Глава 7. Теоретические основы и технология термических процессов переработки нефтяного сырья

1. Типы и назначение термических процессов 322

2. Теоретические основы термических процессов переработки

нефтяного сырья 334

1. Основы химической термодинамики термических реакций углеводородов ....334

2. Основные понятия и терминология кинетики сложных химических реакций 342

3. Основные положения механизма термических реакций нефтяного сырья 349

4. Неформальная кинетика цепных реакций термолиза (пиролиза) этана 335

5. Химизм газофазного термолиза нефтяного сырья 358

6. Краткая характеристика сырья термодеструктивных процессов 363

7. Основные закономерности жидкофазного термолиза нефтяных остатков 366

8. Влияние качества сырья и технологических параметров

на процесс термолиза нефтяных остатков 369

7.3. Технология современных термических процессов

переработки нефтяного сырья 373

/..VI. Термический крекинг дистиллятного сырья 373

/3.2. Установки висбрекинга тяжелого сырья 378

7

3. Установки замедленного коксования .....382

4. Особенности технологии производства игольчатого кокса 389

7.3.5 Процессы получения нефтяных некое

термоконденсацией остатком 391

6. Установки пиролиза нефтяного сырья .....395

7. Производство технического углерода 401

8. Производство нефтяных битумов 405

9. Установка непрерывного коксонпния в псевдоожиженном слое порошкообразного кокса (термоконтактного коксования) 408

Вопросы _ 411

Глава 8. Теоретические основы и технология каталитических

гетеролитических процессов переработки нефти и газов

1. Общие сведения о катализе и катализаторах .....414

2. Адсорбция и катализ 421

3. Энергетика и химическая природа катализа 423

4. Основы макро- и микрокинетики гетерогенных

каталитических реакций 432

8.5. Технология процесса каталитического крекинга 439

1. Значение и назначение процесса 439

2. Сырье каталитического крекинга 440

3. Катализаторы крекинга 447

4. Механизм и химизм каталитического крекинга 456

8.6. Основы управления процессом каталитического крекинга 464

1. Технологические параметры 464

2. Типы реакторов 467

3. Влияние оперативных параметров на материальный

баланс и качество продуктов крекинга 472

8.6.4. Технологическая схема установки каталитического крекинга с прямоточным лифт-реактором 476

8.7. Синтез высокооктановых компонентов бензинов из

газов каталитического крекинга 478

1. Каталитическое С-алкилирование изобутана олефинами ....480

1. Каталитическое О-алкилирование метанола изобутиленом 491

Вопросы 499

Глава 9. Теоретические основы и технология каталитических гемолитических процессов нефтепереработки

9.1. Теоретические основы и технология процессов паровой

каталитической конверсии углеводородов 502

9.2. Окислительная конверсия сероводорода в элементную

серу (процесс Клауса) 51?

8

3. Окислительная демеркаптанизация сжиженных газов и бензино-керосиновых фракций 516

4. Производство водорода парокислородной газификацией

твердых нефтяных остатков 519

Вопросы . 526

Глава 10. Теоретические основы и технология

гидрокаталитических процессов переработки нефтяного сырья

1. Классификация, назначение и значение гидрокаталитических процессов 527

1. Теоретические основы и технология процессов

■ каталитического риформинга 529

1. Химизм и термодинамика процесса 530

2. Катализаторы и механизм их каталитического

действия 533

3. Основы управления процессом 537

4. Промышленные установки каталитического риформинга 546

5. Установки каталитического риформинга со стационарным слоем катализатора 548

6. Установки каталитического риформинга с непрерывной регенерацией катализатора 551

10.3. Каталитическая изомеризация пентан-гексановой

фракции бензинов 553

1. Теоретические основы 554

2. Основные параметры процесса 555

3. Установки изомеризации фракции НК -62 °С 556

10.4. Теоретические основы и технология каталитических гидрогенизаци - онных процессов облагораживания нефтяного сырья 559

1. Краткие сведения об истории развития гидрогенизационных процессов 559

2. Химизм, термодинамика и кинетика реакций гидрогенолиза гетероорганических соединений сырья 561

3. Катализаторы гидрогенизационных процессов

и механизм их действия ..565

10.4.4. Основы управления гидрогенизационными процессами..... 570

5. Промышленные процессы гидрооблагораживания дистиллятных фракций 573

5. Процессы гидрооблагораживания нефтяных остатков 579

9

10.5. Каталитические процессы гидрокрекинга нефтяного

сырья 583

1. Особенность химизмп и механизма реакций гидрокрекинга. Катализаторы процесса ....... 584

2. Основные параметры процессов гидрокрекинга 588

3. Гидрокрекинг бензиновых фракций 591

4. Процессы селективного гидрокрекинга 594

5. Гидродеароматизация керосиновых фракций „ 596

6. Легкий гидрокрекинг вакуумного газойля 598

7. Гидрокрекинг вакуумного дистиллята при 15 МПа .>..... 599

8. Гидрокрекинг высоковязкого масляного сырья 603

9. Гидрокрекинг остаточного сырья 604

10.5.10. Некаталитические гидротермические процессы переработки тяжелых нефтяных остатков (гидровисбрекинг, гидропиролиз, динакрекинг, донорно-сольвентный крекинг) 606

Вопросы 606

Глава П. Современное состояние и актуальные проблемы нефтепереработки

1. Краткая характеристика и классификация НПЗ 613

2. Основные принципы проектирования НПЗ 617

3. Основные принципы углубления переработки нефти и поточные схемы нефтеперерабатывающих заводов топливного профиля 622

4. Зачем и как перерабатывать нефтяные остатки в моторные топлива 632

5. Проблемы экологизации технологии в нефтепереработке 638

6. Основные тенденции и современные проблемы

производства высококачественных моторных топлив 645

11.7. Современное состояние и тенденции развития нефтеперерабатывающей промышленности мира и России ...! 658

Вопросы 667

Рекомендуемая литература ............................. ..... .................. 669

Книга посвящается светлой памяти моих учителей: выдающихся ученых-профессоров ГАНГ им. акад. И.М.Губкина: Иосифа Львовича Гуревича (1901— 1968), Екатерины Владимировны Смидович (1910— 1993), Николая Ивановича Черножукова (1894—1971) — авторов предыдущих учебников по технологии нефти и газа, и профессора Загидуллы Исхаковича Сюняева (1992—2001) — моего научного руководителя по кандидатской и докторской диссертациям, автора многих монографий и учебных пособий по глубокой переработке нефти

ПРЕДИСЛОВИЕ

После выхода в свет учебника «Технология переработки нефти и газа» в трех частях (часть 1, Гуревич И.Л.; часть 2, Смидович Е.В.; часть 3, Черножуков Н.И.) прошло более 20 лет. За это время отече­ственная и мировая нефтепереработка претерпела значительные изменения: появились новые высокопроизводительные технологи­ческие процессы, в т.ч. глубокой переработки нефтяных остатков; широкое применение получили комбинированные технологические установки; разработаны и внедрены новые активные и селективные катализаторы; возникли новые экологические требования к качеству нефтепродуктов; в области рационального использования нефтепро­дуктов возникла новая отрасль знаний, названная химмотологией; значительно расширились теоретические представления о физико-химической сущности нефтетехнологических процессов; изменился государственно-политический строй бывшего СССР. В этой связи возникла необходимость подготовки нового учебного пособия, отра­жающего современный научно-технический уровень развития ми­ровой и отечественной нефтепереработки.

В отличие от предыдущих устаревших изданий в данном посо­бии нефтетехнологические процессы рассматриваются в соответ­ствии с научно обоснованной их классификацией: сначала фи-шческие процессы (первичной переработки нефти и процессы мас­ляных производств), далее химические процессы в следующей пос­ледовательности: термодеструктивные, затем каталитические, раз-

11

личающиеся по типу китали:ш (гомолитические, гетеролитические и полифункциональные). Причем для всех изучаемых техно­логических процессов излагаются как теоретическиедак и техно­логические основы.

Учебное пособие «Технология глубокой переработки нефти и газа» предназначено для студентов высших учебных заведений по специальности 25.04.00 «Химическая технология топлива и углерод­ных материалов», а также для студентов других специальностей, изу­чающих курс технологии переработки нефти и газа. Книга будет по­лезна для повышения квалификации инженеров-технологов, для под­готовки бакалавров, магистров и кандидатов наук, для сотрудников научно-исследовательских и проектных институтов в области неф­тепереработки.

Для удобства изучения в предлагаемой книге представлены лишь принципиальные технологические схемы промышленных процессов, в которых отсутствуют сложные схемы обвязки теплообменных ап­паратов, не показаны насосы, компрессоры, промежуточные емкос­ти, приборы контроля и автоматизации. Для более подробного озна­комления с технологическими схемами типовых промышленных процессов нефте- и газопереработки рекомендуем следующую ли­тературу: Справочник нефтепереработчика / Под ред. Г.А. Ластов-кина, Е.Д. Радченко и М.Г. Рудина. М.: Химия, 1988; Альбом техно­логических схем процессов переработки нефти и газа / Под ред. Б.И. Бондаренко. М.: Химия, 1983.

Кроме приведенного в конце учебного пособия перечня литера­туры, студентам рекомендуется систематически просматривать жур­налы «Химия и технология топлива и масел» и «Нефтепереработка и нефтехимия», «Нефть и газ», «Нефть России», «ТЭК России» и др.