один сплошной слой, на нем смогли бы разместиться 150 футбольных полей. Вот на какой поверхности твердого катализатора протекают химические реакции [c.226]

Пиролиз — наиболее жесткая форма высокотемпературного термического крекинга. Его проводят для получения наибольшего количества газов, для синтеза высокооктановых компонентов моторного топлива и ароматических углеводородов из различного сырья (газов, бензиново-лигроиновых фракций керосина и др.). Температура парофазного пиролиза 943— 993 К и давление близки к атмосферному. При пиролизе получается до 50% газа, состоящего из продуктов глубокого распада углеводородов, главным образом пропилена, диолефинов, метана, этана, водорода. Жидкие продукты пиролиза (смолы) содержат много ароматических углеводородов и их разделяют на фракции легкое масло — до 348 К, нефталиновое масло — 348—523 К, зеленое масло — 523—6 К, остаток — 623 К- Из легкого масла ректификацией выделяют бензол, толуол, ксилолы и пиробензол. Пиробензол — смесь ароматических углеводородов, используемая как высокооктановая добавка к моторному топливу. При пиролизе протекают первичные и вторичные химические реакции. [c.99]

Попеременное протекание химической реакции и регенерации катализатора (сменно-циклический процесс) может быть осуществлено либо в одном и том же периодически переключаемом аппарате (типа Гудри ), либо непрерывно в двух различных аппаратах—реакторе и регенераторе. В последнем случае катализатор непрерывно перемещается из реактора, в котором протекает основной процесс, в регенератор, где выжигается отложившийся кокс. В процессе регенерации температура катализатора повышается, и он аккумулирует часть выделившегося тепла это тепло в дальнейшем полностью или частично используется на эндотермическую реакцию крекинга, в результате которой температура катализатора понижается. [c.406]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология