
- •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
Срсп №6. Процесс коксования нефтяного сырья
Назначение процесса коксования – получение нефтяного кокса и дистиллята широкого фракционного состава.
В качестве сырья для нефтяного кокса могут быть использованы отбензиненные нефти; остатки первичной переработки – мазуты, полугудроны, гудроны; продукты вторичног происхождения – крекинг-остатки, тяжелые газойли каталитического крекинга, смолы пиролиза, а также природные асфальтены и остатки масляного производства (асфальты, экстракты).
В жидкофазных термических процессах возможно образование кокса – твердого вещества с высоким содержанием углерода, нерастворимого в бензоле. Кокс состоит из карбенов – веществ, нерастворимых в бензоле, но растворимых в сероуглероде, и карбоидов, нерастворимых во всех растворителях. Атомное соотношение С : Н в коксе составляет 2-4. Плотность кокса 1,4-1,5. Содержание карбенов в коксе очень невелико – обычно не более 2% и тем ниже, чем выше температура образования кокса. Карбены являются высокомолекулярными веществами. Карбоиды являются сшитым трехмерным полимером, значительная часть атомов углерода которого находится в конденсированных ареновых структурах.
Образование кокса происходит в результате ряда последовательных реакций конденсации, дающих продукты с увеличивающейся молекулярной массой и ароматизованностью по схеме:
Углеводороды смолы асфальтены кокс
Термическое разложение асфальтенов, выделенных из нефти или продуктов ее переработки, протекает при атмосферном давлении в токе инертного газа непосредственно с образованием кокса без промежуточных стадий и может быть описано уравнением:
асфальтены кокс + легкие продукты
Для нативных нефтяных асфальтенов выход кокса составляет 50-60%, а для более ароматизованных, выделенных из продуктов деструктивного происхождения – 75-80%.
Влияние температуры на ход и результаты медленного коксования многообразно. Например, при повышении температуры количество продуктов, остающихся в жидкой фазе и подвергающихся полному разложению, уменьшается, и выход кокса снижается.
Повышение температуры в камере снижает вязкость коксуещегося продукта, и вспучивание уменьшается. Кроме того, при этом сокращается период накопления асфальтенов в жидкой фазе до достижения пороговой концентрации коксообразования, снижается срок заполнения камеры коксом и увеличивается деструкция первично образующегося кокса, что уменьшает содержание в коксе продуктов, выделяющихся при его прокаливании.
Давление в коксовой камере вместе с температурой определяет долю сярья, остающегося в жидкой фазе, и в результате влияет на выход кокса. Обычно давление в камере порядка 0,2-0,3 МПа и изменение его несущественно.
Качество сырья влияет на выходы продуктов, их качество и ход технологического процесса. Выход кокса тем выше, чем больше в сырье асфальтенов и выше его ароматизованность.
Высококачественный кокс может быть получен из дистиллятного высокоароматизованного сырья.
В результате коксования кроме нефтяного кокса получают газ, бензин, средние и тяжелые коксовые дистилляты.
Выход кокса из остатков первичной переработки нефти составляет 15-25% масс., из вторичных продуктов – 30-35% мас.
Вместе с коксом образуется значительное количество ценных жидких и газообразных продуктов. Их суммарный выход достигает 70% в расчете на исходное сырье.
Газы замедленного коксования по углеводородному составу близки к газу термического крекинга и могут служить сырьем для нефтехимического синтеза.
Бензин коксования имеет низкое качество (октановое число 60-67, содержание серы 1-2%), поэтому перед использованием требуется его предварительное облагораживание. Целесообразно подвергать его гидроочистке и каталитическому риформингу. Большое содержание в бензинах коксования непредельных углеводородов (37-60%) делает их весьма ценным сырьем для нефтехимических производств (оксосинтез).
Керосино-газойлевая фракция используется в качестве компонентов газотурбинного и моторного топлива, сырья для каталитического крекинга и для производства сажи.
Контрольные вопросы
Что такое нефтяной кокс?
Влияние технологических параметров на образование нефтяного кокса.
Продукты, получаемые при коксовании.
Литература
1. Р.З.Магарил. Теоретические основы химических процессов переработки нефти. 1985.
2. В.Н.Эрих, М.Г.Расина, М.Г.Рудин. Химия и технология нефти и газа. 1977.
3. Е.В.Смидович. Технология переработки нефти и газа. Ч.II, М., 1980.