- •Р.З. Магарил Теоретические основы химических процессов переработки нефти
- •Термические процессы переработки нефти……………. 36
- •2. Основы теории газофазных термических реакций углеводородов……….. 36
- •3. Термические превращения углеводородов в газовой фазе 54
- •12. Гидрокрекинг…………………………………………………………….244
- •1 Введение. Химический состав нефтей
- •1.1. Фракционный состав нефтей
- •1.2. Бензиновые фракции
- •1.2.3. Циклоалканы
- •Гетероатомные соединения
- •1.2.6. Влияние химического состава бензинов на их антидетонационные свойства
- •1.8. Фракции легкого газойля
- •Групповой и структурно-групповой состав
- •Циклоалканы
- •1.3.4. Арены
- •1.3.5. Гетероатомные соединения
- •1.3.6. Влияние химического состава на некоторые свойства газойлей
- •1.4. Масляные фракции
- •Циклоалканы
- •1.4.3. Арены
- •1.4.4. Гетероатомные соединения
- •1.5. Гудроны
- •Групповой состав
- •Циклоалканы
- •I. Термические процессы переработки нефти
- •2. Основы теории газофазных термических реакций углеводородов
- •2.1. Молекулярные реакции
- •2.2. Термический распад молекул на радикалы
- •2.3. Бимолекулярное образование радикалов
- •2.4. Реакции радикалов
- •2.4.1. Замещение (отрыв атома водорода)
- •2.4.2. Присоединение
- •2.4.3. Распад
- •2.4.4. Изомеризация
- •2.5. Соотношение скоростей реакций радикалов
- •2.6. Цепные реакции
- •2.6.1. Термины теории неразветвленных реакций
- •2.6.2. Кинетика неразветвленных реакций
- •2.6.3. Влияние продуктов реакции на ее кинетику
- •2.7. Радикальные нецепные реакции
- •3. Термические превращения углеводородов в газовой фазе
- •3.1. Алканы
- •3.2. Циклоалканы
- •8.3. Алкены
- •3.3.3. Алкены с четырьмя и более атомами углерода в молекуле
- •8.4. Диены, триены и алкины
- •3.6. Сложные углеводородные смеси
- •3.7. Образование пироуглерода
- •3.8. Основы управления процессом пиролиза
- •3.8.1. Температура
- •3.8.2. Давление
- •3.8.4. Сырье
- •8.8.5. Особенности пиролиза в присутствии водорода
- •4. Термические превращения углеводородов в жидкой фазе
- •Концентрация реагирующих веществ
- •Клеточный эффект
- •4.1.3. Влияние сольватации
- •4.2. Образование нефтяного кокса
- •4.3. Основы управления процессами термической переработки нефтяного сырья при наличии жидкой фазы
- •4.3.1. Замедленное коксование
- •4.3.2. Коксование в слое теплоносителя
- •4.3.3. Термический крекинг
- •4.3.4. Производство окисленных битумов
- •II. Каталитические процессы переработки нефти
- •5. Основы технического катализа
- •5.1.2. Классификация каталитических реакций и катализаторов
- •Гомогенный и гетерогенный катализ
- •Активность и селективность катализаторов
- •5.1.5. Стабильность катализаторов
- •5.2. Кинетика газофазных реакций
- •Реакции на пористом катализаторе
- •5.4. Реакции на твердом катализаторе при наличии жидкой фазы
- •5.5. Реакции, катализируемые жидким катализатором
- •5.6. Кислотный катализ
- •5.6.1. Кислоты и сила кислот
- •5.6.3. Функция кислотности и скорость реакции
- •5.6.4. Влияние среды на кинетику реакций с участием ионов
- •5.6.5. Свойства карбкатионов
- •6. Алкилирование изоалканов алкенами
- •6.1. Термодинамика и механизм процесса
- •6.2. Основы управления процессом
- •6.2.2. Сырье
- •6.2.3. Температура
- •6.2.4. Содержание изобутана
- •6.2.5. Контакт между фазами и время реакции
- •6.2.6. Давление
- •7. Полимеризация алкенов с целью получения компонента бензина
- •7.1. Термодинамика и механизм процесса
- •7.2.1. Катализатор
- •Температура
- •Давление
- •7.2.4. Сырье
- •8.1.1. Алканы
- •8.1.2. Циклоалканы
- •8.1.3. Алкены
- •8.1.4. Арены
- •8.2. Катализаторы
- •8.2.1. Природные активные алюмосиликатные катализаторы
- •8.2.2. Синтетические аморфные алюмосиликатные катализаторы
- •8.2.3. Синтетические кристаллические алюмосиликатные катализаторы
- •8.2.4. Свойства катализаторов
- •8.3. Основы управления процессом
- •8.3.1. Температура
- •8.3.2. Время реакции
- •8.3.3. Кратность циркуляции катализатора
- •8.3.4. Давление
- •8.3.5. Сырье
- •8.4. Регенерация катализаторов
- •9. Изомеризация нормальных алканов
- •9.1. Термодинамика и механизм реакции
- •9.2. Катализаторы и режим процесса
- •9.2.1. Давление при изомеризации на бифункциональных катализаторах
- •9.2.2. Время реакции
- •9.3. Сырье
- •10. Каталитический риформинг
- •10.1. Термодинамика и механизм процесса
- •10.1.1. Циклоалканы
- •10.1.2. Алканы
- •10.1.3. Арены
- •10.2. Катализаторы
- •10.3. Основы управления процессом
- •10.3.2. Температура
- •10.3.3. Общее давление и парциальное давление водорода
- •10.3.4. Объемная скорость подачи сырья
- •11. Гидроочистка
- •11.1. Химизм, термодинамика и кинетика процесса
- •11.2. Катализаторы
- •11.3. Основы управления процессом
- •11.3.1. Температура
- •11.3.2. Общее давление и парциальное давление водорода
- •II.3.3. Сырье
- •12. Гидрокрекинг
- •12.1. Химизм и кинетика процесса
- •12.1.1. Алканы
- •12.1.2. Циклоалканы
- •12.1.3. Арены
- •12.1.4. Кинетика реакций гидрокрекинга
- •12.2. Основы управления процессом
- •12.2.1. Катализаторы
- •12.2.2. Давление
- •12.2.3. Температура
- •12.2.4. Объемная скорость подачи сырья и удельная циркуляция водородсодержащего газа
- •12.3. Селективный гидрокрекинг неразветвленных алканов
- •12.4. Каталитическое гидродеалкилирование аренов
1.3.6. Влияние химического состава на некоторые свойства газойлей
При применении газойлей в качестве дизельного топлива наиболее важными их характеристиками являются цетановое число и температура застывания. Поскольку наибольшими цетановыми числами и температурами застывания обладают нормальные алканы, эти характеристики в определенной степени антибатны.
ТАБЛИЦА 1.15. Структурно-групповой состав и свойства газойлей (200-350°С) некоторый нефтей
Нефть |
Цетановое число |
Темпаратура застывания,°С |
СП |
СH |
CA |
K0 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ТАБЛИЦА 1.16. Групповой и структурно-группввой состав масляных фракций
Нефть, фракции °С |
Групповой состав, % |
Структурно-групповой состав |
|
||||||||||||||||||||
|
алканы и циклоалканы |
арены |
число колец в средней молекуле |
содержание атомов углерода, % |
Содержание парафина,%
|
||||||||||||||||||
|
|
всего |
<1,53 |
>1,53 |
общее |
ареновых |
цнклоалкановых |
В ареновых кольцах |
в цикло-алкановых кольцах |
в алкановых цепях |
|
||||||||||||
Ромашкинская |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
350-400 |
60 |
40 |
14 |
26 |
1,57 |
0,72 |
0,85 |
20 |
21 |
59 |
13 |
||||||||||||
400-450 |
51 |
49 |
19 |
30 |
1,94 |
1,13 |
0,81 |
24 |
13 |
63 |
14 |
||||||||||||
450-500 |
46 |
54 |
16 |
38 |
2,43 |
1,58 |
0,85 |
27 |
9 |
64 |
12 |
||||||||||||
Туймазинская |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
350—400 |
60 |
39 |
18,3 |
20,7 |
1,19 |
0,77 |
0,42 |
21 |
11 |
68 |
12 |
||||||||||||
400—450 |
57 |
41 |
16,0 |
25,0 |
1,30 |
0,96 |
0,34 |
22 |
9 |
69 |
11 |
||||||||||||
450—500 |
51 |
46 |
17,5 |
28,5 |
1,45 |
1,24 |
0,21 |
24 |
5 |
71 |
9 |
||||||||||||
Узеньская (XV горизонт) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
350 — 400 |
86 |
14 |
5 |
9 |
1,09 |
0,30 |
0,79 |
10 |
20 |
70 |
35 |
||||||||||||
400—450 |
86 |
14 |
6 |
8 |
1,37 |
0,40 |
0,97 |
9 |
21 |
70 |
43 |
||||||||||||
450—500 |
82 |
18 |
7 |
И |
1,80 |
0,47 |
1,33 |
10 |
21 |
69 |
45 |
||||||||||||
Западно-сургутская (Бх) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
350-400 |
59 |
41 |
15 |
26 |
1,97 |
0,60 |
1,37 |
16 |
29 |
55 |
11 |
||||||||||||
400-450 |
52 |
48 |
19 |
29 |
2,29 |
0,90 |
1,39 |
23 |
23 |
54 |
5 |
||||||||||||
450—490 |
47 |
53 |
20 |
33 |
2,72 |
1,17 |
1,55 |
26 |
23 |
51 |
5 |
||||||||||||
Губкинская |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
350—400 |
69 |
31 |
10 |
21 |
1,92 |
0,64 |
1,28 |
17 |
25 |
58 |
14 |
||||||||||||
400—450 |
65 |
35 |
14 |
21 |
2,15 |
0,95 |
1,20 |
21 |
17 |
62 |
16 |
||||||||||||
450-500 |
60 |
40 |
15 |
25 |
2,61 |
1,17 |
1,44 |
22 |
17 |
61 |
11 |
||||||||||||
Самотлорская |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
350—400 |
56 |
44 |
21 |
23 |
2,00 |
0,78 |
1,22 |
21 |
24 |
54 |
3 |
||||||||||||
400—450 |
46 |
54 |
19 |
35 |
2,42 |
1,00 |
1,42 |
23 |
24 |
53 |
5 |
||||||||||||
450—500 |
36 |
64 |
20 |
44 |
2,98 |
1,20 |
1,78 |
24 |
24 |
52 |
6 |
||||||||||||
Допуская некоторое упрощение, нефти можно разбить на две группы: 1) содержащие фракции 200—350°С с цетановым числом 50 и выше и температурой застывания — 30°С и выше; 2) содержащие фракции 200—350°С с цетановым числом 45 и ниже и температурой застывания — 50 °С и ниже.
Ко второй группе относятся нефти, газойли которых почти не содержат нормальных алканов, мало — изоалканов и отличаются высокой концентрацией циклоалканов. В наибольшей степени в этой группе выделяются нефти типа троицко-анастасиевской.
Из данных табл. 1.15 видно, что существует вполне определенная корреляция в структурно-групповых характеристиках газойлей и их цитановых числах и температурах застывания. С увеличением содержания углерода в алкановых цепях и уменьшением цикличности средней молекулы возрастает цетановое число. При увеличении содержания углерода в ареновых кольцах цетановое число снижается.