Комплекс по предмету “химия нефти и природного газа

Термическая обработка газов крекинга
Современная технология нефтепереработки направлена в основном на максимальное получение бензинов. Поэтому после прямой отгонки бензиновых фракций остаточные продукты подвергаются термической обработке (крекингу) с целью получения дополнительных ресурсов бензина. Наряду с получением целевого продукта — бензина — образуются более легкие продукты расщепления — газообразные углеводороды непредельного характера. К наиболее легким углеводородам принадлежит интересующий нас этилен. Суммарное количество газов и содержание в них этилена зависит от условий термической обработки. При обычном термическом крекинге (400—450° С) количество крекинг-газа от взятого нефтепродукта составляет 7%, а при каталитическом — около 20%. Количество этилена от массы всех газов - 2%. Термическая обработка нефти, протекающая при значительно более высокой температуре (пиролиз, порядка 700 С), дает выход газов до 40%, этилена в них до 19—20%. 
Важное значение достижения высоких выходов в том случае, когда сырьем для получения газа синтеза является каменный уголь, следует из того обстоятельства, что затраты на получение очищенного газа синтеза в этом случае составляют 60—70% стоимости продуктов синтеза. Данные табл. 188 указывают также, что в процессе с железным катализатором можно, изменяя температуру, в широких пределах изменять фракционный состав получаемых продуктов. В таблице охарактеризованы также и методы приготовления катализатора и способы применения его в различных процессах. Тяжелое масло и парафин, получаемые в процессе синтеза при сравнительно низких температурах, порядка 240—280°, содержат мало циклических углеводородов и легко могут быть превращены в дизельное топливо посредством мягкого термического крекинга. Октановые числа бензинов синтеза над железным катализатором могут быть повышены на 6—10 пунктов в результате обработки этих бензинов бокситом при 280—300°, Температура застывания дизельных топлив, получаемых непосредственно при синтезе из окиси углерода и водорода, у всех образцов, кроме одного, выше 0°, Сообщается, что в процессе с рециркуляцией горячего газа получается дизельное топливо с температурой застывания —25°. 
Термическая обработка газов крекинга
 
Наиболее естественным для процессов нефтепереработки является использование так называемых технологических группировок. Можно, например, считать индивидуальными реагирующими веществами бензиновую фракцию, газ, мазут и т. п. Такой прием впервые был использован при кинетической обработке процессов термического и каталитического крекинга и оказался весьма плодотворным (см. гл. X). Термическая обработка сужает спектр кислотных центров, при чем в большей степени число слабокислотных центров. В отличие от этого термопаровая обработка в первую очередь воздействует на сильнокислотные центры. При крекинге нефтяных фракций конверсия зависит от общей кислотности. Рост доли сильных центров приводит к увеличению выхода газа и кокса, рост доли средней силы центров, наоборот, способствует увеличению выхода бензина и селективности катализатора. 
В процессе изучения влияния условий старения на активность катализатора было установлено, что при этом изменяется и его селективность — на образцах катализаторов, после их термической и термопаровой обработки, при крекинге образуются более непредельные продукты, выход кокса и газа уменьшается в большей степени, чем выход бензина. В работе такое изменение селективности объясняется наличием на поверхности катализатора по крайней мере двух видов активных центров. Одни из них ответственны за реакции крекинга, и в процессе термической или термопаровой обработки их число на единицу поверхности катализатора не меняется. Другие катализируют реакцию перераспределения водорода, и при спекании катализатора их свойства и число активных центров на единицу поверхности существенно изменяются. 

Увеличение содержания натрия в катализаторе вызывает почти полное падение активности, что приводит к резкому уменьшению выхода бензина, газа и кокса. Относительные выходы продуктов крекинга при этом не изменяются, а кислотность катализатора резко падает. Удельная поверхность, объем и радиус пор катализатора при содержании натрия на катализаторе более 0,2 вес. % уменьшаются. По данным ,при содержании натрия на катализаторе более 0,5% уменьшение удельной поверхности становится значительным. При наличии на катализаторе 0,7% натрия удельная поверхность катализатора уменьшалась на 10% после 20 ч пропаривания при 677°С.

Удобным методом является получение газов путем термического разложения (крекинга) аммиака, протекающего по реакции 2 МНз-> —> N24-ЗНг. Для уменьщения взрывоопасности производят частичное или, в случае необходимости, более полное выжигание водорода, добавляя к полученной смеси воздух и пропуская ее после этого над раскаленным тонкодисперсным катализатором (железо, никель, палладий или платина). Далее производится освобождение от паров воды, например, конденсацией или пропусканием газа через специальные водопоглотительные смеси. В результате такой обработки получают газ, состоящий на 85—95% из азота с небольшим содержанием (15—5%) водорода.