Особенности технологии термических и термокаталитических процессов. Гетерогенно-каталитическое окисление углеводородов. Термохимический метод обезвоживания нефти

деструктивная перегонка, термическое разложение, термический риформинг. Параметры процессов Т=450-900⁰С и Р= до 5 МПа(50 атм)

Термокаталитические процессы:

Каталитический кекинг (получение высококачественного бензина), каталитический риформинг(ароматизация бензиновых фракций, получение ВСГ), каталитическая изомеризация легких бензиновых фракций(повышение их ОЧ ), каталитическая изомеризация тв.парафиновых углеводородов
(с целью получения высокоиндексных изопарафиновых масел). Параметры процессов Т=440-540⁰С и Р= до 4 МПа(40 атм).

Использование катализатора позволяет вести процесс при несколько пониженных температурах, или менять направление реакции. Так, кат. Крекинг на цеолитсодержащих катализаторах осуществляют при температурах 500-540⁰С, так же, как и термический крекинг, но при очень малой длительности контакта сырья и катализатора.

Каталитический пиролиз ведут при температуре 650⁰С вместо 750-850⁰С при термическом пиролизе.

Термический крекинг осуществляют обычно при повышенном давлении (до 2-4 МПа). Повышенное давление процесса позволяет повысить производительность установок и сдвинуть реакцию в сторону снижения газообразования и образования средних жидких дистиллятов, т.е. бензина, керосина и диз. Топлива.

Все процессы, связанные с использованием водорода ведут при повышенном давлении. Так, риформинг и гидроочистку ведут при давлении от1 до 5 МПа, гидрокрекинг – от 2 до 20 МПа. При этом парциальная доля водорода в газе достигает 90%(мольн), т.е. процесс ведут в атмосфере водорода.

 
2. Гетерогенно-каталитическое окисление углеводородов

В реактор 1 первой стадии подают смесь 4—7% (об.) пропилена, 56--70 % (об.) воздуха и 25—40% (об.) водяного пара. В нем происходит главным образом окисление пропилена в акролеин при 300-400 °С Реакционные газы без разделения поступают в реактор 3 второй стадии, где поддерживается температура 250--300°С и происходит окисление акролеина в акриловую кислоту. Оба реактора выполнены в виде трубчатых аппаратов со стационарным слоем катализатора и охлаждаются расплавом солей, которые отлают свое тепло в утилизаторах 2 с получением водяного пара. Реакционные газы после реактора 3 обрабатывают водой в абсорбере 4_,  где поглощается акриловая кислота; газ сбрасывают в атмосферу.

Полученный водный раствор содержит 20—30% (масс.) акриловой, кислоты с примесью уксусной кислоты. Для выделения целевого продукта применяют экстракцию (на схеме не показана) достаточно низкокипящим органическим растворителем. Его отгоняют из экстракта и возвращают на извлечение. При ректификации остатка -получают акриловую и уксусную кислоты. Сообщается о выходе акриловой кислоты 80—85% по пропилену.

Катализаторы: Ag, Cu₂O, CuO, Co.

Механизм гетерогенно-каталитического окисления:

1)  Разрыв гомолитической связи. Реакции активации 0₂ с УВ-ми.

 Все радикалы образующиеся в процессе активации 0₂ проявляют типичные для радикалов возможности: отрыв атома Н; присоединение по = связи.

а)

 В этих процессах металл восстанавливается.

б)

2) Окисление УВ 0₂ – дом от катализатора.

Используется Ме высшей валентности.

Этот механизм назван окислительно-восстановительным. Кислород к RH поступает от оксида Me. Кислород нужен для регенерации катализатора из Co²⁺ в Со³⁺. Такие процессы удобно проводить в двух колонной установке.

3. Термохимический метод обезвоживания нефти

Термохимический метод обезвоживания нефти - ввод в систему деэмульгатора, который разрушает защитную оболочку вокруг капли воды, резко снижает ее прочность и защитные свойства, что способствует укрупнению капель воды.  Метод позволяет существенно увеличивать скорость осаждения капель. Температура процесса 60-100⁰С .

 1 –насос; 2- подогреватель; 3 – смеситель; 4 – отстойник; I –поток сырья; II – обезвоженная нефть; III – вода; IV-деэмульгатор.

Требования к деэмульгаторам:

-  не взаимодействовать с основными веществами нефти и не изменять ее свойства;

-  не вызывать коррозию аппаратуры;

-  обеспечивать высокую активность при малых расходах;

-  легко извлекаться из сточной воды;

-  не обладать токсическими свойствами;

-  быть не дорогим.

По растворимости в воде деэмульгаторы разделяют: водо-растворимые, водо-нефтерастворимые, нефтерастворимые. К водорастворимым относятся: оксиэтилируемые органические кислоты