
- •Содержание
- •Глоссарий 7
- •Конспект лекционных занятий
- •3. Практические занятия
- •4. Лабораторные занятия
- •5. Самостоятельная работа студентов
- •7 Экзаменационные вопросы 181
- •8 Технические средства обучения 182
- •Список рекомендуемой литературы 182
- •1. Глоссарий
- •2 Конспект лекционных занятий модуль 1 Лекция № 1. Перспективы развития технологии органических веществ (2 часа)
- •0,5 О2 носн2-сн2он
- •О носн2-сн2nh2
- •Лекция № 2. Физико-химические основы термического крекинга
- •Лекция № 3. Физико-химические основы каталитического крекинга
- •Лекция № 4. Физико-химические основы каталитического риформинга
- •Лекция № 5. Физико-химические основы гидрогенизационных процессов
- •Лекция № 7. Химизм и механизм технологических процессов переработки нефтяных газов
- •Лекция № 8 Технологическое оборудование и технологическое оформление основных аппаратов процессов переработки органических веществ
- •Лекция № 10 Теоретические основы очистки нефтяных фракций
- •Лекция № 11 Адсорбционные и каталитические методы очистки
- •Лекция № 12 Очистка с применением избирательных растворителей
- •Лекция № 13 Депарафинизация масел и дизельных фракций
- •3. Практические занятия
- •Практическое занятие №1
- •Тема: Расчетные методы определения физико-химических свойств
- •И состава нефти и нефтепродуктов
- •Задачи для решения
- •Практическое занятие №2 Тема: Расчетные методы вычисления материального баланса процесса термического крекинга
- •Составление материального баланса
- •Задачи для решения
- •Практическое занятие №3 Тема: Составление материального баланса процесса каталитического крекинга
- •Задачи для решения
- •Практическое занятие №4 Тема: Составление материального баланса процесса каталитического риформинга
- •Задачи для решения
- •Практическое занятие №5 Тема: Расчетные методы вычисления материального баланса гидрогенизационных процессов
- •Задачи для решения
- •Практическое занятие №6 Тема: Расчетные методы вычисления материального баланса процесса полимеризационных процессов
- •Задачи для решения
- •Практическое занятие №7 Тема: Задачи и упражнения по составлению уравнений химических реакций, протекающих при алкилировании и изомеризации с указанием механизма ее протекания
- •Задачи для решения
- •Практическое занятие №8 Тема: Технологический расчет основных аппаратов установок переработки органических веществ
- •Число тарелок
- •Практическое занятие №9 Тема: Приближенные методы построения линии однократного испарения (ои)
- •Задачи для решения
- •Практическое занятие №10 Тема: Решение задач по теоретическим основам процесса очистки нефтяных фракций
- •Задачи для решения
- •Практическое занятие №11 Тема: Решение задач по депарафинизации нефтяных фракций
- •Задачи для решения
- •Практическое занятие №12 Тема: Решение задач по закономерностям получения гомогенных растворов
- •Задачи для решения
- •4. Лабораторные занятия лабораторная работа №1 Тема: Термический крекинг (пиролиз) углеводородов и составление материального баланса опыта
- •Описание установки и методика проведения работы
- •Лабораторная работа №2 Тема: Каталитический крекинг углеводородов и составление материального баланса опыта
- •Проведение работы
- •Оформление результатов работы
- •Методика проведения эксперимента
- •Приготовление алюмохромового оксидного катализатора
- •Методика выполнения работы
- •Лабораторная работа №5 Тема: Полукоксование
- •Описание установки и методика проведения работы
- •Лабораторная работа №6 Аппараты установок термических и каталитических процессов. Тема: Методы разделения и анализа продуктов реакций
- •Методика проведения работы
- •Методика проведения работы
- •Лабораторная работа №7 Тема: Разгонка нефти на ректификационном аппарате
- •Лабораторная работа №8 Тема: Очистка сырой нефти от влаги и механических примесей
- •Определение сухого остатка
- •Методика определения
- •Прокаленный остаток
- •Методика определения
- •Лабораторная работа №9 Тема: Депарафинизация бензиновой фракции карбамидным методом
- •Методика определения
- •Лабораторная работа №10 Тема: Адсорбционная очистка масляных дистиллятов
- •Порядок выполнения работ
- •5. Самостоятельная работа студентов под руководством преподавателей (срсп) срсп №1. Реакционная способность органических соединений. Электронные эффекты
- •Срсп № 2. Классификация органических реакций
- •Срсп № 3. Характеристика основных механизмов реакций органических соединений
- •Срсп № 4. Образование пироуглерода и сажи
- •Срсп №5. Термические превращения углеводородов в жидкой фазе
- •Срсп №6. Процесс коксования нефтяного сырья
- •Срсп №7. Кислотный катализ
- •Реакции карбкатионов
- •Срсп №8. Классификация каталитических реакций и катализаторов
- •Энергия активации каталитической реакции
- •Срсп №9. Кинетика газофазных реакций в присутствии твердых катализаторов
- •Срсп №10. Теоретические основы подготовки и переработки газообразного сырья
- •6. Самостоятельная работа студентов срс
- •7 Экзаменационные вопросы
- •8 Технические средства обучения
- •Список рекомендуемой литературы
- •9.1 Основная литература
- •9.2 Дополнительная литература
Лабораторная работа №2 Тема: Каталитический крекинг углеводородов и составление материального баланса опыта
Цель работы. Провести каталитический крекинг керосина. Определить выход бензина, тяжелых фракций и газообразных продуктов.
Оборудование и материалы
1. Электропечь.
2. Железная трубка с катализатором.
3. Бюретка на 50 или 100 мл.
4. Аллонж.
5. Приемник-колба на 200—250 мл.
6. Градуированный газометр.
7. Прибор для разгонки продуктов крекинга.
8. Стеклянные и резиновые трубки, пробки.
Проведение работы
Крекинг проводится в приборе, изображенном на рисунке 2. Керосин подается из бюретки 1 в железную трубку с катализатором, обогреваемую электропечью 6.
Рисунок 2 - Каталитический крекинг нефтепродуктов:
1 — бюретка с нефтепродуктом; 2 — трубка с катализатором; 3 — электропечь; 4 — приемник для жидких нефтепродуктов; 5 — охлаждающая смесь; 6 — газометр для приема газообразных нефтепродуктов; 7 — кран для выпуска воды; 8 — термопара; 9 — пирометр
Жидкие продукты крекинга собираются в приемнике 4, помещенном в охлаждающую смесь, газообразные продукты поступают в газометр 6.
Для работы пользуются керосином, не содержащим непредельных углеводородов. Непредельные соединения в керосине обнаруживают бромной водой.
Для очистки от непредельных соединений наливают 100—200 мл керосина в делительную воронку и сильно встряхивают в течение "> мин с 15—20 мл концентрированной серной кислоты; при этом воронку нужно время от времени переворачивать и открывать кран для удаления газообразных продуктов реакции. Отстоявшийся нижний слой выпускают из воронки и очистку повторяют с новой порцией серной кислоты. Керосин очищают щелочным раствором перманганата калия и промывают водой. Для удаления воды в керосин добавляют безводный хлорид кальция, встряхивают в течение 10—15 мин и фильтруют через складчатый фильтр.
Катализатор, употребляемый для проведения крекинга, готовится из окислов алюминия и кремния. Из природных соединений пригодны хорошие сорта глин, не содержащие по возможности примесей. Для очистки глину перемешивают с соляной кислотой, разбавленной в отношении 1 : 1, и смесь выдерживают в течение нескольких дней. Соляную кислоту и соли отмывают водой декантацией, а затем на воронке Бухнера. Промытую глину подсушивают на воздухе, а потом в сушильном шкафу при 150—200 °С, смешивают с асбестом и загружают в реактор. В качестве катализатора можно также применить обожженную глину в виде кусочков размером 3—4 мм или битый кирпич.
Установку проверяют на герметичность. Для этого открывают кран 7 для выпуска воды, конец резинового шланга необходимо держать ниже уровня газометра на 10—15 см. При герметичности прибора вода не будет выливаться из шланга. Если же он будет опущен значительно ниже, то в системе создается значительное разрежение и в таких условиях герметичность прибора трудно поддержать.
Убедившись в герметичности прибора, нагревают электропечь до 600 °С. Воздух выпускают в атмосферу. Присоединяют газометр, открывают кран 7 и впускают керосин по 2—3 капли в 1 сек. Когда через трубку пройдет 50—80 мл керосина, печь выключают и проводят разгонку продуктов крекинга. Замеряют объем жидких продуктов и переливают их в колбу, соединенную с холодильником. Дистиллят собирают в мерный цилиндр. Замеряют объем полученного бензина (выкипающего до 170 °С) и тяжелых фракций (выкипающих от 170 до 230 °С). Для сравнения проводят разгонку керосина. В полученном продукте всегда имеются непредельные соединения, наличие которых доказывается реакцией с бромной водой.
Объем газообразных продуктов крекинга определяется по уровню воды в газометре или по объему воды, вытекающей из газометра.
В газообразных продуктах крекинга также содержатся непредельные углеводороды. Для их обнаружения газ собирают из газометра в цилиндр с водой, добавляют немного бромной воды и, закрыв цилиндр стеклом, встряхивают.
Во время работы на катализаторе накапливается кокс, поэтому после 3—4 опытов катализатор нужно заменить или выжечь кокс. Для выжигания кокса печь нагревают до 800 °С, трубку присоединяют к газометру или к водоструйному насосу и в течение 15—20 мин через трубку пропускают слабый ток воздуха.
Крекинг можно вести и при более высокой температуре, например при 650—700 °С. В этом случае количество газообразных продуктов увеличивается.