Битумы, водород из них

В альбом включены технологические схемы процессов для получения дистиллятных моторных топлив, смазочных материалов, твердых углеводородов — парафинов и церезинов, нефтяного кокса и битума, технического углерода (сажи), водорода на основе каталитической конверсии легких углеводородов, некоторых видов нефтехимического сырья (этилен, жидкие парафины), серы и т. д. В альбом не вошли схемы установок нефтехимических производств вследствие многообразия технологических процессов в данной области, их специфики и зачастую комплексности. Рассмотрены только несколько процессов данного профиля, в основном относящихся к подготовке нефтяного сырья. Число процессов и способов проведения их весьма значительно. Авторы стремились собрать технологические схемы типичных и современных процессов число вариантных схем ограничено. [c.5]

С развитием технологий все большее распространение стали получать искусственные горючие газы. На смену эре природного газа , возможно, вновь придет эра синтетического метана , а затем и эра водорода из угля, сланцев и битумов водород в 1980-х гг. намечали получать в больших количествах путем электролиза или другим, более [c.9]

Парафин низкотемпературной гидрогенизации. При каталитической гидрогенизации смолы швелевания бурых углей на стационарном сульфидном никель-вольфрамовом катализаторе (27% сульфида вольфрама + 3% сульфида никеля на активированной окиси алюминия) под давлением водорода 300 ат происходит деструктивная гидрогенизация кислородных и сернистых компонентов смолы. При этом битумы, смолы и другие высокомолекулярные сернистые и кислородные соединения превращаются в углеводороды. Эти реакции необходимо проводить при более мягких температурных условиях, в противном случае возможно, что в результате термического разложения асфальтены и смолы будут отлагаться на катализаторе еще до того, как произойдет их восстановительное разложение. Это создает опасность необратимого загрязнения катализатора и постепенного падения его активности. [c.50]

Молекулярная структура компонентов битума. Структуры компонентов битума имеют большое сходство. Каркас структуры молекул образуется углеродным скелетом, составляющим 30—90% общей массы молекул. Как показано в работе [7], центральное ядро молекулы составляет полициклическая система, в состав которой входят шестичленные карбоциклические, преимущественно бензольные и отчасти циклопентановые и гетероциклические, кольца. Большая часть колец образует конденсированную полициклическую систему, в основном ароматическую. На периферии этой системы часть водорода замещена на ме-тильные группы и короткие (Сг—С4) разветвленные и нераз-ветвленные алифатические цепочки. Заместители могут включать и функциональные группы. [c.10]

Вместе с тем для решения многих задач приемлемо упрощенное представление, в соответствии с которым процесс окисления характеризуется следующими превращениями угле-водороды->смолы асфальтены [7. 20]. Учитывая специфическую роль этих групп, составляющих битум, мол<но задать условия получения и предсказать свойства получающихся битумов. [c.44]

Горение большинства веществ прекращается при снижении содержания кислорода в окружающей среде (азоте) до 12—16% [284] (или 11,0—13,5% [285]), а этилена и бутадиена — 10,0— 10,4% [286]. Исключение составляют вещества, обладающие широкой областью воспламенения, — водород, ацетилен, оксид углерода для них эта величина не превышает 5%, но в газах битумного производства они не присутствуют или присутствуют. практически в незначительных количествах. При хранении битумов в резервуарах пожаробезопасное содержание кислорода зависит от природы инертного газа (азота, водяного пара, диоксида углерода), т. е. флегматизатора, и составляет от 10 до 15% [209]. Эффективность действия,флегматизатора зависит от его свойств и пропорциональна отнощению теплоемкости к теплопроводности [287]. [c.176]

Отношение углерода к водороду колеблется в очень широких пределах, составляя от 6 до 38, что видно из табл. 6. Из этой табл. 6 видно, что чем больше отношение СШ, тем каустобиолит ближе к углям, и, наоборот, чем меньше это отношение, тем он ближе к битумам. Последние отличаются от углей своей растворимостью в скипидаре, бензине, бензоле, хлороформе и сероуглероде. [c.29]

Каркас молекул ВМС нефти, подобно остальным нефтяным компонентам, сложен из атомов С, составляющих 78—89% мае. еще 8,0—10,5% приходится на долю водорода [6, И и др.]. В смолах и асфальтенах сосредоточена большая часть присутствующих в нефти гетероэлементов й металлов, могущих составлять суммарно до 14% мае., в том числе сера —до 9%, кислород — до 5 и азот — до 3%. Смолисто-асфальтовые компоненты окисленных битумов могут содержать еще большие, чем указано, количества кислорода, но меньше других гетероэлементов. Асфальтены обычно отличаются от смол того же источника повышенным содержа- [c.189]

Основные элементы, содержащиеся в нефти, — углерод и водород. Нефти содержат от И до 14% водорода. Получаемые из нефти светлые нефтепродукты (моторные топлива) имеют более высокое содержание водорода, чем исходная нефть. Авиационные бензины содержат более 15%, автомобильные бензины 14—15% и реактивные топлива 13—14,5% водорода. Котельные топлива, в состав которых входят тяжелые фракции нефти, содержат 10—11,5% водорода (меньше, чем в исходной нефти). Еще ниже содержание водорода в битумах и совсем невелико оно в нефтяном коксе. Нефтезаводские же газы по содержанию водорода (17—20%) превосходят не только нефть, но и моторные топлива. 13 процессе переработки нефти происходит, таким образом, перераспределение На- При углублении переработки нефти, когда выход светлых повышают настолько, что содержание водорода в продуктах больше, чем в исходной нефти, происходит обогащение углеводородов водородом. В работе [1] процессы переработки нефти оцениваются по эффективности использования водорода. [c.11]

Большим преимуществом неполного окисления углеводородов перед другими процессами получения водорода является возможность использования широкого ассортимента сырья — от газообразных углеводородов до сырой нефти, мазута и даже битума [58, 59] и применение повышенных давлений. [c.32]

Обработка углей водородом может осуществляться в условиях, при которых твердые топлива не превращаются в жидкие продукты, а только изменяют свойства. Такая обработка водородом при 280—340 °С [69] значительно увеличивает выход летучих веществ и битума из углей, а кроме того, снижает содержание кислорода и серы в органической массе углей и несколько увеличивает содержание углерода [9, с. 215 70]. Это эффективный метод улучшения спекаемости углей, с помощью которого совершенно неспекающиеся угли приобретают свойства хорошо спекающихся. [c.181]

Силы дисперсионного взаимодействия, по всей видимости,— Наиболее общий вид взаимодействия между компонентами битума. Поскольку эти силы зависят от расстояния между центрами Частиц, постольку взаимодействие будет максимальным между Теми частицами или молекулами, которые способны к наибольшему взаимному сбл ижению. Механизм такого взаимодействия обусловлен стремлением молекул ориентироваться таким образом, чтобы во взаимный контакт с другими молекулами вступало наибольшее число атомов. Поэтому вполне естественно, что для алифатических цепей это выражается в их взаимном параллельном расположении, а для ароматических колец — расположением в параллельных плоскостях. Основными носителями дисперсионного взаимодействия в битумах являются атомы водорода и углерода, тем не менее, наличие полярных атомов азота, серы и кислорода Приводит, как правило, к образованию более прочных связей. [c.200]

Битумы представляют собой слол<ную смесь высокомолекуляр-]1ых углеводородных соединений нефти и их кислород-, серо-, азот- и металлсодержащих производных. Элементный состав битумов колеблется в следующих пределах (в % масс.) углерода 80—85, водорода 2—8, кислорода 0,5—5, азота до 1, серы до 7%. Он зависит от природы нефти, состава исходного сырья — нефтяных остатков и от технологии его производства. Ниже приведена применяемая в СССР и распространенная в зарубежных странах методика определения группового химического состава битумов. [c.279]

Технико-экономические расчеты по основным процессам получения синтетической нефти из природных битумов Атабаски показали, что капитальные вложения для их сооружения примерно одинаковы. Но применение только гидрокрекинга требует более высокого расхода водорода и привлечения значительных ресурсов природного газа или другого углеводородного сырья для его получения (табл. 3.12) [113]. При действующих в настоящее время внутрисоюзных ценах на нефть себестоимость 1 т товарной продукции из природных битумов, получаемой коксованием в псевдоожиженном слое или гидрокрекингом, будет превышать себестоимость такой же продукции из обычной нефти соответственно на 17,5 и 19,8 руб. [109]. [c.105]

Свойства синтетической нефти, получаемой из природных битумов, позволяют использовать для ее переработки различные технологические схемы. Для этой нефти характерно высокое содержание циклических структур, особенно ароматических соединений, которые сконцентрированы в средних дистиллятах и газойле. Этим объясняется низкое содержание в ней водорода и высокая плотность при отсутствии тяжелых остаточных [c.105]

Экспериментальные исследования битумов. Как уже указывалось, основными элементами, входящими в состав битума, являются углерод и водород, которые и обусловливают дисперсионные силы притяжения. В то же время, наличие полярных атомов, таких, как азот, сера и кислород, приводит к образованию более прочных связей. [c.14]

ДейстБ11е кислорода на каменноугольный пек сопровождается многообразием сложных процессов, однако все они характерны тем, что кислород либо отщепляет от молекул битума водород с образованием воды, либо присоединяется к битуму с образованием смол (окисление масел). Оба процесса могут протекать одновременно, с преобладанием одного из них. В результате происходит реакция окисления асфальтенов в карбены и карбоиды, с воспроизводством асфальтенов либо без такового [c.23]

Битумы, полученные в присутствии хлорида железа, имеют (при равной пенетрации при 25 °С) более высокую температуру разм ягчения и пенетрацию при О °С [99]. Подобные наблюдения сделаны и при использовании других добавок фосфорного ангидрида [13] и пероксида водорода [100]. Однако это также не служит решающим доводом в пользу применения хлорида железа или других катализаторов, поскольку аналогичный эффект достигается при облегчении сырья окисления. [c.73]

Все каустобиолиты по существу являются соединениями углерода, водорода и кислорода, в составе которых углерод количественно преобладает (от 50 до 90%), а водород, играя подчиненную роль, составляет от 2,5 до 14% [ ]. Типично выраженные угли и графит, с одной стороны, и битумы, с другой, являются крайними, противоположными членами ряда, промежуточные формы которого (богхэды, сланцы), напротив, сближаются друг с другом, образуя как бы мост между углем и битумами. [c.29]

Таково влияние на характер нефтей динамометаморфизма . Теоретически говоря, более древние нефти подверглись и большему его влиянию. В общем, это подтверждается примером нефтей Соединенных Штатов, где палеозойские нефти, вообще говоря, легче мезозойских, мезозойские же — легче третичных. Но из этого правила много исключений, объясняемых особенностями исходного материала и геологической обстановкой того или иного месторождения. Из заводской практики нам хорошо известно, что если нефть будет перегрета, то начинается распадение ее тяжелых молекул на более легкие (на этом основан крекинг нефти). Если применить очень высокую температуру, то мы можем всю нефть превратить в газ, в составе которого главную роль будет играть метан. Вероятно, п в природе, если нефтяные залежи попадали в условия чрезвычайно высокого давления или очень больших температур, начиналось разложение нефти, которое заканчивалось разрушением углеводородов с выделением водорода и углерода. Это — крайняя степень метаморфизма органического вещества. Так, вероятно, образовался графпт — один пз крайних членов ряда битумов, а водород вследствие его малого атомного веса и крайней подвижности, вероятно, улетучился из литосферы в-атмосферу. [c.348]

Не столь обпщй характер имеет способ Претнера, в котором измельченный асфальт обрабатывается эфиром, насыщенным хлористым водородом. При этом известняк растворяется, прочие примеси остаются в осадке, а битумы — в эфире. Испарением его можно определить их вес. [c.357]

В промышленности уже в течение многих лет применяется окисление прямогонных нефтяных остатков, главным образом с целью изменения реологических свойств получаемых из них битумов. В процессе продувки остатков воздухом кислород взаимодействует с компонентами сырья при температуре 200—350 °С. При этом химический состав и соответственно молекулярная структура и свойства остатков изменяются. Соотношение углерод водород для асфальтенов снижается при окислении с 11 1 до 10,5 1. Для смол и масел это соотношение уменьшается, но в меньшей степени (с 8 1 до 7,7 1). Пары воды, двуокись углерода и низкомолекулярные продукты окисления (эфиры, кислоты и альдегиды) удаляются из реакционного объема вместе с продувочными газами. Целевым продуктом является окисленный битум, который существенно отличается от исходного, неокисленного сырья. При окислении изменяется его групповой состав уменьшается содержание масел и значительно возрастает количество асфальтенов, продуктов поликонденсации. Количество силикагелевых смол в некоторых случаях уменьшается, а в других несколько возрастает. [c.32]

На начальной стадии погружения осадков (обычно 1,5—2,0 км) при росте температур до 50—60 °С полимерная структура керогена испытывает сравнительно небольшие изменения. Они сводятся преимущественно к декарбоксилированию и дегидратации, отрыву периферических функциональных групп за счет выделения в основном Н2О, СО2, МНз, На5 и СН4. В битумоидной фракции органического вещества несколько возрастает содержание углеводородов. В составе керогена постепенно повышается содержание углерода и водорода и снижается содержание гетероэлементов. При погружении на глубину 2000—3500 м и возрастании температур в недрах до 80—170°С начинается активная деструкция соединений, слагающих основную структуру керогена, сопровождающаяся образованием большего количества подвижных битуминозных веществ — до 30—40% (масс.) исходного керогена сапропелевого типа. Образующиеся биту1Линозные вещества (битум о иды) содержат уже практически весь комплекс алкано-циклоалканов и аренов от низко- до высокомолекулярных их представителей, а также значительное количество сложных гетероциклических соединений и асфальтено-смолистых веществ. Содержание битуминозных компонентов в органическом веществе возрастает в несколько раз. Эта стадия деструкции значительной части керогена с образованием преобладающей массы нефтяных углеводородов получила наименование главной фазы нефтеобразования (ГФН). [c.33]

Несмотря на разнообразие нефтей, сэдержание углерода и водорода в асфальтенах колеблется в сравнительно узких пределах С 80—86% (масс.), Н 7,3—9,4% (масс.), отношение С Н также сравнительно постоянно и равно 9—П. Различие в содержании гетероатомов значительно больше. По данным Сергиенко содержание кислорода в асфальтенах в зависимости от природы нефти может колебаться от 1 до 9, серы, от О до 9, азота от О до 1,5— 3,0% (масс.). Химические и спектральные методы анализа показали, что кислород в асфальтенах входит в состав гидроксильных, карбонильных, карбоксильных и сложноэфирных групп. В нативных асфальтенах преобладают гидроксильные и карбонильные группы до 80% (масс.). В асфальтена.ч из окисленных битумов преобладают сложноэфирные группы [ 60% (масс.) кислорода] Некоторые исследователи считают, что 1 ера входит в состав суль фидных мостиков между фрагментами молекулы асфальтенов Другие, в том числе Сергиенко, придерхиваются мнения, что ато мы серы включены в циклические структурные элементы, содер жащие кольцо тиофена или тетрагидрэтиофена. Спектральными методами были также обнаружены циклические соединения, содержащие сульфоксидную группу. [c.211]

Широкий ассортимент моторных топлив и смазочных масел, битумы, кокс, технический углерод и др. Широкий ассортимент нефтехимических продуктов MOHO- и диоле-фины, стирол, бензол и его гомологи, спирты и кислоты, спирты и фенол, га-лоидпроизводные, кетоны и альдегиды, водород, парафин и др. [c.8]

В окисленном асфальте сильно повышается величина отношения асфальтейы/смолы, что результируется в некотором увеличена его молекулярного веса, повышении твердости и хрупкости, снижении эластичности температура размягчения повышается, не-нетрация снижается. В элементном составе наблюдается изменение идет заметное обогащение серой и углеродом и обеднение водородом (отношение С/Н повышается). Почти весь кислород, содержащийся в 302, выделяется в виде реакционной воды. Это обстоятельство, а также накопление серы в окисленном битуме, несомненно, указывают на то, что основным агентом дегидрирования при воздействии па нефтяные остатки двуокиси серы является содержащийся в ней кислород сера же, если и участвует в процессе дегидрирования, то лишь в незначительной степени. Основное направление ее действия состоит в сшивании углеродных скелетов с образованием трехмерных структур. Процесс этот напоминает вулканизацию каучука при нагревании с элементной серой. Вновь образовавшиеся молекулы асфальтенов в результате конденсации двух и более молекул ароматизированных в результате дегидрирования углеводородов и смол способствуют накоплению в битуме более жестких с меньшим молекулярным весом асфальтенов, чем первичные асфальтены. Эти новые полициклоароматические кон- [c.85]

Пфейффер [39] отмечает, что подобно кислороду отнимают водород с образованием воды и асфальтенов некоторые нитросоединения динитрокрезол, динитронафтол и др. Наибольший интерес представляют предложения окислять битум с добавками различных перекисей [67, 68]. По данным П. К. Змиевского и др. [68], добавка 0,001% перекисей ускоряет процесс окисления и улучшает свойства битумов. Авторы делают вывод, что органические перекиси являются инициаторами окисления. Однако М. Кронстейн [67] доказал, что такое же действие оказывают перекиси и без доступа воздуха. Он считает, что перекиси являются инициаторами процессов полимеризации, за счет которых битум обогащается асфальтенами, а в случае воздушного дутья перекиси являются источником радикалов. [c.143]

Сообщается [15] о попытке применить приведенный выше процесс для каталитического крекинга природного бптума, извлеченного из песка в районе бассейна Атабаска. Битум содержал 16% асфальтенов (15% нерастворимых в пентане и 0,9% нерастворимых в бензоле) и 0,03 вес. % V и N1 [15]. Процесс проводился под давлением водорода 14 атм, при 450° С и объемней скорости подачи бптума 1 час . Пад алюмомолибденовым катализатором помещался уголь в пылевидном состоянии. Предполагалось, что в слое угля будет проходить коксование содержащихся в битуме асфальтенов. Длительность процесса составляла 3 часа. В реакторе, в слое катализатора, не наблюдались ни процесс закоксования, ни сплавление частиц его. Авторы [15] отсутствие закоксоваппости катализатора объясняют так. При температуре опытов коксованию подверглась угольная пыль, помещенная перед катализатором. Содержащиеся в сырье асфальтены также коксовались, но не на катализаторе, а на угольном коксе частицы его обволакивались слоем кокса, образовавшегося из асфальтенов. Таким образом, на слой катализатора попадало сырье с очень низким содержанием асфальтенов и металлов. [c.253]

В настоящее время появились наиболее полные методы, сочетающие разделение мальтенов с учетом их химической природы и размеров комбинации ионообменной хроматографии с гель-фильтрованием. По-видимому, очередность применения хроматографии и гель-фильтрования не имеет значения. Например, из остаточных нефтяных фракций ионообменной хроматографией выделены кислые и основные фракции [249] и найдено, что в природных асфальтах, промышленных остаточных фракциях и окисленном битуме содержание основных компонентов выше, чем кислых. Основные фракции имеют азот- и серусодержащнх компонентов в 2—3 раза больше, чем кислородсодержащих. Содержание углерода в кислых фракциях более, а в остальных менее 80 %. В содержании водорода не наблюдается закономерностей. [c.104]

Несмотря на то, что применение смолисто-асфальтеновых веществ (САВ) известно более ста лет, настоящий этап характеризуется значительными и возрастающими успехами [147, 148]. Ранее было известно, что они могут быть использованы для производства битумов, разновидностей нефтяного углерода, природных депрессаторов, для изоляции трубопроводов. Все эти области не учитывали специфических особенностей, разнообразных и ценных свойств САВ. В 1936 г. Черножуковым и Крейном была показана стабилизирующая роль САВ в окислении минеральных масел. Более поздними работами была выявлена стабилизирующая способность асфальтенов в процессах термо- и фотодеструкции, окисления углеводородов и синтетических полимеров [149—150]. Ингибирующими центрами САВ являются гетероатомы и функциональные группы, имеющие подвижный атом водорода (гидроксипроизвод-ные ароматических фрагментов, аминные и серусодержащие компоненты). Ингибирующая способность высокомолекулярных соединений нефти повышается с ростом их общей ароматичности, концентрации гетероатомов и функциональных групп. В зависимости от этих факторов константа скорости ингибирования может изменяться в широких пределах от ж 10 до 10 л/(моль-с). Ингибирующая активность асфальтенов на 1—2 порядка выше, чем смол. [c.347]

Возможным вариантом получения синтетической нефти может быть гидрокрекинг битума без комбинирования с коксованием или другими процессами. При этом отпадает необходимость в гидроочистке дистиллятов, образующих синтетическую нефть, но расход водорода на процесс высок. Например, гидрокрекинг природного битума Татарии проводился на лабораторной установке при 450 °С и 3 МПа в присутствии алюмоко-бальтмолибденового катализатора, рециркулята и разбавителя. Содержание фракций, выкипающих до 350 °С, в продукте процесса составило 78% (масс.) против их потенциала в исходном сырье не более 26,7% (масс.) содержание серы снизилось с 4,0 до 0,38% (масс.), расход водорода составил 2,4% (масс.) на исходное сырье [111]. [c.105]

Предложен вариант переработки природных битумов с использованием процесса, аналогичного термическому растворению углей [112]. В этом процессе, получившем название DRB ( Donor Refined Bitumen ), от битума предварительно отгоняют содержащиеся в нем дистиллятные фракции, а остаток с температурой кипения выше 500 °С смешивают с растворителем-донором водорода. В качестве последнего используют циркулирующий продукт процесса, который предварительно гидрируют для восстановления донорной способности. При температуре 410—460 °С и давлении 3,5—5,5 МПа степень конверсии вакуумного остатка битума в более легкие продукты достигает 70% (масс.). При смешении этих продуктов с легким отгоном битума получается синтетическая нефть, которая не содержит остаточных фракций. Расход водорода в этом процессе составляет 53,5 м на 1 м битума. [c.105]

Как уже говорилось ранее, битумы, выделенные из горючих сланцев, сначала коксуются (термически) с получением коксовых дистиллятов", а затем разгоняются на лигроин, керосин и газойль, которые подвергаются гидроочистке. Обработка лигроина заключается в удалении серу- и азотосодер-жаших соединений и гидрировании олефинов при давлении 50 атм. Расход водорода составляет около 1 моля на 1 моль лигроина. Керосин и газойль обрабатывают при 100 атм с частичным гидрированием ароматических углеводородов, помимо удаления серы и азота. Расход водорода составляет 3-4 моля на 1 моль сьфья /3/. [c.245]

Перечисленные компоненты битумов состоят преимущ,ественно из углерода и водорода и содержат некоторое количество азота, серы и кислорода (некарбонильного). [c.8]

Сааль с сотрудниками [301 определяли поверхностное натяжение битумов на приборе Дю-Нуи [58], основанном на измерении силы отрыва платинового кольца известного диаметра от поверхности испытуемой жидкости. Измерения были проведены в среде водорода при температурах, достаточно высоких, чтобы избежать затруднений, связанных с вязкостным эффектом. [c.56]