Комплекс по предмету “химия нефти и природного газа

Первичная переработка, то есть прямая перегонка (ректификация) рассматривается в теме "Природные источники углеводородов". Рассмотрим подробнее методы вторичной промышленной переработки нефти.

Термические процессы: термический крекинг, коксование

Термический крекинг - высокотемпературная переработка нефти и ее тяжелых фракций с целью получения продуктов с более короткой углеводородной цепью и меньшей молекулярной массой.
Расщепление молекул углеводородов протекает при высокой температуре (470−5500C) и повышенном (3-7 МПа) или пониженном (0,03-0,60 МПа) давлении. Процесс протекает медленно, при этом образуются преимущественно углеводороды с неразветвленной цепью. Промышленный термический крекинг проводится в специальных установках - реакторах:

Таким образом, продуктами термического крекинга являются:

• 
  легкие моторные и котельные топлива,
  
• 
  непредельные углеводороды,
  
• 
  высокоароматизированное сырье,
  
• 
  нефтяной кокс.
  

Однако, продукты термического крекинга содержат значительно больше олефинов и меньше ароматических углеводородов и соединений с разветвленными цепями. Поскольку в бензине, полученном в результате термического крекинга, наряду с предельными углеводородами, содержится много непредельных углеводородов, то такой бензин обладает большей детонационной стойкостью, чем бензин прямой перегонки. Но, в то же время, повышенное содержание непредельных углеводородов делает бензин менее устойчивым при хранении, поскольку непредельные углеводороды легко окисляются и полимеризуются. При сгорании такого бензина могут засориться различные части двигателя.

Химические реакции при термическом крекинге протекают по свободно-радикальному механизму, сопровождающемуся гомолитическим разрывом одинарных связей, и носят цепной характер

Это приводит к образованию двойной связи в одном из продуктов реакции:

Коксование — разновидность глубокого термического крекинга, предусматривающая разложение при высокой температуре без доступа воздуха твердых и жидких горючих ископаемых с образованием летучих веществ и твердого остатка - кокса.
Коксование нефтяного сырья предусматривает его глубокий термический крекинг, при 450−5400C Сырьем для коксования служат тяжелые остатки прямой перегонки нефти, крекинга и пиролиза.
При коксование происходят процессы деструкции (разрушения) и циклизации, конденсации и поликонденсации углеводородов, а также глубокого уплотнения высокомолекулярных соединений. При этом образуются газообразные, жидкие и твердые продукты:

• 
  углеводородные газы;
  
• 
  жидкие дистиллятные (бензиновые) фракции;
  
• 
  керосино-газойлевые фракции;
  
• 
  углеродистый остаток - коксовый "пирог"