
- •Раздел I. Общие сведения о нефти
- •1.2. Неорганическая концепция
- •Глава 2. Общие свойства нефтей
- •2.1. Физические свойства
- •2.2. Классификация нефтей
- •2.3. Химические элементы и соединения в нефтях
- •2.3.1. Углеводородные соединения
- •2.3.2. Гетеросоединения
- •2.4. Производные нефтей
- •Глава 3. Природный и попутный нефтяной газы
- •Раздел II. Химия нефти
- •Глава 4. Общая характеристика органичесеих соединений и органических химических реакций
- •4.1. Классификация органических соединений
- •4.2. Изомерия органических соединений
- •4.3. Классификация органических реакций
- •Глава 5. Предельные углеводороды
- •5.1. Алканы (парафины)
- •5.2. Циклоалканы (нафтены)
- •Глава 6. Непредельные углеводороды (алкены)
- •Глава 7. Ароматические углеводороды (арены)
- •7.1. Бензол и его производные
- •7.2. Кислородсодержащие органические соединения. Фенолы
- •Глава 8. Органические соединения, содержащие серу и азот
- •8.1. Меркаптаны (тиоспирты, тиолы)
- •8.2. Гетероциклы, содержащие серу и азот
- •Раздел III. Промышленная переработка нефти
- •Глава 9. Подготовка нефти к переработке
- •9.1. Очистка от механических примесей
- •9.2. Стабилизация
- •9.3. Обезвоживание и обессоливание
- •9.3.1. Влияние солей в процессах переработки и использования нефти и нефтепродуктов
- •9.3.2. Эмульсии нефти с водой. Эмульгаторы
- •9.3.3. Основные методы обессоливания нефтей
- •Глава 10. Первичная переработка нефти
- •10.1. Законы д.П. Коновалова
- •10.1.1. Диаграммы состав-температура кипения
- •10.1.2. Дистилляция двойных смесей
- •10. 1. 3. Ректификация
- •10.1.4. Детонационная стойкость бензина
- •Глава 11. Вторичная переработка нефти
- •11.1. Крекинг
- •11.2. Риформинг
- •11.3.Алкилирование
- •Глава 12. Очистка нефтепродуктов
- •12.1. Очистка светлых нефтепродуктов
- •12.2. Очистка масляных фракций
- •Глава 13. Присадки к нефтепродуктам
- •13.1. Присадки к топливам
- •13.2. Присадки к маслам
- •Раздел IV. Физико-химические методы исследования нефтепродуктов
- •Глава 14. Нефтепродукты и их применеие
- •Глава 15. Определение физических свойств нефтепродуктов
- •15.1. Определение вязкости
- •15.2. Определение плотности
- •15.3. Определение фракционного состава
- •15.4. Определение давления паров нефтепродуктов
- •15.5. Определение температуры помутнения
- •15.6. Определение температуры застывания
- •15.7. Определение температуры плавления
- •15.8. Определение температуры вспышки
- •Глава 16. Определение химических свойств нефтепродуктов
- •16.1. Определение содержания серы
- •16.2. Содержание твердого парафина
- •16.3. Определение содержания смол
- •16.4. Определение содержания органических кислот
- •16.5. Определение стабильности бензина
- •16.5.1. Определение индукционного периода бензина
- •16.5.2. Определение йодного числа
- •16.6. Коррозионные свойства топлив и масел
- •Раздел V. Эксплуатационные свойства топлив
- •Глава 17. Оценка эксплуатационных свойств топлив
- •17.1. Прокачиваемость
- •17.2. Текучесть
- •17.3. Испаряемость
- •17.4. Воспламеняемость
- •17.5. Энергоемкость
- •17.6. Устойчивость горения
- •17.7. Склонность к нагарообразованию
- •17.8. Склонность к образованию низкотемпературных отложений
- •Глава 18. Совместимось с конструкционными материалами
- •18.1. Коррозионная активность топлив
- •18.2. Воздействие на резины и герметики
- •18.3. Противоизносные свойства
- •18.4. Охлаждающие свойства
- •18.5. Токсичность реактивных и моторных топлив
- •Раздел VI. Нефтехимия
- •Глава 19. Химическая переработка парафиновых углеводородов
- •Глава 20. Химическая переработка непредельных углеводородов
- •Глава 21. Химическая переработка ароматических и нафтеновых углеводородов
- •Раздел VII. Нефтегазовый комплекс и экология
- •Глава 22. Воздействие продуктов сгорания топлив и горючих газов на атмосферу
- •Глава 23. Воздействие нефти и нефтепродуктов на гидросферу
- •Глава 24. Некоторые способы защиты окружающей среды
- •Раздел I. Общие сведения о нефтях и горючих газах. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
- •Глава 16. Определение химических свойств нефтепродуктов.98
- •Раздел V. Эксплуатационные свойства топлив……………………………………………………………..102
- •Глава 17. Оценка эксплуатационных свойств топлив. . . . . . .102
- •Глава 18. Совместимость с конструкционными материала-
11.2. Риформинг
В ходе риформингамогут происходить дегидрирование и циклизация с образованием ароматических углеводородов. Такие процессы называютсяароматизацией.Если в ходе риформинга осуществляется присоединение водорода (гидрирование), то процессы называютсягидрориформингом.
Схема каталитического риформинга:
бензин
(фракция перегонки
нефти)риформинг
бензин.
В качестве катализаторов используют платину с добавкой рения или смесь оксидов MoO3,CoO,Cr2O3, нанесенных наAl2O3или алюмосиликаты. Эти катализаторы способствуют протеканию реакций дегидрирования, гидрирования и изомеризации.
Примеры процессов риформинга .
1. Дегидрирование.
СН2
Н2С СНСН3СН3
Н2С СН2
СН2
метилциклогексан толуол
Крекинг и одновременное гидрирование.
СН3―(СН2)11―СН3+ Н2
СН3―(СН2)5―СН3+ СН3―(СН2)4―СН3.
н-гептан н-гексан
Изомеризация.
СН3
|
СН3―(СН2)5―СН3СН3―СН―(СН2)3―СН3.
н-гептан изогептан
СН2
Н
СН2
Н2С Н2С СН2
СН3
Н2С СН2
Н2С СН2СН2
метилциклопентан циклогексан
4. Дегидроциклизация.СН3
СН3―(СН2)5―СН3
толуол
11.3.Алкилирование
Алкилированиепредставляет собой реакцию, катализируемую кислотами, при которой происходит объединение низших алканов и алкенов в высшие разветвленные углеводороды, имеющие более высокое октановое число:
СН3СН3
| |
СН3―СН + СН2=С―СН3
|
СН3
СН3 СН3
| |
СН3―С―СН2―СН―
СН3 .
|
СН3
Глава 12. Очистка нефтепродуктов
Очистка нефтепродуктов– совокупность процессов, имеющих целью освобождение нефтепродуктов от нежелательных или недопустимых в товарном продукте компонентов. К таким компонентам относятсясернистые, кислородные и азотистые соединения,а также высокомолекулярные соединения сложного химического состава, называемыесмолами.
К числу нефтепродуктов, подвергаемых очистке, относятся бензиновые, лигроиновые, керосиновые, дизельные (газойлевые) и более высококипящие масляные дистилляты, а также высоковязкие остатки от перегонки некоторых нефтей. Принято различать очистку светлыхнефтепродуктов (бензиновые, лигроиновые, керосиновые и дизельные фракции) и очистку масляных дистиллятов и остатков от перегонки.
12.1. Очистка светлых нефтепродуктов
Простейшим способом очистки является щелочная, при которой дистиллят обрабатывается водным раствором гидроксида натрия или кальцинированной соды концентрацией 10-30 % при температуре 20-30 0С. При этом из дистиллятов удаляются нафтеновые кислоты, фенолы, сероводород и меркаптаны в соответствии с реакциями:
RCOOH + NaOH → RCOONa + H2O;
ROH + NaOH → RONa + H2O;
H2S + 2NaOH → Na2S + H2O;
RSH
+ NaOH RSNa + H2O.
Удаление меркаптанов связано с некоторыми трудностями, обусловленными гидролизом образующихся меркаптидов. Поэтому очистку бензиновых фракций от меркаптанов проводят 43 % раствором щелочи, в которую в целях уменьшения гидролиза добавляют пропионовую или масляную кислоту, при этом полнота извлечения меркаптанов достигает 95-97 %.
Для керосиновых и дизельных фракций этот метод не подходит, так как в них содержатся меркаптаны с большей молекулярной массой. Более совершенной является очистка концентрированной серной кислотой (до 92 %). Помимо сернистых соединений серная кислота удаляет из дистиллятов смолистые и азотистые соединения, а также непредельные углеводороды. С последними серная кислота дает кислые или средние эфиры, которые со щелочью образуют соответствующие соли. Очищенный серной кислотой дистиллят для нейтрализации обрабатывают щелочью и промывают водой.
Основным методом удаления сернистых соединений из светлыхнефтепродуктов являетсякаталитическая гидроочистка.
RSH + H2
RH + H2S;
RSR + 2H2
2RH + H2S;
RSSR + 3H2
2RH + 2H2S.
В качестве катализаторов применяется смесь сульфидов никеля и вольфрама; используемое давление от 5 до 5,5 МПа, температура – 230-370 0С.
Процесс гидроочистки дизельныхфракций ведут обычно в жидкой фазе надAl-Co-Mo– катализатором при 4-5 МПа и 390-4200С.
Выход очищенного продукта при гидроочистке около 100 %, степень обессоливания 95-98 %.
Меркаптаны – самые нежелательные соединения в бензиновых и керосиновых фракциях. Для удаления их применяют плюмбитную очистку, благодаря которой меркаптаны переводятся в нейтральные дисульфиды:
2RSH + PbO
Pb(SR)2
PbS + RSSR.
меркаптид дисульфид
свинца
Оксид свинца регенерируется в результате следующей реакции:
2PbS + 2NaOH + 2O2 → 2PbO + Na2S2O3 + H2O
или
2RSH + Na2PbO2 → R-S-Pb-S-R + 2NaOH;
R-S-Pb-S-R + S → R-S-S-R + PbS.
Регенерация идет по реакции
4NaOH + PbS + 2O2 → Na2PbO2 + Na2SO4 + H2O.
При получении из парафинистых нефтей керосинов реактивных и дизельных топлив с низкой температурой застывания необходима депарафинизациясоответствующих дистиллятов. Наиболее современным методом депарафинизации светлых продуктов является очистка с помощью карбамида (мочевины). Он образует с парафиновыми углеводородами нормального строения нерастворимые в углеводородах комплексы, легко отделяемые от основной массы нефтепродукта декантацией (отстаиванием) или фильтрованием. После разложения комплекса горячей водой карбамид пригоден для повторного использования.