Мұнайдың термокаталитикалық процестері
Жоспар
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
1 Әдеби шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
1.1 Мұнайдың құрамы және химиялық қасиеті ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
1.1.1 Физикалық қасиеті ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 4
2 Термиялық процестер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 6
2.1 Термиялық крекинг және пиролиз ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 6
2.1.1 Термиялық крекинг ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 11
3 Каталитикалық крекинг ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 14
3.1 Шикізат және каталитикалық крекинг ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 15
3.1.1 Каталитикалық крекинг шикізаты ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 15
3.1.2 Каталитикалық крекинг өнімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 16
4 Крекинг катализаторлары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 19
5 Каталитикалық риформинг ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 21
5.1 Шикізат және каталитикалық риформинг өнімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 27
5.1.1 Каталитикалық риформинг шикізаты ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 27
5.1.2 Каталитикалық риформинг өнімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 28
5.2 Риформинг ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 29
6 Риформинг катализаторы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 30
6.1 Катализаторлардың қасиеті және сипаты ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 30
6.2 Риформингтің өнеркәсіптік катализаторлары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 31
6.3 Катализаторларға қойылатын талаптар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 31
7 Қондырғы түрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 32
8 Тәжірибелік бөлім ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 35
8.1 Өнеркәсіптік процестердің классификациясы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 35
8.2 Керосиннің каталитикалық крекингі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 35
8.2.1 Керосиннің каталитикалық крекингі және өнімдердің физикалық қасиетің зерттеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 36
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 41
Пайдаланған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 42
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
1 Әдеби шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
1.1 Мұнайдың құрамы және химиялық қасиеті ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
1.1.1 Физикалық қасиеті ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 4
2 Термиялық процестер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 6
2.1 Термиялық крекинг және пиролиз ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 6
2.1.1 Термиялық крекинг ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 11
3 Каталитикалық крекинг ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 14
3.1 Шикізат және каталитикалық крекинг ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 15
3.1.1 Каталитикалық крекинг шикізаты ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 15
3.1.2 Каталитикалық крекинг өнімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 16
4 Крекинг катализаторлары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 19
5 Каталитикалық риформинг ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 21
5.1 Шикізат және каталитикалық риформинг өнімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 27
5.1.1 Каталитикалық риформинг шикізаты ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 27
5.1.2 Каталитикалық риформинг өнімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 28
5.2 Риформинг ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 29
6 Риформинг катализаторы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 30
6.1 Катализаторлардың қасиеті және сипаты ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 30
6.2 Риформингтің өнеркәсіптік катализаторлары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 31
6.3 Катализаторларға қойылатын талаптар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 31
7 Қондырғы түрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 32
8 Тәжірибелік бөлім ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 35
8.1 Өнеркәсіптік процестердің классификациясы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 35
8.2 Керосиннің каталитикалық крекингі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 35
8.2.1 Керосиннің каталитикалық крекингі және өнімдердің физикалық қасиетің зерттеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 36
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 41
Пайдаланған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 42
Кіріспе
Тақырыптың өзектілігі. Мұнай өнiмдері өндiрiс көлемiнiң үлкеюi, олардың ассортиментiнiң кеңейтілуi және сапасының жақсаруы - мұнай өңдейтiн өнеркәсiптiң алдында дәл қазiр қойылған негiзгi мақсат. Үлкен мән әсiресе, каталитикалық процесстерге беріледі. Жанармайлар жасауға, қазіргі талаптарға сай келетің каталитикалық крекинг, каталитикалық риформинг, гидротазарту, алкилирлеу және изомерлеу процесстерісіз өтуі мүмкін емес, ал кейбір жағдайда гидрокрекинг.
Курстық жұмыстың мақсаты – мұнайды термиялық өндеудегі физикалық сипаттамаларын анықтау.
Курстық жұмысқа негізгі міндеттер қойылады:
1) каталитикалық крекинг пен каталитикалық риформинг процестерінің негізгі ұғымдарын анықтау;
2) каталитикалық крекинг пен риформинг процестері өтетін қондырғылар мен құрылғыларды зерттеу;
3) термиялық крекинг және риформинг процестеріне қатысатын катализаторлардың сипаттамаларын талдау;
4) эксперименталдық әдіс нәтижесінде каталитикалық крекинг және риформинг процестерінің негізгі қасиеттері мен параметрлерін анықтау.
Курстық жұмыстың мазмұнын ашатын тірек сөздер: ароматтау, асфальтизат, бензин, вакуум, гидрокрекинг, гидротазалау, гудрон, дистиллят, катализатор, кокс, крекинг, мазут, мұнай, нафтенді және парафинді көмірсутектер, бензиннің октан саны, риформинг, шикізат, фракция
Курстық жұмыс барысында қысқартылған сөздер:
1) ААК – аморфты алюмосиликатты катализатор;
2) АҚШ – Америка Құрамы Штаты;
3) АМҚ – ауыр мұнай қалдықтары;
4) АПК – алюмоплатиналы катализатор;
5) ИҚ – инфрақызыл;
6) ККФ – флюид каталитикалық крекинг;
7) МТБЭ – метилтретбутил эфирі;
8) ОС – октан саны;
9) СТҚ – соңғы қайнау температурасы;
10) СГ – сутек газы;
11) ТАА – термоадсобциялық асфальтсыздандыру;
12) ЦК – цеолитті катализатор
Курстық жұмыс 8 бөлімнен, 5 суреттен, 3 кестеден және пайдаланған әдебиеттер тізімінен тұрады.
Тақырыптың өзектілігі. Мұнай өнiмдері өндiрiс көлемiнiң үлкеюi, олардың ассортиментiнiң кеңейтілуi және сапасының жақсаруы - мұнай өңдейтiн өнеркәсiптiң алдында дәл қазiр қойылған негiзгi мақсат. Үлкен мән әсiресе, каталитикалық процесстерге беріледі. Жанармайлар жасауға, қазіргі талаптарға сай келетің каталитикалық крекинг, каталитикалық риформинг, гидротазарту, алкилирлеу және изомерлеу процесстерісіз өтуі мүмкін емес, ал кейбір жағдайда гидрокрекинг.
Курстық жұмыстың мақсаты – мұнайды термиялық өндеудегі физикалық сипаттамаларын анықтау.
Курстық жұмысқа негізгі міндеттер қойылады:
1) каталитикалық крекинг пен каталитикалық риформинг процестерінің негізгі ұғымдарын анықтау;
2) каталитикалық крекинг пен риформинг процестері өтетін қондырғылар мен құрылғыларды зерттеу;
3) термиялық крекинг және риформинг процестеріне қатысатын катализаторлардың сипаттамаларын талдау;
4) эксперименталдық әдіс нәтижесінде каталитикалық крекинг және риформинг процестерінің негізгі қасиеттері мен параметрлерін анықтау.
Курстық жұмыстың мазмұнын ашатын тірек сөздер: ароматтау, асфальтизат, бензин, вакуум, гидрокрекинг, гидротазалау, гудрон, дистиллят, катализатор, кокс, крекинг, мазут, мұнай, нафтенді және парафинді көмірсутектер, бензиннің октан саны, риформинг, шикізат, фракция
Курстық жұмыс барысында қысқартылған сөздер:
1) ААК – аморфты алюмосиликатты катализатор;
2) АҚШ – Америка Құрамы Штаты;
3) АМҚ – ауыр мұнай қалдықтары;
4) АПК – алюмоплатиналы катализатор;
5) ИҚ – инфрақызыл;
6) ККФ – флюид каталитикалық крекинг;
7) МТБЭ – метилтретбутил эфирі;
8) ОС – октан саны;
9) СТҚ – соңғы қайнау температурасы;
10) СГ – сутек газы;
11) ТАА – термоадсобциялық асфальтсыздандыру;
12) ЦК – цеолитті катализатор
Курстық жұмыс 8 бөлімнен, 5 суреттен, 3 кестеден және пайдаланған әдебиеттер тізімінен тұрады.
Пайдаланған әдебиеттер
1 Пичугин А.П. «Переработка нефти», Москва, Гостоопттехиздат6 1960г. [1].
2 Смидович Е.В. «Технология переработки нефти и газа», часть вторая, Москва, «Химия»6 1968г. [2].
3 Суханов В.П. «Каталитические процессы в нефтепереработке», Москва, «Химия», 1973г. [3].
4 Орочко Д.И., Сулимов А.Д., Осипов Л.Н. «Гидрогенизационные процессы в нефтепереработке», Москва, «Химия», 1971г. [4].
5 Динков В.А. «Нефтяная промышленность вчера, сегодня, завтра», Москва, ВНИИОЭНГ 1988г. [5].
6 Справочник нефтехимика. В двух томах. /под ред. С.К. Огородникова/
– Л.: Химия, 1978. – 592 с.
7 Рябов В.Д. Химия нефти и газа. – М.: Издательство «Техника», ТУМА ГРУПП, 2004. – 288 с.
8 Мухленов И.П. Технология катализаторов. – Л.: Химия, 1989. – 272 с.
9 Производственные установки каталитического риформинга. / под ред. Г.А.Ластовкин/ - Л.: Химия, 1984. – 232 с.
10 Комаров B.C., Степанов Е.А. Алюмосиликатные катализаторы, их «Кинетика и катализ» 1984, «Химия и технология кислотные и каталитические свойства. Вест. АН СССР, Сер. Химия, 1976, №3, 5-32с.
11 Справочник, т. 1 – 3, М.: 1960. 378 с.
12 Годовиков А.А., Минералогия, М., 1975. 587 с.
13 Суханов В.П., Каталитические процессы в нефтепереработке, 3 изд.,
М., 1979. 321 с.
14 В.Н. Эрих, Расина М. Г., Рудин М. Г. Химия и технология нефти и газа, 3 изд., Л., 1985.
15 Омарәлиев Т.Ө. Мұнай мен газдан отын өндіру арнайы технологиясы. –
Астана.: «Фолиант», 2005. – 360 б.
16 Пугач И.А., Злотников М.Л. и др. Каталитический крекинг нефтяного остаточного сырья. Тематический обзор ЩШИТЭНефтехим, М., 1979, 55с.
17 Топчиева К.В., Хо Ши Тхоанг. Активность и физико-химические свойства высококремнеземных цеолитов и цеолитсодержащих катализаторов. М.: Издательство МГУ, 1976. 165 с.
18Соколов Р.С. Практические работы по химической технологий. Учеб. Пособие для студентов высших учебных заведений:/ Р.С.Соколов. – М.: Гуманитар. Изд. Центр ВЛАДОС, 2004. – 271 с.
1 Пичугин А.П. «Переработка нефти», Москва, Гостоопттехиздат6 1960г. [1].
2 Смидович Е.В. «Технология переработки нефти и газа», часть вторая, Москва, «Химия»6 1968г. [2].
3 Суханов В.П. «Каталитические процессы в нефтепереработке», Москва, «Химия», 1973г. [3].
4 Орочко Д.И., Сулимов А.Д., Осипов Л.Н. «Гидрогенизационные процессы в нефтепереработке», Москва, «Химия», 1971г. [4].
5 Динков В.А. «Нефтяная промышленность вчера, сегодня, завтра», Москва, ВНИИОЭНГ 1988г. [5].
6 Справочник нефтехимика. В двух томах. /под ред. С.К. Огородникова/
– Л.: Химия, 1978. – 592 с.
7 Рябов В.Д. Химия нефти и газа. – М.: Издательство «Техника», ТУМА ГРУПП, 2004. – 288 с.
8 Мухленов И.П. Технология катализаторов. – Л.: Химия, 1989. – 272 с.
9 Производственные установки каталитического риформинга. / под ред. Г.А.Ластовкин/ - Л.: Химия, 1984. – 232 с.
10 Комаров B.C., Степанов Е.А. Алюмосиликатные катализаторы, их «Кинетика и катализ» 1984, «Химия и технология кислотные и каталитические свойства. Вест. АН СССР, Сер. Химия, 1976, №3, 5-32с.
11 Справочник, т. 1 – 3, М.: 1960. 378 с.
12 Годовиков А.А., Минералогия, М., 1975. 587 с.
13 Суханов В.П., Каталитические процессы в нефтепереработке, 3 изд.,
М., 1979. 321 с.
14 В.Н. Эрих, Расина М. Г., Рудин М. Г. Химия и технология нефти и газа, 3 изд., Л., 1985.
15 Омарәлиев Т.Ө. Мұнай мен газдан отын өндіру арнайы технологиясы. –
Астана.: «Фолиант», 2005. – 360 б.
16 Пугач И.А., Злотников М.Л. и др. Каталитический крекинг нефтяного остаточного сырья. Тематический обзор ЩШИТЭНефтехим, М., 1979, 55с.
17 Топчиева К.В., Хо Ши Тхоанг. Активность и физико-химические свойства высококремнеземных цеолитов и цеолитсодержащих катализаторов. М.: Издательство МГУ, 1976. 165 с.
18Соколов Р.С. Практические работы по химической технологий. Учеб. Пособие для студентов высших учебных заведений:/ Р.С.Соколов. – М.: Гуманитар. Изд. Центр ВЛАДОС, 2004. – 271 с.
Жоспар
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ...
1 Әдеби 4
шолу ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ..
1.1 Мұнайдың құрамы және химиялық 4
қасиеті ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.1.1 Физикалық 4
қасиеті ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ...
2 Термиялық 6
процестер ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ...
2.1 Термиялық крекинг және 6
пиролиз ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.1.1 Термиялық 11
крекинг ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ..
3 Каталитикалық 14
крекинг ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ..
3.1 Шикізат және каталитикалық 15
крекинг ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
3.1.1 Каталитикалық крекинг 15
шикізаты ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ..
3.1.2 Каталитикалық крекинг 16
өнімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ..
4 Крекинг 19
катализаторлары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ..
5 Каталитикалық 21
риформинг ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ..
5.1 Шикізат және каталитикалық риформинг 27
өнімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ...
5.1.1 Каталитикалық риформинг 27
шикізаты ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... .
5.1.2 Каталитикалық риформинг 28
өнімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ...
5.2 29
Риформинг ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... .. ...
6 Риформинг 30
катализаторы ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ..
6.1 Катализаторлардың қасиеті және 30
сипаты ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
6.2 Риформингтің өнеркәсіптік 31
катализаторлары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
6.3 Катализаторларға қойылатын 31
талаптар ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ...
7 Қондырғы 32
түрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ...
8 Тәжірибелік 35
бөлім ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... .
8.1 Өнеркәсіптік процестердің 35
классификациясы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
8.2 Керосиннің каталитикалық 35
крекингі ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... .
8.2.1 Керосиннің каталитикалық крекингі және өнімдердің физикалық 36
қасиетің
зерттеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... .
Қорытынды ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... 41
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ...
Пайдаланған 42
әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ..
Кіріспе
Тақырыптың өзектілігі. Мұнай өнiмдері өндiрiс көлемiнiң үлкеюi, олардың
ассортиментiнiң кеңейтілуi және сапасының жақсаруы - мұнай өңдейтiн
өнеркәсiптiң алдында дәл қазiр қойылған негiзгi мақсат. Үлкен мән әсiресе,
каталитикалық процесстерге беріледі. Жанармайлар жасауға, қазіргі
талаптарға сай келетің каталитикалық крекинг, каталитикалық риформинг,
гидротазарту, алкилирлеу және изомерлеу процесстерісіз өтуі мүмкін емес, ал
кейбір жағдайда гидрокрекинг.
Курстық жұмыстың мақсаты – мұнайды термиялық өндеудегі физикалық
сипаттамаларын анықтау.
Курстық жұмысқа негізгі міндеттер қойылады:
1) каталитикалық крекинг пен каталитикалық риформинг процестерінің негізгі
ұғымдарын анықтау;
2) каталитикалық крекинг пен риформинг процестері өтетін қондырғылар мен
құрылғыларды зерттеу;
3) термиялық крекинг және риформинг процестеріне қатысатын
катализаторлардың сипаттамаларын талдау;
4) эксперименталдық әдіс нәтижесінде каталитикалық крекинг және риформинг
процестерінің негізгі қасиеттері мен параметрлерін анықтау.
Курстық жұмыстың мазмұнын ашатын тірек сөздер: ароматтау, асфальтизат,
бензин, вакуум, гидрокрекинг, гидротазалау, гудрон, дистиллят, катализатор,
кокс, крекинг, мазут, мұнай, нафтенді және парафинді көмірсутектер,
бензиннің октан саны, риформинг, шикізат, фракция
Курстық жұмыс барысында қысқартылған сөздер:
1) ААК – аморфты алюмосиликатты катализатор;
2) АҚШ – Америка Құрамы Штаты;
3) АМҚ – ауыр мұнай қалдықтары;
4) АПК – алюмоплатиналы катализатор;
5) ИҚ – инфрақызыл;
6) ККФ – флюид каталитикалық крекинг;
7) МТБЭ – метилтретбутил эфирі;
8) ОС – октан саны;
9) СТҚ – соңғы қайнау температурасы;
10) СГ – сутек газы;
11) ТАА – термоадсобциялық асфальтсыздандыру;
12) ЦК – цеолитті катализатор
Курстық жұмыс 8 бөлімнен, 5 суреттен, 3 кестеден және пайдаланған
әдебиеттер тізімінен тұрады.
1 Әдеби шолу
1.1 Мұнайдың құрамы және химиялық қасиеті
Мұнай - бұл тау жынысы. Ол шөгінді тау жыныстарының тобына жатады,
құмдармен, саздармен, әк тастармен, тас тұздарымен бірге, және тағыда
басқалар. Бiздер тау жыныстарын – қатты зат деп есептеуге үйрендік, сол
сияқты сұйық және газ тәріздес күйлері де болады екен. Маңызды
қасиеттерінің бірі мұнайдың - күйiп-жану қабілеттілігі.
Мұнайдың кен орынына байланысты әр түрлi сапалы және сандық құрамды
алады. Мұнайлар көмiртектердің негiзiнен тұрады - 79, 5-87, 5% және сутегi
- 11, 0-14, 5% мұнайдың массасынан. Мұнайда осыдан басқа әлi үш элементтер
қатысады - күкiрт, оттек және азот. Олардың жалпы санын әдетте 0,5-8%
құрайды. Мұнайлардағы болмашы шоғырландыруларында элементтер кездеседi:
ванадий, никель, темiр, алюминий, мыс, магний, барий, стронций, марганец,
хром, кобальт, молибден, бор, мышьяк, калий. Олардың мөлшері мұнайдың
массасынан 0,02-0,03% аспайды. Көрсетілген элементтер органикалық және
органикалық емес қосылыстарды құрайды. Мұнайдың құрамында оттек және азот
тек қана сабақтас күйде болады. Күкiрт еркiн күйде немесе күкiртсутек
күйінде бола алады[1].
Мұнай құрамына 425 шақты көмiрсутек қосылыстары кiредi. Басты мұнайдың
бөлiгi үш көмірсутек топтарын құрайды: метан, нафтен және ароматты. Барлық
мұнайлар көмiрсутек құрамы бойынша бөлшектенедi: 1) метан - нафтен, 2)
нафтен - метан, 3)ароматты - нафтен, 4) нафтен - ароматты, 5) ароматты -
метан, 6) метан - ароматты және 7) метан – ароматты нафтен. Классификацияда
бiрiншi бұл мұнай құрамындағы мөлшері аз көмiрсутектiң атауы қойылады.
Мұнайда көмiрсутектермен қатар басқада химия қосыластары, класстары
қатысады. Әдетте барлық класстарды бір топқа біріктіреді гетероқосылыстар
деген ( “гетерос”грек.сөзінен шыққан – “басқа” деген мағынаны білдіреді).
Сонымен қатар мұнай құрамында 380 күрделі гетероқосылыстар табылған.
Көрcетiлген қосылыстардың көпшiлiгi күкiрттi қосылыстар классына –
меркаптандарға жатады. Олар жағымсыз иісі бар өте әлсiз қышқылдар.Олар
металлдармен әрекеттескенде тұз сияқты – меркаптидтерді құрайды.
Күкірт мұнай және көмірсутек газы құрамында кең таралған, олар бос
күйінде немесе күкіртсутек, меркаптандар күйінде кездеседі. Оның мөлшері
0,1%-5% құрайды және оданда көп болуы мүмкін. Мысалы: Астрахан кен орнының
газында күкіртсутек мөлшері 24% құрайды.
1.1.1 Физикалық қасиеті
Мұнай - бұл майлы сұйық, өзіне тән иiсi бар, қоңыр немесе қара
түсті,(тығыздығы 0,73-0,97 гсм³) суға қарағанда, суда ерімейтін. Мұнай
жақсы өзгереді (тығыздығы жеңiлден 0,65-0,70 гсм³, ауырға дейін 0,98-1,05
гсм³). Мұнай және оның туындылары ең жоғары жану қабілеттілігіне ие,
басқа жанармайларға қарағанда. Мұнайдың жылу сыйымдылығы 1,7-2,1кДжкг,
мұнайдың жану жылулығы 41 МДжкг, бензин 42 МДжкг. Қайнау температурасы
мұнай құрамындағы көмірсутектер құрылысына тәуелдi болады және 50–550ºС
аралығындағы толқиды.
Мұнайдың маңызды қасиеті көмiрсутек газдарын ерітіп жіберуінде. 1 м³
мұнайда 400 м³ жанғыш газдарға дейiн ере алады. Мұнайдың және табиғи
газдардың суда еру жағдайы үлкен мән алады. Мұнай көмiрсутектерi суда
шамалы ериді. Мұнай тығыздық бойынша өзгереді. Мұнай тығыздығы 20ºС
өлшенген, судың тығыздығына апарған, 4ºС-та өлшенген салыстырмалы деп
аталады. Мұнай салыстырмалы тығыздығымен 0,85 жеңіл деп аталынады,
салыстырмалы тығыздығы 0,85-0,90 орташа жеңiл, ал салыстырмалы тығыздығы
0,90 көп болса ауыр. Ауыр мұнайда асіресе циклдiк көмiрсутектер кездеседі.
Мұнайдың түсі оның тығыздығына тәуелдi болады: ашық түсті мұнайларда
тығыздығы аз, қара түсті мұнайға қарағанда. Шайырлар және шайыртастақтарды
мұнайларда неғұрлым көп болса, оның тығыздығы соғұрлым жоғары болады. Ал
мұнайдың құрамында шайыр және асфальтен көбірек болса, соғұрлым оның
тығыздығыда көп болады.Мұнай өндірген кезде, оның тұтқырлығын білу керек.
Динамикалық және кинематикалық тұтқырлығын айыру керек. Динамикалық
тұтқырлықпен ортақ ағынның қозғалысына сұйықтың жеке бөлшектерiнiң iшкi
кедергiсi деп аталады. Жеңiл мұнайлардың тұтқырлығы аз, ауыр мұнайға
қарағанда. Ауыр мұнайларды шығарған кезде және ары қарай тасымалдауда
жылытады[2].
2 Термиялық процестер
2.1 Термиялық крекинг және пиролиз
Жоғары температураның әсерімен мұнайды өңдеуді термиялық өңдеу
процестері деп атайды. Оған күрделі көмірсутектерді жоғары температура
әсерінен қарапайым көмірсутектерге ыдырату (термиялық крекинг),ауыр мұнай
қалдықтарын кокстеу (қортқылау), құрамында қанықпаған көмірсутектер көп
болып келетін газдар қоспасын алу үшін жүргізілетін пиролиз процестері
жатады.
Көмірсутектердің термиялық ыдырауы 380-400ºС-та басталады. Күрделі
реакциялардың – термиялық полимерлену мен конденсациялану – нәтижесінде
қанықпаған және ароматты көмірсутектерден шикі мұнайдың құрамына кіретін
заттар – көмірсутекті газдары, сұйық мұнай өнімдерінің қосымша мөлшері,
сонымен бірге мұнай коксы (қатты көмірсутек қалдығы) түзіледі. Мұнай
шикізатын термиялық өңдеу жүйелері шарттарға және тағайындалуына байланысты
крекинг, кокстеу және пиролиз аталымдарын алды.
Термиялық рекинг. Шикі мұнайлардың ауыр фракцияларының белгілі
температурадан аса қыздырылуы жағдайында қосымша бөліну икемділігі крекинг
жүйесін пайдалануда үлкен жетістіктерге әкелді. Мұнайдың жоғары
температурада қайнайтын фракцияларының бөліну кезеңінде, С-С байланыстары
бұзылады,сутегі көмірсутегі молекуларынан үзіліп, нәтижесінде бастапқы шикі
мұнай құрамымен салыстырғанда, түрлі өнімдер спектрі шығарылады.
Мысалы, 290-400ºС температура интервалында қайнайтын дистилляттар,
крекингтеу нәтижесінде газ, жанармай және ауыр шайірға ұқсас қалдық
өнңмдерін шығарады. Крекингтеу жүйесі шикі мұнайдан бастапқы айдау
нәтижесінде құрылған аса ауыр дистилляттар мен қалдықтарды деструкциялау
жолымен жанармайдың шығарылуын ұлғайтады[3].
Бүгінгі таңда қазіргі қозғалтқыштардың талаптарына сәйкес келмейтіні
және шығарылатын өнімнің төменгі сапалылығы үшін (жанармай), термиялық
крекинг басқа, мұнайды қайталау өңдеудің қазіргі әдістерімен шегерілген.
Бүгінгі таңда термиялық крекингтің жаңа құрылғыларын енді жаңадан
орнатпайды, ал әрекеттегі құрылғыларды каталитикалық крекинг және басқа
қазіргі жүйелер құрылғыларын қайта жабдықтайды. Ал термиялық крекинг
негізінде кокстеу қондырғының дистиллятты шикізатын термодаярлау, оның бір
түрі – висбрекинг процесі ретінде іске асады. Висбрекинг – қазандық отынның
тұтқырлығын төмендету мақсатында мұнай шикізатын термиялық өңдеу процесі.
Кокстеу немесе көмірді жартылай қортқылау және қортқылау процесіне –
ауасыз қыздыру арқылы жүретін термиялық деструкция процестерін айтады.
Жартылай қорқылау процесін 500-550ºС, ал қортқлау – 1100ºС дейін жүргізеді.
Термиялық крекингте қортқы көмірдің түзілуі әрекеттің тереңдеу
мүмкіншлігін шектейді.Гудрон немесе мазут крекинггінде ашық түсті
өнімдердің қозғалысы 35-40 %-дан аспайды. Егр термиялық крекингте қөнімді
зиянсыз санап, қортқы көмірдің түзілуінен қауіптенбесе, ашық түсті
өнімдердің шығуын көбейтуге болады.
Көмірді қортқылау – термиялық әрекеттердің бір түрі. Көмірді қортқылау
кезінде сутекті қатты қалдық – қортқы көмір – шығатын негізгі өнім болып
табылады. Сонымен қатар, қортқы көмірмен қоса – жанармай, газойлдық
қоспалар мен газ алуға болады. Көмірді қортқылау арқылы ашық-түсті мұнай
өнімдерінен басқа асфальт, май өндірісінің қоспалары секілді өнімдер
алынады. Мұнда тауарлық сапасы жөнінен қортқы көмір өзгелерден жоғары
болады. Шикізат болып – жоғары молекулалық мұнай қалдықтары – гудрон,
термиялық крекингінің қалдығы, асфальт және бояу-май өндірісінін қоспалары
мен пиролиз шайыры.
Шикізат сапасының негізгі көрсеткіші – көмір қортқыланушылығы, күкірт
пен күл нақтылығы және кермектігі. Шикізатта жоғары молекулалық шайырлы –
асфальты заттар неғұрлым көп болған сайын, оның кокстелуі, яғни, қортқы
көмірдің шығуы көбірек болады. Егер кокстену 10 % тең төмен болса, онда
пештің кокстену әрекеті жүргізіледі, сондықтан кокстеу әрекетіне шикізатты
дұрыс таңдаған жөн.
Кокстеу өнімдерінің қабілеті. Газ – құрамы бойынша термиялық крекинг
газына ұқсамағанмен, онда олефинді көмірсутектер аздау болады. Жанармай –
құрамында шектеусіз КС болғандықтан, химиялық тұрақтылығы аз, октан саны –
ОС – 68-72.
Мұнайлы кокс – электрод, абразивтік шикізаттар, көмірграфитті
шикізаттар алуға және басқа да көптеген салаларда қолданылады.
Кубте кокстеу - мерзімдік әрекет, көп қолданылмайды. Кокстердің
жартылай үзіліссіз жүйесі – қыздырылмайтын кокс камерасында өтеді –
баяулатылған кокстеу. Баяулатылған кокстеу шикізатты құбыр пішіндес пешке
500ºС дейін қыздырылады және ол толық жылытылмаған тік цилиндрлік аппаратқа
– кокс камерасына жіберіледі. Шикізат камерада ұзақ жатады да бұрын
жинақталған жылу арқасында кокстеледі. Жұмыс камерасының жоғары бөлігінен
тазарту ағымы келеді. Реактор коксқа толған кезде, шикізат тобы келесі
камераға ауыстырылып, кокс босатылады. Баяулатылған кокстеудің артықшылығы
– кокс көп мөлшерде шығарылады.
Кокстеу процесін 0,1-0,4 МПа қысымда және 470-540ºС температурада
жүргізеді.
Пиролиз – жоғары бағалы олефинді көмірсутектерді алуға негізделген
жоғары температуралық процесс. Мұнай өндеудің термиялық жүйесінің ең қатаңы
болып табылады. Бастапқыда пиролиз этилен өндіру үшін ғана
қолданылған,қазіргі кезде пропилен, бутадиен, бензол және басқа да өнімдер
шығаруда кеңінен пайдалынылады. Бұл жүйедегі әрекет 750-900ºС
температурасында жүреді және ол мұнай – химиялық синтез шикізаты – жоғары
бағалы олефин сутегін өндіруде қолданылады.
Олефин алуға негізделген пиролизге ең жақсы шикізат парафинді
көмірсутегілер болып саналады. Қалыпты парафиндердің – өзгеруінен: этан
тұтастай этилинге айналады, пропан мен бутанннан жоғары шығымымен этилен
мен пропилен түзіледі, сутегі атомдарының саны 4-тен асатын парафинді
көмірсутегіден 45-50 % салмақтағы этилен, пропилен және шектеусіз С4
көмірсутегісі алынады. Изопарафиндер пиролизінде газ түріндегі парафинді
көмірсутегілер пайда болады және оның қасиеттері ұқсас келеді. Орташа
температурадағы пиролиз кезінде ароматты көмірсутегілер балласт болып
табылады, ал аса жоғары температурада белгілі дәрежеде кокс пен шайыр
түзеді.
Табиғи және серіктес газдар, сондай-ақ мұнай өңдеу өнімдерін
пиролизге түсіруге болады. Табиғи газдардың құрамында 93-98 % метан,2 %
дейін этан және 1 % дейін пропан кездеседі. Пиролизге этан мен пропан ғана
қолданылатындықтан, табиғи газдар пиролиз үшін төменгі бағалы шикізат болып
саналады.
Серіктес газдар мен мұнайды тұрақтандырушы өнімдердің құрамында 60-70
% этан, пропан және жақсы қайнағыш парафинді КС болады, сондықтан бұлар
бағалы пиролиз шикізаттары болып табылады. Кейде пиролизге серіктес газды
тұтастай түсірмей-ақ, одан бөлініп алынған этан, пропан және бутанды ғана
салуға болады.
Мұнай пиролизде қолданылатын өңдеу өнімдеріне тікелей айдалған
жанармай және ароматты көмірсутегілердің экстракция қондырғылардың шыққан
бензин-рафинат жатады. Бензин фракцияларын пиролиз кезінде бутадиен,
бутилен, ароматты көмірсутегілер секілді жоғары бағалы өнімдер алумен
қатар, күл мен нафталин өндірісіне қажетті шикізаттар дайындалады.
Тікелей айдалған жанармайдың тазартылған жанармайдан артықшылығы, оның
құраиының негізгі бөлігі парафин көмірсутегілерінен тұрады, ал тазартылған
жанармай құрамында 50 %-ға дейін ғана изопарафин бар.
Алдағы уақыттарда құбыр пештердегі пиролиз үшін шикізат ретінде
керосинді – газды қоспалар қолданылуы мүмкін. Бірақ бұл шикізат алдын-ала
дайындауды қажет етеді, яғни оны күкіртті қоспалардан тазартып, қайта
ароматтау қажет.
Қанықпаған көмірсутегілер – пиролиздің қорытынды өнімдері – тек өте
жоғары температура кезінде термодинамикалық тұрғыда тұрақты келеді.Этилен
үшін бұл көрсеткіш 750ºС температураны құрайды. Сондықтан пиролиз
процесінің ең басты параметрлері – пиролиз температурасы, әрекеттесу
уақыты, шикізат буының парциалды қысымы. Пропан пиролизі кезінде
температураны жоғарлату этилен мен пропиленнің шығымын көбейтеді.Төмендету
температурада пропиленнің шығымы максимальді болғандықтан, этилен мен
пропиленнің шығымын және арақатнасын реттеп отыруға болады[4].
Этилен мен пропиленнің арақатынасын әрекеттесу уақытын өзгерту арқылы
да басқаруға болады. Шикізаттың парциалды қысымның төмендетілуі этиленнің
шығымын арттырады. Пиролиз процесі атмосфералық қысыммен шамалас қысымда
жүргізіледі, ал парциалды қысымды шикізатты су буымен араластыру арқылы
басқарады.Шикізатты су буымен араластыру олефиндер молекулаларының өзара
бір-бірімен соқтығысу ықтималдығын азайтады,соның нәтижесінде полимерлеу
және
тығыздалу реакциясының маңызы төмендейді. Газ түріндегі немесе тығыздалған
газ пиролизі кезінде шикізатқа 10-20% су буы қосылды, ал жанармай және өзге
де ауыр көмірсутегілер пиролизінде 25%-дан 30%-ға су буы араластырылады.
Пиролиз кезінде пиролиз газы мен пиролиздің сұйық өнімдері (пиролиз
шайыры) түзіледі. Пиролиз газында көп көлемдегі түрлі заттар бар. Оның
құрамы пиролиз температурасына реакция аймағында болу уақытына (әрекеттесу
уақыты) және бастапқы шикізат сапасына байланысты. Әрекеттесу уақыты ұзақ
болғанда (2-3 секундтан жоғары) шикізат сипаты пиролиз газының құрамына
айтарлықтай әсер етпейді. Пиролиз газы құрылғының газ бөлу аймағында
сутегі, метан, этан, этилен, пропилен, пропан бутилен-бутадиен қоспаларына
бөлінеді. Бутилен-бутадиен қоспасынан бутадиен-1,3 алынады, бұл шикізат
синтетикалық көк қағаз өнеркәсібінде қолданылады.
Пиролиз шайыры деп жүйеден алынған сұйық С5 – тен жоғары
көмірсутегілерді атайды. Пиролиз шайыры көлемі, негізінен пиролиз
шикізатына байланысты болады. Шикізатының құрамында 10-15 % диен
көмірсутегісі, 10-15 % олефин, 25-30 % бензол, 10-15 % толуол, сондай-ақ
стирол және инден, циклоолефин-циклопентадиен секілділердің шектеусіз
қоспасы және тағы басқалары. Пиролиз шәйірін өндеу екі түрлі жылулық және
химиялық жолмен жүзеге асуы мүмкін.
Соңғы реакцияның (яғни коксты шетке ығыстыруды ұлғайту) температураның 900-
1000ºС дейін жоғарылауына мүмкіндік туғызады.
Келесі қалаусыз жүйе – пиролиз жағдайында қанықпаған көмірсутегілердің
полимерленуі іс-жүзінде жүзеге асырылмайды. Бұл реакция экзотермиялық және
төмен температурада басталады.
Сондықтан бұл реакция жүретін және жылдамдығы жоғары болатын
температуралы аумақтан тез өту, пиролиздегі газды суыту кезеңіндегі негізгі
міндет. Шикізаттың жоғары температуралы орындарда болу уақытын ұзарту
мақсатты өнімдердің қалаусыз өзгерістерін ұлғаюына үлес қосады. Сондықтан
пиролиздің таңдамалығын (селективтілігін) жоғарлату үшін әрекеттесу ауқытын
азайту қажет. Алайда, мұндайда; шикізатты өндеу дәрежесі өту жолында кеміп,
сол себепті өнім шығуы азаяды – ал рецикл шығындары өседі.
Экономикалық жайларды есепке ала отырып, жүйедегі жағдайды
тиімділендіру ендігі жерде таңдаулыққа байланысты.
Stone and Webster фирмасының VSC пештері, КТІ фирмасы шығарған соңғы
үлгідегі GK – пештерінде шикізаттың реакциялық ортада болу уақыты 0,2-0,3
секундтан аспайды, ал Kellog фирмасының Millisecond пештерінде – 0,1
секунд шамасында.
Сонымен, пиролиз процесін жүргізу негізгі шарттары :
1. Әжептауір жылу мөлшерін жылдам енгізу,
2. Көмірсутектердің парциалды қысымын төмендету,
3. Минимальді (контакт) уақыты,
4. Олефинді қажетсиз полимерленуін болдырмау үшін реактордан шығатын
пиролиз газдарын неғұрлым аз уақытта салқындату.
Іс жүзінде осы шарттарды жүзеге асыру үшін пиролизді құбыр пештер
қолданылады. Құбырға бастапқы шикізат пен бу, ал құбыраралық қуысқа –
жылутасымалдағыш салынады. Құбырдың ішкі қабырғаларына түскен коксты
мезгілді күйдіріп тұрады.
Пиролизді пештер шикізаттың реакциялық аймағында 0,01-0,1 сек бойынша
болуына икемделген қарқынды жоғары температуралы қыздыру үшін әдейлеп
құрастырған[5].
Қазіргі кезде пиролиз процесі мынадай бөлімдерден тұрады: көмірсутегі
шикізатының пиролизі, пиролиз газын сығу және тазарту, газ бөлу, пиролиз
шайырын өңдеу. Көп жағдайда, пиролиз құрылғысының жобасы қолданылатын
шикізаттың сипатына байланысты анықталады. Бірақ, қандай құрылғы болмасын
оның ең негізгі екі бөлімі кездеседі: бастапқы шикізаттың пиролизі мен
рецикл өтетін, ыстық деп аталатын бөлімі , және алынатын өнімді бөлу мен
тазарту қызметін атқаратын, суық деп аталатын бөлім. Бастапқы шикізатты
пештің конвективтік аймағына (бөлігіне) салып, оны су буымен араластырып,
кететін газ есебінен тиісті температураға қыздырады.
Содан соң, көмірсутегі мен будың қосындысы пештің радиантты аймағына
түседі. Мұнда пиролиз әрекеттесуінің өтуі қыздырылған панельдердің
сәулелердің жылуы арқылы жалғасады. Өнімдер пештен шығарда 800-850ºС
температурасына дейін қыздырылады. Олефиндердің полимеризациясы аталатын
қажетсіз әрекетті болдырмау үшін, әдетінше, оларды жылдам суыту немесе
ысылту арқылы екі кезеңде жасайды.
Бірінші кезеңде (түзу емес ысылту) – су қоспасымен және екіншісінде
(түзу ысылту) конденсация кезінде түзілген пиролиз майымен 350-400ºС
температурадағы суытылған өнімнің ағымы ауыр қоспаларды ала келетін алғашқы
фракциялану тізбегіне түседі Мұнда ортаңғы қатардағы бөліктерден пиролиз
жанармайы мен су алынады. Пиролиздің қоспаланбаған газдары тізбектің
жоғарғы қатарына шығады. Сығымдаудан соң, сілті ерітіндісімен шайылып және
кептіріліп, оларды құрылғының суық бөлігіне жібереді.
Оның техникалық безендірілуінің біреше нұсқасы бар : аз немесе көп
қоспалы сутегі, 99,9% тазалықтағы этилен ,95-99,5% тазалықтағы пропилен,
25%-дан 50% дейін бутадиені бар С4 қосындысы, С5 қосындысы және ароматты
көмірсутегілерге бай пиролиз жанармайын алу.
Этилен бойынша шығымды жоғары деңгейге жеткізу үшін (нафта кеінде 30%-
дан жоғары) 8500С температураны қолданады, әрекеттесу уақыты 0,2-0,3 с және
Н2Ошикізат массалық қатынасы = 0,5-0,6 болуы қажет.
Соңғы онжылдықта жүйені дамытылуының қатаңдығын ұлғайтуға бағытталуда.
Яғни мүмкіндігінше, температураны арттырып, әрекеттесу уақытын кеміту
жолдары қарастырылуда. Жанармай қоспаларының пиролиз құрылғысының
кескіндемесі суретте 28 берілген. Шикізат 1,0-1,2 МПа қысымда булы
қыздырғышқа жіберіледі, 100ºС -қа дейін қыздырылады. Содан соң, ыстық бумен
араластырылып, пиролиз пешінің конвекциялық бөліміне түседі.Мұнда жанармай
буланып, ол 500-600ºС-қа дейін қыздырылады. Осыдан кейін көмірсутегі
ыдырауы өтетін радиант бөліміне
салынады. Пештен 750ºС өтетін температурада және 0,2-33 МПа қысымда шыққан
пиролиз газы ысылту бөліміне жіберіледі. Бұл жерде камераға берілген бу
конденсатының есебінен 700ºС температураға дейін жылдам суытылады. Жылдам
суыту арқылы олефиндердің екінші рет полимерлеу және конденсациялау
реакцияларын болдырмайды.
Одан кейін жылы су буын өндіруге қолданылатын, ысылту-буландыру
құрылғысында пиролиз газы 400ºС температураға дейін суытылады. Содан соң
газдар 70ºС температурадағы сіңдіргіш май бүркитін құрылғыдан өтеді.
Пиролиз газдары 180ºС дейін суытыладыжәне келесі өңдеулерге жібріледі.
Құрылғы жиынтығында бірнеше жылуалмастырғыштары бар пештер орналастырылған
пиролиз пештері, ысылту бөлімінің, пиролиз, ысылту-бу құрылғысының және
май бүрку аппаратының пештері болады. Сцытылған пиролиз газдары барлық
пештерден жалпы коллекторға жиналады және ол алғашқы рекфикация тізбегінде
шайылуға жіберіледі. Газдың төменгі бөлігі күйе мен кокстан ауыр сіңдіргіш
маймен жуу арқылы тазартылады, ал жоғарғы бөлігі жеңіл сіңдіргіш майды
буландырып жіберу есебінен салқындатылады. Бл кезде ауыр шайыр
конденсациясы да өтеді. Пиролиз газы тізбектен су қоспалары – тоңазытқышқа
түседі, мұнда жеңіл майлар мен су буларының конднсациясы жүреді.
Сепараторда жеңіл май қосындылары мен су, кейін сығу аймағына, газ бөлу
және газ тазарту бөлігіне түсетін пиролиз газынан бөлінеді.
2.1.1 Термиялық крекинг
Қазіргі кезде термиялық процесс шикізат үшін даму деңгейі әр түрлі
болуы мүмкін: төменгі газ тәріздес көмірсутектерден бастап ауыр жоғарғы
молекулярлық қалдықтарға дейін. Сондықтан зерттеушіге және инженер-
мұнайшыға ең әр түрлі мұнай және газ шикізатының жоғарғы температурадағы
жүрісін анықтау қызық, термиялық крекингті жеке көмірсутекте, мұнай
фракцияларында және қалдықта анықтайды.
Көмірсутек крекингін зерттеу дәл кинетикалық мәліметтерін алуға және
механизм процессін зерттеуге мүмкіндік береді. Бұл тапсырыс реакция өнімін
әрекеттеспеген шикізаттан жақсы бөлінуін жеңілдетуге мүмкіндік
береді.Крекинг барысында кең мұнай фракцияларының айналу тереңдігін анықтау
қиынға түседі, себебі шикізаттың химиялық құрамы күрделі, жоғарыда
айтқандай оның айналмаған бөлігін ұқсатуға мүмкіндік бермейді
Көмiрсутектердiң молекулаларының ыдырауы ( 470-550) жоғарғы
температураға және 2-7 МПа қысымда ағады. Процесс баяу ағады, көмiртектiң
атомдарының таралмаған шынжыры бар көмiрсутектерi құрастырады. Мұндай
әдiспен негiзiнен автомобилдiк жанармайлар алады. Оның мұнайынан шығуға 70%
жетедi.
Шектi көмiрсутектермен термиялық крекинг нәтижесінде алынған
жанармайда қатар, көп шектiк емес көмiрсутектерде болады. Бұл жанармай
сондықтан айыруды түзу жанармайға қарағанда жоғарғы детонация
табандылығымен ие болады.
Термиялық крекингтi жанармайда оңай қышқылданып полимерлейтiн көп
шектiк емес көмiрсутектер болады. Сондықтан бұл жанармай орнықтыдан кем
сақтауда. Әр түрлi қозғаушының бiр бөлiктерi оның жануында бiтелiп қала
алады. Жанармайға такомаға бұл зиянды әсердiң жоюлары үшiн тотықтырғыштарға
толықсытады[6].
Егер қыздырылатын күштi (жылу берудi жақсарту үшiн толтырылған темiр
жоңқаларын) құбырда жер майы немесе шектiк емес көмiрсутек тазаланған
жағатын май тамшылар бойынша шұңқырдан жiберуге жалындаса, онда U - бейнелi
құбырға сұйық жиналады, судың бетінде цилиндрде – газ болады. Алынған
сұйықтық, реакция үшiн алынған бромдық суға қарағанда түсiздендіреді, яғни
үздіксіз қосылыстарда болады. Жиналған газ жақсы жанады және сонымен бiрге
бромдық суын түссіздендіреді.
Мысалы, тәжірибе нәтижесі қыздырған кезде көмiрсутектердiң ыдырауын
түсіндіреді:
C16H34 → C8H18 + C8H16
гексадекан октан октилен
Кiшi молекулалық салмақтары бар шектi және шектiк емес
көмiрсутектердiң қоспасы, пайда болды, жанармайға ұқсас.
Мысалы, алынған сұйық заттар бұдан әрi жартылай шiри алады
C8H18 – C4H10 + C4H8
октан бутан бутилен
C4H10 – C2H8 + C2H4
бутан этан этилен
Бұл реакциялар үлкен сандық газ сияқты заттардың пайда болуына
әкеледі. Крекинг процесінде бөлінген этилен шикізат ретінде химиялық
өнеркәсiбi үшiн кенінен қолданылады: полиэтилен және этил спиртiнiң
өндiрiстерi.
Көмiрсутектердiң молекулаларының ыдырауы радикал механизммен өтеді.
Бастапқыда еркін радикалдар құралады:
CH3 – (CH2)6 – CH2:CH2 – (CH2)6 – CH3 → CH3 – (CH2)6 – CH2 + CH2 – (CH2)6 –
CH3
Еркiн химиялық радикалдар өте белсендi және әр түрлi реакцияларда
қатыса алады. Крекинг процесінде радикалдардың біреуі сутегі атомынан жарып
шығады (а), ал басқасы қосылады (б):
а) CН3 – (СН2)6 – СН2 → СН3 – (СН2)5 – СН=СН2 + Н
1-октен
б) CH3 – (CH2)6 – CH2 + H → CH3 – (CH2)6 – CH3
октан
Температурасы 700-1000ºС пиролиз өткізеді (термиялық жiктеуi) мұнай
өнiмдерiнде, нәтижесінде жеңіл алкен – этилен, пропилен және ароматты
көмірсутектер алады. Пиролиз кезінде келесі реакция өтуі мүмкін:
CH3 – CH3 → CH2 = CH2 +H2
CH3 – CH2 – CH(CH3) – CH3 → CH2 – CH(CH3) – CH3 + CH4 т.б.
3 Каталитикалық крекинг
Каталитикалық крекинг – мұнай дистилляттарын екіншілік қайта өңдеудегі
кең таралған процестердің бірі, ең алғаш 1940 жылы өндіріске енгізілген.
Қазіргі таңда катализаторлы крекингтің көлемі әр елде 10-30%-ға дейін
мұнай өңдейді. Бұл процестің 350-5000с-тағы вакуумды газойльды кең
фракциясы жатады, катализаторға зиянды қоспалардан алдын ала тазартылған –
азот, күкірт және металдар. Катализаторлардың жаңа түрін енгізудегі
жетістіктер соңғы жылдары вакуумды газойльді қайта өңдеуімен бірге оның
мазутпен қосылысын және мазуттың өзін қайта өңдеу процестері жүзеге
асырылуда.
Каталитикалық крекинг – ауыр дистилятты мұнай фракцияларының мотор
отындарына және мұнай химиясына шикізатына ауысудың каталитикалық
деструктивті процесі, бұл процесс техникалық көмір және кокс өндірісінде
қолданылады[7].
Ауыр көмірсутекті шикізатты және мазутты каталитикалық крекингтеу.
Цеолитті микросфералы катализаторды (ЦК), ауыр шикізатты беру жолдарын
жетілдіру, регенераторда ішкі немесе сыртқы суыту беттерін орналастыру
вакуум газойлінің төменгі қайнау температурасын көтеруге мүмкіндік береді
және одан кейін негізгі басты мақсатқа мұнайды терең өңдеуге көшуге болады,
былайша айтқанда мазут және гудронды крекингтеуге аз қалдықты процесс болып
есептелетін ауысуға болады. Бірінші сатысында түзілген коксты өңдеу
қиындықтары шешілді: процесте түзілген коксты регенераторда жағады, ал
бұдан бөлінген жылуды крекингтің эндотермиялық реакцияларын қолдауға,
регенераторға берілетін ауаны қысуға, керекті электр энергиясын алуға және
жоғары қысымды, процестің су буына деген сұранысын ғана өтеп қоймай,
сонымен қатар шетке де беруге болатын су буын алуға пайдаланады.
Кесте 1
Каталитикалық крекингтің материалдық балансы
Фракциялар Өнім шығымы,%
І ІІ
Құрғақ газ 3,5 3,0
Пропан-пропиленді фракция 5,0 5,5
Фракция С4 9,0 11,0
Бензин С5 – 1950С 39,0 47,0
Жеңіл газойль (195-350 0С ) 22,5 20,5
Ауыр газойль (350 0С) 15,0 9,0
Кокс 5,0 4,0
3.1 Шикiзат және каталитикалық крекинг өнiмi
3.1.1 Каталитикалық крекинг шикiзаты
Каталитикалық крекингтiң өнеркәсiптiк қоюларын негiзгi шикiзат мұнайды
алғашқы айырудың атмосфералық және вакуумдық дистилляттары болып табылады.
Дистиллятты шикiзатын құрамына байланысты келесi топтарға жатқызуға болады.
Бiрiншi топ - жеңiл шикiзат. Осы топқа (керосин - соляр және вакуум)
мұнайды алғашқы айырудың дистилляттары жатады. Олардың қайнау орташа
температурасы 260 280ºС құрайды, орташа молекулалық салмағы 190 - 220.
Жеңiл керосин - солярка дистилляттары тіке айдайтын жақсы шикізат болып
табылады авиация жанармайларының өндiрiсi үшiн.
Екінші топ – ауыр дистиллятты шикізат. Осы топқа ауыр солярлы
дистилляттар жатады, қайнау температурасы 300 - 550ºС
аралығындағы.Олардың орташа молекулалық салмағы 1,5 есе жоғары жеңіл
шикізатқа қарағанда, дәлірек айтқанда 190 - 220 орнына 280 – 330. Реактор
немесе араластыруды түйiнге жеңiл шикiзатқа, бағыттың алдында ауыр
дистилляция шикiзаты қарсы бу сияқты күйге катализатормен алқынамыз
жартылай ауыстырады. Автомобилдiк жанармайлардың өндiрiсi үшiн әдетте 0,
880 0, 920-шi салыстырмалы тығыздығымен ауыр солярлы дистилляттары
қолданылады.
Үшiншi топ – кең фракционды құрамды шикізат. Бұл шикiзаттарды бiрiншi
және екiншi топтардың дистиллятты қоспасы ретiнде қарастыруға болады; ол
керосин және жоғары қайнайтың солярлы фракциялары, сонымен бiрге май және
парафин алынатын кейбiр өнiмдерде болады. Үшінші топтың дистиллят қайнау
шегі 210 - 550ºС.
Төртінші топ – аралық дистиллят шикізаты.Осы топ ауыр керосин
фракциялар қоспасы, жеңiл және орташа солярлы фракциялары бар қоспаларды
құрайды, қайнау шегі 250–470ºС.Аралық шикізат автомобильбік және авиациялық
жанармайлар алуға қолданылады[8].
Керосин және солярлы дистилляттар, вакуумдық дистилляттар мұнайды
тікелей айдауда каталитикалық крекинг үшiн жақсы шикiзаттар болып табылады.
Бұл оңай балқитың парафиндарға да жатады.
Маңыздылығы кем емес – экстрактар, майлы дистилляттарды тазалағанда
алынатың қоспалары, себебі олар қиын крекингленетің ароматты
көмірсутектерді құрайды.Каталитикалық крекинг үшін шикізат сапасын мұнай
және мұнайөнім қалдықтарында қолданылады.
Тікелей айдауда каталитикалық крекинг дистиллятта жанармай көбiрек
пайда болады, аз кокс болады, осыған ұқсас дистилляттарға қарағанда
термиялық крекинг және кокстеу қондырғыларымен. Ауыр вакумдық дистилляттар
каталитикалық крекингте, мазутта және басқада шайырлы қалдықтарда көп кокс
пайда болады. Сондықтан жоғарғы шайырлы мазуттар әсіресе гудрондар
каталитикалық крекингке ұшырамайды.
3.1.2 Каталитикалық крекинг өнімі
Каталитикалық крекингтiң өнiмдерiнiң сан және сапасы қайта өңделетiн
шикiзаттың мiнездемесi және катализаторлардан, сонымен бiрге процесстiң
тәртiптерiнен тәуелдi болады. Каталиктi крекинг қоюларында семiз газ,
тұрақсыздық жанармай, жеңiл және ауыр каталитиялық газойльлер алады.
Легроина таңдау кейде ескерiлген.
Изобутан каталиктi крекинг қоюларында түбегейлi бейнеленедi құрылыс
көмiрсутектердiң мазмұнуға алынатын семiз газ әсiресе. Бұл шикiзат қалай
Газа құндылығын жоғарылатады өңдеудi алыс үшiн тiк.
Олардың iшiнен ерiтiлген жеңiл газдар алып тастау үшiн каталиктi
крекингтi қоюды семiз газ және жанармай сорғыш - газ фракцияға бөл
установку1лерге түседi. Бұл қоюды жұмыс каталиктi крекингтi қоюды жұмыспен
тығыз байланған. Байланыс сорғыш - газ фракцияға бөл қоюға каталиктi
крекингтi қоюдан жеңiл өнiмдерiн түсетiнғана емес, екi қоюларды
технологиялық өзара тәуелдiлiкте де болады. Осылай, каталиктi крекингтi
қоюда қысым сорғыш - газ фракцияға бөл қоюда қосымша компрессор жұмысқа
жоғарылатудан аман болу үшiн ендiру керек крекингте ендiру керек
құрастыратын Газа сандары үлкеюмен. Тұрақсыздық жанармайдың қайнауын аяқтың
температуралары үлкеюмен Бутан таңдауын тереңдiктi азайтпау үшiн бутан
бағанасының тәртiбiн өзгертуге дәл келедi - бутилен фракция.
Бутан ерекшелеуiнен кейiн алынатын қурап қалған газ - бутилен және
пропан - пропилен жалғандарымен, энергетикалық отынды көбiнесе сияқты
қолданылады.
Тұрақсыздық жанармай. Тазартуды каталитиче ской негiздi авиация
жанармайының алуы үшiн жоғарғы октан автомобилдiк жанармайы немесе шикiзат
жолымен каталиктi крекингте iстеп шығаруға болады.
Негiздi авиация жанармайының өндiрiсiнде бастапқы шикiзат мұнайды
алғашқы айырудың керосин және жеңiл соляр дистилляттары немесе оларлар
болып табылады араластыр шектердегi 240-360 (жанармай деп аталатын) 220-
245ºС қайнауды аяғы бар жанармайлар,бастапқыда алуға қайнап жатқан. Бұл
жанармай тұрақтанулардан кейiн негiздi авилар алатын (каталиктi крекингтi
екiншi баспалдақ) каталитиялық тазартуға ары қарай өңдеуге түседi.жанармай
ационный. Соңғысы, нәтижеде каталитиялық тазарту, болады, салыстырғанда
автомобилдiк жанармаймен, едәуiр аз олефин және сәйкесiнше авиация
жанармайының тұрақтылық және октандық санын жоғарылатады ароматты
көмiрсутектер көбiрек.
Негiздi авиация жанармайлары қайта өңделетiн шикiзаттың қасиеттерi
және процесстiң шарттарына байланысты моторлы әдiс бойынша 82-85
аралығындағы октан саны болады, (жанармайдың 1кг 3-4 мл) этил сұйығының
қосымшасымен 92-96 аралығындағы.
Автомобилдiк жанармайдың өндiрiсiнде 300-550 болғанда немесе шектер
бiрнеше тарлау қайнап жатқан мұнайларды вакуум айыруының жанында алған
дистилляттарды қолданылатыны бастапқы шикiзат ретiнде.
Автомобилдiк жанармайлар алынатын каталиктi крекинг қоюларында моторлы әдiс
бойынша (этил сұйығының қосымшасысыз) 78-82 октан саны
болады, зерттеушi әдiс бойынша 88-94 этил сұйығысыз және 1 лде жэс 0,8 мл
95-99 қосымшамен.
Каталиктi крекингiн тұрақсыздық жанармайы ерiтiлген қаныққан буларды
биiк қысым болатын жеңiл көмiрсутектердiң оларында алып тастауын мақсатымен
физикалық тұрақтануларына ұшырайды.
Каталиктi крекингтiң тұрақты жанармайларынан авиация жанармайларын
даярлайды немесе әртүрлi маркалардың автомобилдiк жанармайларының даярлауы
үшiн олардың қалайдың жоғарғы октан компоненттерiн қолданады. Сақтау
нормалы шарттарындағы каталиктi крекингтi автомобилдiк жанармайдың
компоненттерi химиялық жолмен тұрақту жеткiлiктi.
Автомобилдiк жанармайлар қалай көп компоненттерге араластырғанын
болады. Оларды ара-арасындалар бұл каталиктi крекингтiң өнiмдерi әртүрлi
процесс алған фракциялар соның iшiнде жоғарғы октан. Компоненттердiң
құрамның жанармайының маркаларына байланысты кеңiнен алады. Осылай, сонымен
қатар авиация жанармайларының даярлауында, (жанармайдан басқа) автомобилдiк
жанармайларға стандарт шешiлген шектердегi этил сұйығының қосымшасына
рұқсат етiледi.
Жеңiл газойль. Дистиллят жеңiл каталитиялық газойль (175-200 және 320-
350 ) салыстырғанда тауарлық дизел фракцияларымен аласадан асатын цетан
саны бар және үлкен күкiрт мөлшерi. Парафиндi негiздердiң жеңiл соляр
дистиллят алған жеңiл каталитиялық газойляның цетан санын 45-56 құрайды, 25-
35 дистилляттарды нафтеноароматическихтан. Жеңiл газойляның ауыр шикiзаттан
астам цетан саны крекингте бiрнеше айналуды кiшiрек тереңдiктi
ұғындырылатыны жоғары. Крекингтiң температурасының жоғарылатуымен цетан
сандары төмендейдi. Жеңiл каталитиялық газойльлер шектiк емес көмiрсутектер
және маңыздылау сандарда болады.хошиiстi көмiрсутектер (28-55% ). Бұл
газойльлердi қату температурасы iстеп шығар ол шикiзаттың қату
температураға қарағандасы төменде.
Жеңiл газойляның сапасына шикiзаттың құрамығана емес, катализатор және
технологиялық тәртiп те ықпал етедi. Жеңiл каталитиялық газойляның шығуы
және оның цетан саны температуралар жоғарылатумен азаяды, хошиiстi
көмiрсутектердiң онындағы мазмұн жоғарылайды. Крекингтiң қуыс iлесетiн
шикiзаттар көлемдi жылдамдықтың төмендеуi, нәтижелерге сонымен бiрге алып
келедi. Оның цетан саны жеңiл газойляның шығуы қайта айналатыны бар
крекингте (жағдайлардың көпшiлiгiнде ол қайта айналатынға әпередi)
төмендеп, азайтады және хошиiстi көмiрсутектердi ондағы мазмұн өседi.
Егер дизель отынының мұнай жанында алғашқы қайта жарыс алынатын
араластырылатын компонент болса, сол жағдайдағы дизель отыны жеңiл
каталитиялық қолдан газойльлерi компоненттер ретiнде, цетан саны бойынша
(асып кету ) қорларды алады және норма сандағы күкiрт төменде болады.
(орнына жасыл май) күйенiң алуы үшiн тек қана өзге жағдайда жеңiл
қолдан газойльсi (немесе оның компонентi) шикiзат ретiнде немесе мазуттар
ерiткiш ретiнде алу кезiнде. Болуы мүмкiн және құрамалы қолдану жеңiл
газойля, осы жағдайда ол таңдаулы әдiспен масел өндiрiс қолданылатын
ерiткiштердiң бiрлерiнiң сығындыларына ұшырайды. Хошиiстi көмiрсутек
жартылай босатылған жеңiл газойль айдаудан кейiн (рафинат ) ерiткiш
сығындыға дейiнi биiктен асатын цетан саны бар және бола алады дизел отын
ретiнде қолдану; сонымен бiрге хошиiстi көмiрсутектер көбiнесе болатын
төменгi қабат (сығынды ) ерiткiштiң айдауынан кейiн бола алады жоғары
сапалы күйенiң алуы үшiн шикiзат ретiнде қолдану.
Ауыр газойль. Ауыр газойль каталиктi крекингтi қалдық өнiм болып
табылады. Сапа оны технологиялық факторлар және шикiзаттың
мiнездемелерiнен, сонымен бiрге жеңiл газойляның сапасынан тәуелдi болады.
Ауыр газойль катализатор шаңымен ластай алады; каталиктi крекингтi
шикiзатқа әдетте жоғары немен онындағы күкiрт мөлшерi. Ауыр қолдан
газойльсi немесе қызулық крекинг және кокс айыру үшiн мазуттардың
даярлауында, немесе шикiзат ретiнде. Соңғы кезде ол күйенiң өндiрiсi үшiн
шикiзатты сияқты қолданады[9].
4 Крекинг катализаторлары
Каталиктi крекингтiң реакциялары катализатордың беттерiнде ағады.
Реакциялардың бағыты катализатор, шикiзаттың қасиеттерi және крекингтiң
шарттарынан тәуелдi болады. Катализатордың беттерiне крекингтiң нәтижесiнде
кокс кейiнге қалдырылады, сондықтан каталиктi крекингтi маңызды ерекшелiк
(кокстiң күйдiруi) катализатордың жиi регенерациясының қажеттiлiгi болып
табылады.
Каталиктi крекинг үшiн алюмосиликат катализаторларын қолданылады.
үстiңгiлiкпен арналған бұл табиғи немесе жасанды алған қатты жоғары кеуектi
заттар күштi дамыған iшкi.
Түрiндегi 0,04 - 0,06 мм диаметрiнiң сфералық бөлшектерi немесе 3 - 6
мм өлшемiнiң тәбiлеткiлер және түйiршiк ұнтақталған синтетикалық
алюмосиликат катализаторлары алюмосиликат белсендiрiлген табиғи саздарын
Зауыты қолдан тәжiрибесiнде. Катализатор бiрiгiп ауаның ағыны немесе
көмiрсутек булар оңай тасуға болатын сусымалы материал болады.
Крекинг қондырғыларда келесi алюмосиликат катализаторларын қолданады.
1. Синтетикалық тозаң тәрiздi катализаторлар бөлшектерімен 1 - 150мк
өлшемді.
2. Қышқыл және қыздыру өңдеуi немесе тек қана қыздыру өңдеуiнiң
(бентониттер, бокситтер және кейбiр басқа) табиғи саз даярлалатын табиғи
сфералық немесе тозаң тәрiздi катализаторлар. 1-шi тарауға көрсетiлетiн
бөлшектерiнiң өлшемдерi. Жылуға шыдамдыдан кем салыстырғанда синтетикалық,
табиғи катализаторлар және төмендетiлген белсендiлiктердi алады.
3. 10-150 мк өлшеммен бөлшектерi бар қалыпталған синтетикалық
катализатор Микросферический. Таралудың жанында салыстырғанда тозаң
тәрiздi, сфералық катализаторын аз аппаратураның түрпiлi тозуы және
катализаторопроводов кiшiрек шақыр дәрежесiнде де ағзындап кетедi. Меншiктi
шығын оны тозаң тәрiздi катализатордың шығынға қарағандасы төменде.
4. 3-6мм диаметрiнiң шыны сияқты түйiршiктерiнiң түрiндегi
синтетикалық катализатор.
5. 3-4 мм өлшемiмен табиғи және синтетикалық катализаторлар
бөлшектермен бұрмалалған цилиндрлiк. формалар. Олар тәбiлеткiленген, оларды
жиi деп атайды шариктi, және жылжымайтын катализатормен қоюларда көбiнесе
қолданылуға қарағанда кiшiрек берiктiк бейнеленедi.
Көрcетiлгенi катализаторлардың жоғары 5 түрлерi аморфты болып
табылады.
6. (не жақсы регенерацияның мүмкiндiк туғызады) хромның тотық болатын
синтетикалық кристалды құрамында цеолит бар катализаторлар сонымен бiрге
(катализатордың асылданатын оның қасиеттерiнiң кейбiр
жақсартуы бар жанармайының шығу өршiтушi таңдаулылықтары) металл сирек
кездесетiн тотықтар. Тализатора қарашы бәсеңдейтiн ағынмен қоюлары үшiн
iстеп шығар олары түйiршiктелген және қоюлардың қайнайтын жiгiнде үшiн
сфералық.
5 Каталитикалық риформинг
1. Процесстiң тағайындауы. Дәл қазiр каталитиялық риформинг бiр болды
- бастаушы процесстерi және нефтехимиялық өнеркәсiп мұнай өңдейтiн.Олардан
көмекпен бензин фракцияларының сапасын жақсартып және хошиiстi
көмiрсутектер алуға лажы болады ) күкiрттi және көп күкiрттi мұнайлардан
әсiресе. Жеңiл көмiрсутектерден жанармай газдың алуы үшiн каталитиялық
риформингтiң процесстерiн соңғы кезде жасалды. Мұнайды айыруды түзудiң
бензин фракцияларығана емес, басқа мұнай өнiмдерi де қолдануға сонша түрлi
келтiр өнiмдерiнiң өндiруiн мүмкiндiк шикiзат ретiнде.
Каталитиялық риформингтiң жаппай енгiзуiне дейiн айыруды түзудi
(мазут, жарты гудрон және гудрон) ауыр шикiзат және жанармайдың қыздыру
риформингiнiң жеңiл крекингiнiң қыздыру риформингi және құрамалы процессiн
қолданылды. Көрсеткiштердiң сондықтан аласа техникалық-экономикалықтарының
өз болуы ендiгәрi қыздыру тоқтат риформингi салыстырғанда каталитиялық.
Жанармайдың шығуы қыздыру риформингiнде 20 27%ке аз және октандық сан оны 5
7 пунктке каталитиялық риформингке қарағандасы төменде. Бұдан басқа,
қыздыру риформингiнiң жанармайы тұрақсыздық.
Каталитиялық жүзеге асыр риформингiнiң процессi салыстырмалы биiк
температураға және орташа қысымда, Газа водородсодержащегосын ортада.
Каталитиялық риформинг Газа ортасында үлкен өтедi 70 80 объемн сутегiнiң
мазмұныды. %.0 Бұл процесстiң температурасын көмiрсутектердiң терең ыдырауы
және түбегейлi бiлiм жiбермей жоғарылатуға мүмкiндiк бередi.
Дегидроциклизациидың нафтен уг леводородовтарының қаңғытып жiберуi және
жылдамдығының жылдамдығы және парафиндi көмiрсутектердiң изомерлеулерi
нәтижеде үлкеедi. Түбегейлi шектердегi процесс, тәртiп және катализаторының
тағайындауларына байланысты алынатын өнiмдердiң шығу және сапалары
өзгередi. Каталитиялық риформингтiң жүйелерiнiң көпшiлiктерi үшiн дегенмен
ортақ ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ...
1 Әдеби 4
шолу ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ..
1.1 Мұнайдың құрамы және химиялық 4
қасиеті ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.1.1 Физикалық 4
қасиеті ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ...
2 Термиялық 6
процестер ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ...
2.1 Термиялық крекинг және 6
пиролиз ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.1.1 Термиялық 11
крекинг ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ..
3 Каталитикалық 14
крекинг ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ..
3.1 Шикізат және каталитикалық 15
крекинг ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
3.1.1 Каталитикалық крекинг 15
шикізаты ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ..
3.1.2 Каталитикалық крекинг 16
өнімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ..
4 Крекинг 19
катализаторлары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ..
5 Каталитикалық 21
риформинг ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ..
5.1 Шикізат және каталитикалық риформинг 27
өнімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ...
5.1.1 Каталитикалық риформинг 27
шикізаты ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... .
5.1.2 Каталитикалық риформинг 28
өнімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ...
5.2 29
Риформинг ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... .. ...
6 Риформинг 30
катализаторы ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ..
6.1 Катализаторлардың қасиеті және 30
сипаты ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
6.2 Риформингтің өнеркәсіптік 31
катализаторлары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
6.3 Катализаторларға қойылатын 31
талаптар ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ...
7 Қондырғы 32
түрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ...
8 Тәжірибелік 35
бөлім ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... .
8.1 Өнеркәсіптік процестердің 35
классификациясы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
8.2 Керосиннің каталитикалық 35
крекингі ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... .
8.2.1 Керосиннің каталитикалық крекингі және өнімдердің физикалық 36
қасиетің
зерттеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... .
Қорытынды ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... 41
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ...
Пайдаланған 42
әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ..
Кіріспе
Тақырыптың өзектілігі. Мұнай өнiмдері өндiрiс көлемiнiң үлкеюi, олардың
ассортиментiнiң кеңейтілуi және сапасының жақсаруы - мұнай өңдейтiн
өнеркәсiптiң алдында дәл қазiр қойылған негiзгi мақсат. Үлкен мән әсiресе,
каталитикалық процесстерге беріледі. Жанармайлар жасауға, қазіргі
талаптарға сай келетің каталитикалық крекинг, каталитикалық риформинг,
гидротазарту, алкилирлеу және изомерлеу процесстерісіз өтуі мүмкін емес, ал
кейбір жағдайда гидрокрекинг.
Курстық жұмыстың мақсаты – мұнайды термиялық өндеудегі физикалық
сипаттамаларын анықтау.
Курстық жұмысқа негізгі міндеттер қойылады:
1) каталитикалық крекинг пен каталитикалық риформинг процестерінің негізгі
ұғымдарын анықтау;
2) каталитикалық крекинг пен риформинг процестері өтетін қондырғылар мен
құрылғыларды зерттеу;
3) термиялық крекинг және риформинг процестеріне қатысатын
катализаторлардың сипаттамаларын талдау;
4) эксперименталдық әдіс нәтижесінде каталитикалық крекинг және риформинг
процестерінің негізгі қасиеттері мен параметрлерін анықтау.
Курстық жұмыстың мазмұнын ашатын тірек сөздер: ароматтау, асфальтизат,
бензин, вакуум, гидрокрекинг, гидротазалау, гудрон, дистиллят, катализатор,
кокс, крекинг, мазут, мұнай, нафтенді және парафинді көмірсутектер,
бензиннің октан саны, риформинг, шикізат, фракция
Курстық жұмыс барысында қысқартылған сөздер:
1) ААК – аморфты алюмосиликатты катализатор;
2) АҚШ – Америка Құрамы Штаты;
3) АМҚ – ауыр мұнай қалдықтары;
4) АПК – алюмоплатиналы катализатор;
5) ИҚ – инфрақызыл;
6) ККФ – флюид каталитикалық крекинг;
7) МТБЭ – метилтретбутил эфирі;
8) ОС – октан саны;
9) СТҚ – соңғы қайнау температурасы;
10) СГ – сутек газы;
11) ТАА – термоадсобциялық асфальтсыздандыру;
12) ЦК – цеолитті катализатор
Курстық жұмыс 8 бөлімнен, 5 суреттен, 3 кестеден және пайдаланған
әдебиеттер тізімінен тұрады.
1 Әдеби шолу
1.1 Мұнайдың құрамы және химиялық қасиеті
Мұнай - бұл тау жынысы. Ол шөгінді тау жыныстарының тобына жатады,
құмдармен, саздармен, әк тастармен, тас тұздарымен бірге, және тағыда
басқалар. Бiздер тау жыныстарын – қатты зат деп есептеуге үйрендік, сол
сияқты сұйық және газ тәріздес күйлері де болады екен. Маңызды
қасиеттерінің бірі мұнайдың - күйiп-жану қабілеттілігі.
Мұнайдың кен орынына байланысты әр түрлi сапалы және сандық құрамды
алады. Мұнайлар көмiртектердің негiзiнен тұрады - 79, 5-87, 5% және сутегi
- 11, 0-14, 5% мұнайдың массасынан. Мұнайда осыдан басқа әлi үш элементтер
қатысады - күкiрт, оттек және азот. Олардың жалпы санын әдетте 0,5-8%
құрайды. Мұнайлардағы болмашы шоғырландыруларында элементтер кездеседi:
ванадий, никель, темiр, алюминий, мыс, магний, барий, стронций, марганец,
хром, кобальт, молибден, бор, мышьяк, калий. Олардың мөлшері мұнайдың
массасынан 0,02-0,03% аспайды. Көрсетілген элементтер органикалық және
органикалық емес қосылыстарды құрайды. Мұнайдың құрамында оттек және азот
тек қана сабақтас күйде болады. Күкiрт еркiн күйде немесе күкiртсутек
күйінде бола алады[1].
Мұнай құрамына 425 шақты көмiрсутек қосылыстары кiредi. Басты мұнайдың
бөлiгi үш көмірсутек топтарын құрайды: метан, нафтен және ароматты. Барлық
мұнайлар көмiрсутек құрамы бойынша бөлшектенедi: 1) метан - нафтен, 2)
нафтен - метан, 3)ароматты - нафтен, 4) нафтен - ароматты, 5) ароматты -
метан, 6) метан - ароматты және 7) метан – ароматты нафтен. Классификацияда
бiрiншi бұл мұнай құрамындағы мөлшері аз көмiрсутектiң атауы қойылады.
Мұнайда көмiрсутектермен қатар басқада химия қосыластары, класстары
қатысады. Әдетте барлық класстарды бір топқа біріктіреді гетероқосылыстар
деген ( “гетерос”грек.сөзінен шыққан – “басқа” деген мағынаны білдіреді).
Сонымен қатар мұнай құрамында 380 күрделі гетероқосылыстар табылған.
Көрcетiлген қосылыстардың көпшiлiгi күкiрттi қосылыстар классына –
меркаптандарға жатады. Олар жағымсыз иісі бар өте әлсiз қышқылдар.Олар
металлдармен әрекеттескенде тұз сияқты – меркаптидтерді құрайды.
Күкірт мұнай және көмірсутек газы құрамында кең таралған, олар бос
күйінде немесе күкіртсутек, меркаптандар күйінде кездеседі. Оның мөлшері
0,1%-5% құрайды және оданда көп болуы мүмкін. Мысалы: Астрахан кен орнының
газында күкіртсутек мөлшері 24% құрайды.
1.1.1 Физикалық қасиеті
Мұнай - бұл майлы сұйық, өзіне тән иiсi бар, қоңыр немесе қара
түсті,(тығыздығы 0,73-0,97 гсм³) суға қарағанда, суда ерімейтін. Мұнай
жақсы өзгереді (тығыздығы жеңiлден 0,65-0,70 гсм³, ауырға дейін 0,98-1,05
гсм³). Мұнай және оның туындылары ең жоғары жану қабілеттілігіне ие,
басқа жанармайларға қарағанда. Мұнайдың жылу сыйымдылығы 1,7-2,1кДжкг,
мұнайдың жану жылулығы 41 МДжкг, бензин 42 МДжкг. Қайнау температурасы
мұнай құрамындағы көмірсутектер құрылысына тәуелдi болады және 50–550ºС
аралығындағы толқиды.
Мұнайдың маңызды қасиеті көмiрсутек газдарын ерітіп жіберуінде. 1 м³
мұнайда 400 м³ жанғыш газдарға дейiн ере алады. Мұнайдың және табиғи
газдардың суда еру жағдайы үлкен мән алады. Мұнай көмiрсутектерi суда
шамалы ериді. Мұнай тығыздық бойынша өзгереді. Мұнай тығыздығы 20ºС
өлшенген, судың тығыздығына апарған, 4ºС-та өлшенген салыстырмалы деп
аталады. Мұнай салыстырмалы тығыздығымен 0,85 жеңіл деп аталынады,
салыстырмалы тығыздығы 0,85-0,90 орташа жеңiл, ал салыстырмалы тығыздығы
0,90 көп болса ауыр. Ауыр мұнайда асіресе циклдiк көмiрсутектер кездеседі.
Мұнайдың түсі оның тығыздығына тәуелдi болады: ашық түсті мұнайларда
тығыздығы аз, қара түсті мұнайға қарағанда. Шайырлар және шайыртастақтарды
мұнайларда неғұрлым көп болса, оның тығыздығы соғұрлым жоғары болады. Ал
мұнайдың құрамында шайыр және асфальтен көбірек болса, соғұрлым оның
тығыздығыда көп болады.Мұнай өндірген кезде, оның тұтқырлығын білу керек.
Динамикалық және кинематикалық тұтқырлығын айыру керек. Динамикалық
тұтқырлықпен ортақ ағынның қозғалысына сұйықтың жеке бөлшектерiнiң iшкi
кедергiсi деп аталады. Жеңiл мұнайлардың тұтқырлығы аз, ауыр мұнайға
қарағанда. Ауыр мұнайларды шығарған кезде және ары қарай тасымалдауда
жылытады[2].
2 Термиялық процестер
2.1 Термиялық крекинг және пиролиз
Жоғары температураның әсерімен мұнайды өңдеуді термиялық өңдеу
процестері деп атайды. Оған күрделі көмірсутектерді жоғары температура
әсерінен қарапайым көмірсутектерге ыдырату (термиялық крекинг),ауыр мұнай
қалдықтарын кокстеу (қортқылау), құрамында қанықпаған көмірсутектер көп
болып келетін газдар қоспасын алу үшін жүргізілетін пиролиз процестері
жатады.
Көмірсутектердің термиялық ыдырауы 380-400ºС-та басталады. Күрделі
реакциялардың – термиялық полимерлену мен конденсациялану – нәтижесінде
қанықпаған және ароматты көмірсутектерден шикі мұнайдың құрамына кіретін
заттар – көмірсутекті газдары, сұйық мұнай өнімдерінің қосымша мөлшері,
сонымен бірге мұнай коксы (қатты көмірсутек қалдығы) түзіледі. Мұнай
шикізатын термиялық өңдеу жүйелері шарттарға және тағайындалуына байланысты
крекинг, кокстеу және пиролиз аталымдарын алды.
Термиялық рекинг. Шикі мұнайлардың ауыр фракцияларының белгілі
температурадан аса қыздырылуы жағдайында қосымша бөліну икемділігі крекинг
жүйесін пайдалануда үлкен жетістіктерге әкелді. Мұнайдың жоғары
температурада қайнайтын фракцияларының бөліну кезеңінде, С-С байланыстары
бұзылады,сутегі көмірсутегі молекуларынан үзіліп, нәтижесінде бастапқы шикі
мұнай құрамымен салыстырғанда, түрлі өнімдер спектрі шығарылады.
Мысалы, 290-400ºС температура интервалында қайнайтын дистилляттар,
крекингтеу нәтижесінде газ, жанармай және ауыр шайірға ұқсас қалдық
өнңмдерін шығарады. Крекингтеу жүйесі шикі мұнайдан бастапқы айдау
нәтижесінде құрылған аса ауыр дистилляттар мен қалдықтарды деструкциялау
жолымен жанармайдың шығарылуын ұлғайтады[3].
Бүгінгі таңда қазіргі қозғалтқыштардың талаптарына сәйкес келмейтіні
және шығарылатын өнімнің төменгі сапалылығы үшін (жанармай), термиялық
крекинг басқа, мұнайды қайталау өңдеудің қазіргі әдістерімен шегерілген.
Бүгінгі таңда термиялық крекингтің жаңа құрылғыларын енді жаңадан
орнатпайды, ал әрекеттегі құрылғыларды каталитикалық крекинг және басқа
қазіргі жүйелер құрылғыларын қайта жабдықтайды. Ал термиялық крекинг
негізінде кокстеу қондырғының дистиллятты шикізатын термодаярлау, оның бір
түрі – висбрекинг процесі ретінде іске асады. Висбрекинг – қазандық отынның
тұтқырлығын төмендету мақсатында мұнай шикізатын термиялық өңдеу процесі.
Кокстеу немесе көмірді жартылай қортқылау және қортқылау процесіне –
ауасыз қыздыру арқылы жүретін термиялық деструкция процестерін айтады.
Жартылай қорқылау процесін 500-550ºС, ал қортқлау – 1100ºС дейін жүргізеді.
Термиялық крекингте қортқы көмірдің түзілуі әрекеттің тереңдеу
мүмкіншлігін шектейді.Гудрон немесе мазут крекинггінде ашық түсті
өнімдердің қозғалысы 35-40 %-дан аспайды. Егр термиялық крекингте қөнімді
зиянсыз санап, қортқы көмірдің түзілуінен қауіптенбесе, ашық түсті
өнімдердің шығуын көбейтуге болады.
Көмірді қортқылау – термиялық әрекеттердің бір түрі. Көмірді қортқылау
кезінде сутекті қатты қалдық – қортқы көмір – шығатын негізгі өнім болып
табылады. Сонымен қатар, қортқы көмірмен қоса – жанармай, газойлдық
қоспалар мен газ алуға болады. Көмірді қортқылау арқылы ашық-түсті мұнай
өнімдерінен басқа асфальт, май өндірісінің қоспалары секілді өнімдер
алынады. Мұнда тауарлық сапасы жөнінен қортқы көмір өзгелерден жоғары
болады. Шикізат болып – жоғары молекулалық мұнай қалдықтары – гудрон,
термиялық крекингінің қалдығы, асфальт және бояу-май өндірісінін қоспалары
мен пиролиз шайыры.
Шикізат сапасының негізгі көрсеткіші – көмір қортқыланушылығы, күкірт
пен күл нақтылығы және кермектігі. Шикізатта жоғары молекулалық шайырлы –
асфальты заттар неғұрлым көп болған сайын, оның кокстелуі, яғни, қортқы
көмірдің шығуы көбірек болады. Егер кокстену 10 % тең төмен болса, онда
пештің кокстену әрекеті жүргізіледі, сондықтан кокстеу әрекетіне шикізатты
дұрыс таңдаған жөн.
Кокстеу өнімдерінің қабілеті. Газ – құрамы бойынша термиялық крекинг
газына ұқсамағанмен, онда олефинді көмірсутектер аздау болады. Жанармай –
құрамында шектеусіз КС болғандықтан, химиялық тұрақтылығы аз, октан саны –
ОС – 68-72.
Мұнайлы кокс – электрод, абразивтік шикізаттар, көмірграфитті
шикізаттар алуға және басқа да көптеген салаларда қолданылады.
Кубте кокстеу - мерзімдік әрекет, көп қолданылмайды. Кокстердің
жартылай үзіліссіз жүйесі – қыздырылмайтын кокс камерасында өтеді –
баяулатылған кокстеу. Баяулатылған кокстеу шикізатты құбыр пішіндес пешке
500ºС дейін қыздырылады және ол толық жылытылмаған тік цилиндрлік аппаратқа
– кокс камерасына жіберіледі. Шикізат камерада ұзақ жатады да бұрын
жинақталған жылу арқасында кокстеледі. Жұмыс камерасының жоғары бөлігінен
тазарту ағымы келеді. Реактор коксқа толған кезде, шикізат тобы келесі
камераға ауыстырылып, кокс босатылады. Баяулатылған кокстеудің артықшылығы
– кокс көп мөлшерде шығарылады.
Кокстеу процесін 0,1-0,4 МПа қысымда және 470-540ºС температурада
жүргізеді.
Пиролиз – жоғары бағалы олефинді көмірсутектерді алуға негізделген
жоғары температуралық процесс. Мұнай өндеудің термиялық жүйесінің ең қатаңы
болып табылады. Бастапқыда пиролиз этилен өндіру үшін ғана
қолданылған,қазіргі кезде пропилен, бутадиен, бензол және басқа да өнімдер
шығаруда кеңінен пайдалынылады. Бұл жүйедегі әрекет 750-900ºС
температурасында жүреді және ол мұнай – химиялық синтез шикізаты – жоғары
бағалы олефин сутегін өндіруде қолданылады.
Олефин алуға негізделген пиролизге ең жақсы шикізат парафинді
көмірсутегілер болып саналады. Қалыпты парафиндердің – өзгеруінен: этан
тұтастай этилинге айналады, пропан мен бутанннан жоғары шығымымен этилен
мен пропилен түзіледі, сутегі атомдарының саны 4-тен асатын парафинді
көмірсутегіден 45-50 % салмақтағы этилен, пропилен және шектеусіз С4
көмірсутегісі алынады. Изопарафиндер пиролизінде газ түріндегі парафинді
көмірсутегілер пайда болады және оның қасиеттері ұқсас келеді. Орташа
температурадағы пиролиз кезінде ароматты көмірсутегілер балласт болып
табылады, ал аса жоғары температурада белгілі дәрежеде кокс пен шайыр
түзеді.
Табиғи және серіктес газдар, сондай-ақ мұнай өңдеу өнімдерін
пиролизге түсіруге болады. Табиғи газдардың құрамында 93-98 % метан,2 %
дейін этан және 1 % дейін пропан кездеседі. Пиролизге этан мен пропан ғана
қолданылатындықтан, табиғи газдар пиролиз үшін төменгі бағалы шикізат болып
саналады.
Серіктес газдар мен мұнайды тұрақтандырушы өнімдердің құрамында 60-70
% этан, пропан және жақсы қайнағыш парафинді КС болады, сондықтан бұлар
бағалы пиролиз шикізаттары болып табылады. Кейде пиролизге серіктес газды
тұтастай түсірмей-ақ, одан бөлініп алынған этан, пропан және бутанды ғана
салуға болады.
Мұнай пиролизде қолданылатын өңдеу өнімдеріне тікелей айдалған
жанармай және ароматты көмірсутегілердің экстракция қондырғылардың шыққан
бензин-рафинат жатады. Бензин фракцияларын пиролиз кезінде бутадиен,
бутилен, ароматты көмірсутегілер секілді жоғары бағалы өнімдер алумен
қатар, күл мен нафталин өндірісіне қажетті шикізаттар дайындалады.
Тікелей айдалған жанармайдың тазартылған жанармайдан артықшылығы, оның
құраиының негізгі бөлігі парафин көмірсутегілерінен тұрады, ал тазартылған
жанармай құрамында 50 %-ға дейін ғана изопарафин бар.
Алдағы уақыттарда құбыр пештердегі пиролиз үшін шикізат ретінде
керосинді – газды қоспалар қолданылуы мүмкін. Бірақ бұл шикізат алдын-ала
дайындауды қажет етеді, яғни оны күкіртті қоспалардан тазартып, қайта
ароматтау қажет.
Қанықпаған көмірсутегілер – пиролиздің қорытынды өнімдері – тек өте
жоғары температура кезінде термодинамикалық тұрғыда тұрақты келеді.Этилен
үшін бұл көрсеткіш 750ºС температураны құрайды. Сондықтан пиролиз
процесінің ең басты параметрлері – пиролиз температурасы, әрекеттесу
уақыты, шикізат буының парциалды қысымы. Пропан пиролизі кезінде
температураны жоғарлату этилен мен пропиленнің шығымын көбейтеді.Төмендету
температурада пропиленнің шығымы максимальді болғандықтан, этилен мен
пропиленнің шығымын және арақатнасын реттеп отыруға болады[4].
Этилен мен пропиленнің арақатынасын әрекеттесу уақытын өзгерту арқылы
да басқаруға болады. Шикізаттың парциалды қысымның төмендетілуі этиленнің
шығымын арттырады. Пиролиз процесі атмосфералық қысыммен шамалас қысымда
жүргізіледі, ал парциалды қысымды шикізатты су буымен араластыру арқылы
басқарады.Шикізатты су буымен араластыру олефиндер молекулаларының өзара
бір-бірімен соқтығысу ықтималдығын азайтады,соның нәтижесінде полимерлеу
және
тығыздалу реакциясының маңызы төмендейді. Газ түріндегі немесе тығыздалған
газ пиролизі кезінде шикізатқа 10-20% су буы қосылды, ал жанармай және өзге
де ауыр көмірсутегілер пиролизінде 25%-дан 30%-ға су буы араластырылады.
Пиролиз кезінде пиролиз газы мен пиролиздің сұйық өнімдері (пиролиз
шайыры) түзіледі. Пиролиз газында көп көлемдегі түрлі заттар бар. Оның
құрамы пиролиз температурасына реакция аймағында болу уақытына (әрекеттесу
уақыты) және бастапқы шикізат сапасына байланысты. Әрекеттесу уақыты ұзақ
болғанда (2-3 секундтан жоғары) шикізат сипаты пиролиз газының құрамына
айтарлықтай әсер етпейді. Пиролиз газы құрылғының газ бөлу аймағында
сутегі, метан, этан, этилен, пропилен, пропан бутилен-бутадиен қоспаларына
бөлінеді. Бутилен-бутадиен қоспасынан бутадиен-1,3 алынады, бұл шикізат
синтетикалық көк қағаз өнеркәсібінде қолданылады.
Пиролиз шайыры деп жүйеден алынған сұйық С5 – тен жоғары
көмірсутегілерді атайды. Пиролиз шайыры көлемі, негізінен пиролиз
шикізатына байланысты болады. Шикізатының құрамында 10-15 % диен
көмірсутегісі, 10-15 % олефин, 25-30 % бензол, 10-15 % толуол, сондай-ақ
стирол және инден, циклоолефин-циклопентадиен секілділердің шектеусіз
қоспасы және тағы басқалары. Пиролиз шәйірін өндеу екі түрлі жылулық және
химиялық жолмен жүзеге асуы мүмкін.
Соңғы реакцияның (яғни коксты шетке ығыстыруды ұлғайту) температураның 900-
1000ºС дейін жоғарылауына мүмкіндік туғызады.
Келесі қалаусыз жүйе – пиролиз жағдайында қанықпаған көмірсутегілердің
полимерленуі іс-жүзінде жүзеге асырылмайды. Бұл реакция экзотермиялық және
төмен температурада басталады.
Сондықтан бұл реакция жүретін және жылдамдығы жоғары болатын
температуралы аумақтан тез өту, пиролиздегі газды суыту кезеңіндегі негізгі
міндет. Шикізаттың жоғары температуралы орындарда болу уақытын ұзарту
мақсатты өнімдердің қалаусыз өзгерістерін ұлғаюына үлес қосады. Сондықтан
пиролиздің таңдамалығын (селективтілігін) жоғарлату үшін әрекеттесу ауқытын
азайту қажет. Алайда, мұндайда; шикізатты өндеу дәрежесі өту жолында кеміп,
сол себепті өнім шығуы азаяды – ал рецикл шығындары өседі.
Экономикалық жайларды есепке ала отырып, жүйедегі жағдайды
тиімділендіру ендігі жерде таңдаулыққа байланысты.
Stone and Webster фирмасының VSC пештері, КТІ фирмасы шығарған соңғы
үлгідегі GK – пештерінде шикізаттың реакциялық ортада болу уақыты 0,2-0,3
секундтан аспайды, ал Kellog фирмасының Millisecond пештерінде – 0,1
секунд шамасында.
Сонымен, пиролиз процесін жүргізу негізгі шарттары :
1. Әжептауір жылу мөлшерін жылдам енгізу,
2. Көмірсутектердің парциалды қысымын төмендету,
3. Минимальді (контакт) уақыты,
4. Олефинді қажетсиз полимерленуін болдырмау үшін реактордан шығатын
пиролиз газдарын неғұрлым аз уақытта салқындату.
Іс жүзінде осы шарттарды жүзеге асыру үшін пиролизді құбыр пештер
қолданылады. Құбырға бастапқы шикізат пен бу, ал құбыраралық қуысқа –
жылутасымалдағыш салынады. Құбырдың ішкі қабырғаларына түскен коксты
мезгілді күйдіріп тұрады.
Пиролизді пештер шикізаттың реакциялық аймағында 0,01-0,1 сек бойынша
болуына икемделген қарқынды жоғары температуралы қыздыру үшін әдейлеп
құрастырған[5].
Қазіргі кезде пиролиз процесі мынадай бөлімдерден тұрады: көмірсутегі
шикізатының пиролизі, пиролиз газын сығу және тазарту, газ бөлу, пиролиз
шайырын өңдеу. Көп жағдайда, пиролиз құрылғысының жобасы қолданылатын
шикізаттың сипатына байланысты анықталады. Бірақ, қандай құрылғы болмасын
оның ең негізгі екі бөлімі кездеседі: бастапқы шикізаттың пиролизі мен
рецикл өтетін, ыстық деп аталатын бөлімі , және алынатын өнімді бөлу мен
тазарту қызметін атқаратын, суық деп аталатын бөлім. Бастапқы шикізатты
пештің конвективтік аймағына (бөлігіне) салып, оны су буымен араластырып,
кететін газ есебінен тиісті температураға қыздырады.
Содан соң, көмірсутегі мен будың қосындысы пештің радиантты аймағына
түседі. Мұнда пиролиз әрекеттесуінің өтуі қыздырылған панельдердің
сәулелердің жылуы арқылы жалғасады. Өнімдер пештен шығарда 800-850ºС
температурасына дейін қыздырылады. Олефиндердің полимеризациясы аталатын
қажетсіз әрекетті болдырмау үшін, әдетінше, оларды жылдам суыту немесе
ысылту арқылы екі кезеңде жасайды.
Бірінші кезеңде (түзу емес ысылту) – су қоспасымен және екіншісінде
(түзу ысылту) конденсация кезінде түзілген пиролиз майымен 350-400ºС
температурадағы суытылған өнімнің ағымы ауыр қоспаларды ала келетін алғашқы
фракциялану тізбегіне түседі Мұнда ортаңғы қатардағы бөліктерден пиролиз
жанармайы мен су алынады. Пиролиздің қоспаланбаған газдары тізбектің
жоғарғы қатарына шығады. Сығымдаудан соң, сілті ерітіндісімен шайылып және
кептіріліп, оларды құрылғының суық бөлігіне жібереді.
Оның техникалық безендірілуінің біреше нұсқасы бар : аз немесе көп
қоспалы сутегі, 99,9% тазалықтағы этилен ,95-99,5% тазалықтағы пропилен,
25%-дан 50% дейін бутадиені бар С4 қосындысы, С5 қосындысы және ароматты
көмірсутегілерге бай пиролиз жанармайын алу.
Этилен бойынша шығымды жоғары деңгейге жеткізу үшін (нафта кеінде 30%-
дан жоғары) 8500С температураны қолданады, әрекеттесу уақыты 0,2-0,3 с және
Н2Ошикізат массалық қатынасы = 0,5-0,6 болуы қажет.
Соңғы онжылдықта жүйені дамытылуының қатаңдығын ұлғайтуға бағытталуда.
Яғни мүмкіндігінше, температураны арттырып, әрекеттесу уақытын кеміту
жолдары қарастырылуда. Жанармай қоспаларының пиролиз құрылғысының
кескіндемесі суретте 28 берілген. Шикізат 1,0-1,2 МПа қысымда булы
қыздырғышқа жіберіледі, 100ºС -қа дейін қыздырылады. Содан соң, ыстық бумен
араластырылып, пиролиз пешінің конвекциялық бөліміне түседі.Мұнда жанармай
буланып, ол 500-600ºС-қа дейін қыздырылады. Осыдан кейін көмірсутегі
ыдырауы өтетін радиант бөліміне
салынады. Пештен 750ºС өтетін температурада және 0,2-33 МПа қысымда шыққан
пиролиз газы ысылту бөліміне жіберіледі. Бұл жерде камераға берілген бу
конденсатының есебінен 700ºС температураға дейін жылдам суытылады. Жылдам
суыту арқылы олефиндердің екінші рет полимерлеу және конденсациялау
реакцияларын болдырмайды.
Одан кейін жылы су буын өндіруге қолданылатын, ысылту-буландыру
құрылғысында пиролиз газы 400ºС температураға дейін суытылады. Содан соң
газдар 70ºС температурадағы сіңдіргіш май бүркитін құрылғыдан өтеді.
Пиролиз газдары 180ºС дейін суытыладыжәне келесі өңдеулерге жібріледі.
Құрылғы жиынтығында бірнеше жылуалмастырғыштары бар пештер орналастырылған
пиролиз пештері, ысылту бөлімінің, пиролиз, ысылту-бу құрылғысының және
май бүрку аппаратының пештері болады. Сцытылған пиролиз газдары барлық
пештерден жалпы коллекторға жиналады және ол алғашқы рекфикация тізбегінде
шайылуға жіберіледі. Газдың төменгі бөлігі күйе мен кокстан ауыр сіңдіргіш
маймен жуу арқылы тазартылады, ал жоғарғы бөлігі жеңіл сіңдіргіш майды
буландырып жіберу есебінен салқындатылады. Бл кезде ауыр шайыр
конденсациясы да өтеді. Пиролиз газы тізбектен су қоспалары – тоңазытқышқа
түседі, мұнда жеңіл майлар мен су буларының конднсациясы жүреді.
Сепараторда жеңіл май қосындылары мен су, кейін сығу аймағына, газ бөлу
және газ тазарту бөлігіне түсетін пиролиз газынан бөлінеді.
2.1.1 Термиялық крекинг
Қазіргі кезде термиялық процесс шикізат үшін даму деңгейі әр түрлі
болуы мүмкін: төменгі газ тәріздес көмірсутектерден бастап ауыр жоғарғы
молекулярлық қалдықтарға дейін. Сондықтан зерттеушіге және инженер-
мұнайшыға ең әр түрлі мұнай және газ шикізатының жоғарғы температурадағы
жүрісін анықтау қызық, термиялық крекингті жеке көмірсутекте, мұнай
фракцияларында және қалдықта анықтайды.
Көмірсутек крекингін зерттеу дәл кинетикалық мәліметтерін алуға және
механизм процессін зерттеуге мүмкіндік береді. Бұл тапсырыс реакция өнімін
әрекеттеспеген шикізаттан жақсы бөлінуін жеңілдетуге мүмкіндік
береді.Крекинг барысында кең мұнай фракцияларының айналу тереңдігін анықтау
қиынға түседі, себебі шикізаттың химиялық құрамы күрделі, жоғарыда
айтқандай оның айналмаған бөлігін ұқсатуға мүмкіндік бермейді
Көмiрсутектердiң молекулаларының ыдырауы ( 470-550) жоғарғы
температураға және 2-7 МПа қысымда ағады. Процесс баяу ағады, көмiртектiң
атомдарының таралмаған шынжыры бар көмiрсутектерi құрастырады. Мұндай
әдiспен негiзiнен автомобилдiк жанармайлар алады. Оның мұнайынан шығуға 70%
жетедi.
Шектi көмiрсутектермен термиялық крекинг нәтижесінде алынған
жанармайда қатар, көп шектiк емес көмiрсутектерде болады. Бұл жанармай
сондықтан айыруды түзу жанармайға қарағанда жоғарғы детонация
табандылығымен ие болады.
Термиялық крекингтi жанармайда оңай қышқылданып полимерлейтiн көп
шектiк емес көмiрсутектер болады. Сондықтан бұл жанармай орнықтыдан кем
сақтауда. Әр түрлi қозғаушының бiр бөлiктерi оның жануында бiтелiп қала
алады. Жанармайға такомаға бұл зиянды әсердiң жоюлары үшiн тотықтырғыштарға
толықсытады[6].
Егер қыздырылатын күштi (жылу берудi жақсарту үшiн толтырылған темiр
жоңқаларын) құбырда жер майы немесе шектiк емес көмiрсутек тазаланған
жағатын май тамшылар бойынша шұңқырдан жiберуге жалындаса, онда U - бейнелi
құбырға сұйық жиналады, судың бетінде цилиндрде – газ болады. Алынған
сұйықтық, реакция үшiн алынған бромдық суға қарағанда түсiздендіреді, яғни
үздіксіз қосылыстарда болады. Жиналған газ жақсы жанады және сонымен бiрге
бромдық суын түссіздендіреді.
Мысалы, тәжірибе нәтижесі қыздырған кезде көмiрсутектердiң ыдырауын
түсіндіреді:
C16H34 → C8H18 + C8H16
гексадекан октан октилен
Кiшi молекулалық салмақтары бар шектi және шектiк емес
көмiрсутектердiң қоспасы, пайда болды, жанармайға ұқсас.
Мысалы, алынған сұйық заттар бұдан әрi жартылай шiри алады
C8H18 – C4H10 + C4H8
октан бутан бутилен
C4H10 – C2H8 + C2H4
бутан этан этилен
Бұл реакциялар үлкен сандық газ сияқты заттардың пайда болуына
әкеледі. Крекинг процесінде бөлінген этилен шикізат ретінде химиялық
өнеркәсiбi үшiн кенінен қолданылады: полиэтилен және этил спиртiнiң
өндiрiстерi.
Көмiрсутектердiң молекулаларының ыдырауы радикал механизммен өтеді.
Бастапқыда еркін радикалдар құралады:
CH3 – (CH2)6 – CH2:CH2 – (CH2)6 – CH3 → CH3 – (CH2)6 – CH2 + CH2 – (CH2)6 –
CH3
Еркiн химиялық радикалдар өте белсендi және әр түрлi реакцияларда
қатыса алады. Крекинг процесінде радикалдардың біреуі сутегі атомынан жарып
шығады (а), ал басқасы қосылады (б):
а) CН3 – (СН2)6 – СН2 → СН3 – (СН2)5 – СН=СН2 + Н
1-октен
б) CH3 – (CH2)6 – CH2 + H → CH3 – (CH2)6 – CH3
октан
Температурасы 700-1000ºС пиролиз өткізеді (термиялық жiктеуi) мұнай
өнiмдерiнде, нәтижесінде жеңіл алкен – этилен, пропилен және ароматты
көмірсутектер алады. Пиролиз кезінде келесі реакция өтуі мүмкін:
CH3 – CH3 → CH2 = CH2 +H2
CH3 – CH2 – CH(CH3) – CH3 → CH2 – CH(CH3) – CH3 + CH4 т.б.
3 Каталитикалық крекинг
Каталитикалық крекинг – мұнай дистилляттарын екіншілік қайта өңдеудегі
кең таралған процестердің бірі, ең алғаш 1940 жылы өндіріске енгізілген.
Қазіргі таңда катализаторлы крекингтің көлемі әр елде 10-30%-ға дейін
мұнай өңдейді. Бұл процестің 350-5000с-тағы вакуумды газойльды кең
фракциясы жатады, катализаторға зиянды қоспалардан алдын ала тазартылған –
азот, күкірт және металдар. Катализаторлардың жаңа түрін енгізудегі
жетістіктер соңғы жылдары вакуумды газойльді қайта өңдеуімен бірге оның
мазутпен қосылысын және мазуттың өзін қайта өңдеу процестері жүзеге
асырылуда.
Каталитикалық крекинг – ауыр дистилятты мұнай фракцияларының мотор
отындарына және мұнай химиясына шикізатына ауысудың каталитикалық
деструктивті процесі, бұл процесс техникалық көмір және кокс өндірісінде
қолданылады[7].
Ауыр көмірсутекті шикізатты және мазутты каталитикалық крекингтеу.
Цеолитті микросфералы катализаторды (ЦК), ауыр шикізатты беру жолдарын
жетілдіру, регенераторда ішкі немесе сыртқы суыту беттерін орналастыру
вакуум газойлінің төменгі қайнау температурасын көтеруге мүмкіндік береді
және одан кейін негізгі басты мақсатқа мұнайды терең өңдеуге көшуге болады,
былайша айтқанда мазут және гудронды крекингтеуге аз қалдықты процесс болып
есептелетін ауысуға болады. Бірінші сатысында түзілген коксты өңдеу
қиындықтары шешілді: процесте түзілген коксты регенераторда жағады, ал
бұдан бөлінген жылуды крекингтің эндотермиялық реакцияларын қолдауға,
регенераторға берілетін ауаны қысуға, керекті электр энергиясын алуға және
жоғары қысымды, процестің су буына деген сұранысын ғана өтеп қоймай,
сонымен қатар шетке де беруге болатын су буын алуға пайдаланады.
Кесте 1
Каталитикалық крекингтің материалдық балансы
Фракциялар Өнім шығымы,%
І ІІ
Құрғақ газ 3,5 3,0
Пропан-пропиленді фракция 5,0 5,5
Фракция С4 9,0 11,0
Бензин С5 – 1950С 39,0 47,0
Жеңіл газойль (195-350 0С ) 22,5 20,5
Ауыр газойль (350 0С) 15,0 9,0
Кокс 5,0 4,0
3.1 Шикiзат және каталитикалық крекинг өнiмi
3.1.1 Каталитикалық крекинг шикiзаты
Каталитикалық крекингтiң өнеркәсiптiк қоюларын негiзгi шикiзат мұнайды
алғашқы айырудың атмосфералық және вакуумдық дистилляттары болып табылады.
Дистиллятты шикiзатын құрамына байланысты келесi топтарға жатқызуға болады.
Бiрiншi топ - жеңiл шикiзат. Осы топқа (керосин - соляр және вакуум)
мұнайды алғашқы айырудың дистилляттары жатады. Олардың қайнау орташа
температурасы 260 280ºС құрайды, орташа молекулалық салмағы 190 - 220.
Жеңiл керосин - солярка дистилляттары тіке айдайтын жақсы шикізат болып
табылады авиация жанармайларының өндiрiсi үшiн.
Екінші топ – ауыр дистиллятты шикізат. Осы топқа ауыр солярлы
дистилляттар жатады, қайнау температурасы 300 - 550ºС
аралығындағы.Олардың орташа молекулалық салмағы 1,5 есе жоғары жеңіл
шикізатқа қарағанда, дәлірек айтқанда 190 - 220 орнына 280 – 330. Реактор
немесе араластыруды түйiнге жеңiл шикiзатқа, бағыттың алдында ауыр
дистилляция шикiзаты қарсы бу сияқты күйге катализатормен алқынамыз
жартылай ауыстырады. Автомобилдiк жанармайлардың өндiрiсi үшiн әдетте 0,
880 0, 920-шi салыстырмалы тығыздығымен ауыр солярлы дистилляттары
қолданылады.
Үшiншi топ – кең фракционды құрамды шикізат. Бұл шикiзаттарды бiрiншi
және екiншi топтардың дистиллятты қоспасы ретiнде қарастыруға болады; ол
керосин және жоғары қайнайтың солярлы фракциялары, сонымен бiрге май және
парафин алынатын кейбiр өнiмдерде болады. Үшінші топтың дистиллят қайнау
шегі 210 - 550ºС.
Төртінші топ – аралық дистиллят шикізаты.Осы топ ауыр керосин
фракциялар қоспасы, жеңiл және орташа солярлы фракциялары бар қоспаларды
құрайды, қайнау шегі 250–470ºС.Аралық шикізат автомобильбік және авиациялық
жанармайлар алуға қолданылады[8].
Керосин және солярлы дистилляттар, вакуумдық дистилляттар мұнайды
тікелей айдауда каталитикалық крекинг үшiн жақсы шикiзаттар болып табылады.
Бұл оңай балқитың парафиндарға да жатады.
Маңыздылығы кем емес – экстрактар, майлы дистилляттарды тазалағанда
алынатың қоспалары, себебі олар қиын крекингленетің ароматты
көмірсутектерді құрайды.Каталитикалық крекинг үшін шикізат сапасын мұнай
және мұнайөнім қалдықтарында қолданылады.
Тікелей айдауда каталитикалық крекинг дистиллятта жанармай көбiрек
пайда болады, аз кокс болады, осыған ұқсас дистилляттарға қарағанда
термиялық крекинг және кокстеу қондырғыларымен. Ауыр вакумдық дистилляттар
каталитикалық крекингте, мазутта және басқада шайырлы қалдықтарда көп кокс
пайда болады. Сондықтан жоғарғы шайырлы мазуттар әсіресе гудрондар
каталитикалық крекингке ұшырамайды.
3.1.2 Каталитикалық крекинг өнімі
Каталитикалық крекингтiң өнiмдерiнiң сан және сапасы қайта өңделетiн
шикiзаттың мiнездемесi және катализаторлардан, сонымен бiрге процесстiң
тәртiптерiнен тәуелдi болады. Каталиктi крекинг қоюларында семiз газ,
тұрақсыздық жанармай, жеңiл және ауыр каталитиялық газойльлер алады.
Легроина таңдау кейде ескерiлген.
Изобутан каталиктi крекинг қоюларында түбегейлi бейнеленедi құрылыс
көмiрсутектердiң мазмұнуға алынатын семiз газ әсiресе. Бұл шикiзат қалай
Газа құндылығын жоғарылатады өңдеудi алыс үшiн тiк.
Олардың iшiнен ерiтiлген жеңiл газдар алып тастау үшiн каталиктi
крекингтi қоюды семiз газ және жанармай сорғыш - газ фракцияға бөл
установку1лерге түседi. Бұл қоюды жұмыс каталиктi крекингтi қоюды жұмыспен
тығыз байланған. Байланыс сорғыш - газ фракцияға бөл қоюға каталиктi
крекингтi қоюдан жеңiл өнiмдерiн түсетiнғана емес, екi қоюларды
технологиялық өзара тәуелдiлiкте де болады. Осылай, каталиктi крекингтi
қоюда қысым сорғыш - газ фракцияға бөл қоюда қосымша компрессор жұмысқа
жоғарылатудан аман болу үшiн ендiру керек крекингте ендiру керек
құрастыратын Газа сандары үлкеюмен. Тұрақсыздық жанармайдың қайнауын аяқтың
температуралары үлкеюмен Бутан таңдауын тереңдiктi азайтпау үшiн бутан
бағанасының тәртiбiн өзгертуге дәл келедi - бутилен фракция.
Бутан ерекшелеуiнен кейiн алынатын қурап қалған газ - бутилен және
пропан - пропилен жалғандарымен, энергетикалық отынды көбiнесе сияқты
қолданылады.
Тұрақсыздық жанармай. Тазартуды каталитиче ской негiздi авиация
жанармайының алуы үшiн жоғарғы октан автомобилдiк жанармайы немесе шикiзат
жолымен каталиктi крекингте iстеп шығаруға болады.
Негiздi авиация жанармайының өндiрiсiнде бастапқы шикiзат мұнайды
алғашқы айырудың керосин және жеңiл соляр дистилляттары немесе оларлар
болып табылады араластыр шектердегi 240-360 (жанармай деп аталатын) 220-
245ºС қайнауды аяғы бар жанармайлар,бастапқыда алуға қайнап жатқан. Бұл
жанармай тұрақтанулардан кейiн негiздi авилар алатын (каталиктi крекингтi
екiншi баспалдақ) каталитиялық тазартуға ары қарай өңдеуге түседi.жанармай
ационный. Соңғысы, нәтижеде каталитиялық тазарту, болады, салыстырғанда
автомобилдiк жанармаймен, едәуiр аз олефин және сәйкесiнше авиация
жанармайының тұрақтылық және октандық санын жоғарылатады ароматты
көмiрсутектер көбiрек.
Негiздi авиация жанармайлары қайта өңделетiн шикiзаттың қасиеттерi
және процесстiң шарттарына байланысты моторлы әдiс бойынша 82-85
аралығындағы октан саны болады, (жанармайдың 1кг 3-4 мл) этил сұйығының
қосымшасымен 92-96 аралығындағы.
Автомобилдiк жанармайдың өндiрiсiнде 300-550 болғанда немесе шектер
бiрнеше тарлау қайнап жатқан мұнайларды вакуум айыруының жанында алған
дистилляттарды қолданылатыны бастапқы шикiзат ретiнде.
Автомобилдiк жанармайлар алынатын каталиктi крекинг қоюларында моторлы әдiс
бойынша (этил сұйығының қосымшасысыз) 78-82 октан саны
болады, зерттеушi әдiс бойынша 88-94 этил сұйығысыз және 1 лде жэс 0,8 мл
95-99 қосымшамен.
Каталиктi крекингiн тұрақсыздық жанармайы ерiтiлген қаныққан буларды
биiк қысым болатын жеңiл көмiрсутектердiң оларында алып тастауын мақсатымен
физикалық тұрақтануларына ұшырайды.
Каталиктi крекингтiң тұрақты жанармайларынан авиация жанармайларын
даярлайды немесе әртүрлi маркалардың автомобилдiк жанармайларының даярлауы
үшiн олардың қалайдың жоғарғы октан компоненттерiн қолданады. Сақтау
нормалы шарттарындағы каталиктi крекингтi автомобилдiк жанармайдың
компоненттерi химиялық жолмен тұрақту жеткiлiктi.
Автомобилдiк жанармайлар қалай көп компоненттерге араластырғанын
болады. Оларды ара-арасындалар бұл каталиктi крекингтiң өнiмдерi әртүрлi
процесс алған фракциялар соның iшiнде жоғарғы октан. Компоненттердiң
құрамның жанармайының маркаларына байланысты кеңiнен алады. Осылай, сонымен
қатар авиация жанармайларының даярлауында, (жанармайдан басқа) автомобилдiк
жанармайларға стандарт шешiлген шектердегi этил сұйығының қосымшасына
рұқсат етiледi.
Жеңiл газойль. Дистиллят жеңiл каталитиялық газойль (175-200 және 320-
350 ) салыстырғанда тауарлық дизел фракцияларымен аласадан асатын цетан
саны бар және үлкен күкiрт мөлшерi. Парафиндi негiздердiң жеңiл соляр
дистиллят алған жеңiл каталитиялық газойляның цетан санын 45-56 құрайды, 25-
35 дистилляттарды нафтеноароматическихтан. Жеңiл газойляның ауыр шикiзаттан
астам цетан саны крекингте бiрнеше айналуды кiшiрек тереңдiктi
ұғындырылатыны жоғары. Крекингтiң температурасының жоғарылатуымен цетан
сандары төмендейдi. Жеңiл каталитиялық газойльлер шектiк емес көмiрсутектер
және маңыздылау сандарда болады.хошиiстi көмiрсутектер (28-55% ). Бұл
газойльлердi қату температурасы iстеп шығар ол шикiзаттың қату
температураға қарағандасы төменде.
Жеңiл газойляның сапасына шикiзаттың құрамығана емес, катализатор және
технологиялық тәртiп те ықпал етедi. Жеңiл каталитиялық газойляның шығуы
және оның цетан саны температуралар жоғарылатумен азаяды, хошиiстi
көмiрсутектердiң онындағы мазмұн жоғарылайды. Крекингтiң қуыс iлесетiн
шикiзаттар көлемдi жылдамдықтың төмендеуi, нәтижелерге сонымен бiрге алып
келедi. Оның цетан саны жеңiл газойляның шығуы қайта айналатыны бар
крекингте (жағдайлардың көпшiлiгiнде ол қайта айналатынға әпередi)
төмендеп, азайтады және хошиiстi көмiрсутектердi ондағы мазмұн өседi.
Егер дизель отынының мұнай жанында алғашқы қайта жарыс алынатын
араластырылатын компонент болса, сол жағдайдағы дизель отыны жеңiл
каталитиялық қолдан газойльлерi компоненттер ретiнде, цетан саны бойынша
(асып кету ) қорларды алады және норма сандағы күкiрт төменде болады.
(орнына жасыл май) күйенiң алуы үшiн тек қана өзге жағдайда жеңiл
қолдан газойльсi (немесе оның компонентi) шикiзат ретiнде немесе мазуттар
ерiткiш ретiнде алу кезiнде. Болуы мүмкiн және құрамалы қолдану жеңiл
газойля, осы жағдайда ол таңдаулы әдiспен масел өндiрiс қолданылатын
ерiткiштердiң бiрлерiнiң сығындыларына ұшырайды. Хошиiстi көмiрсутек
жартылай босатылған жеңiл газойль айдаудан кейiн (рафинат ) ерiткiш
сығындыға дейiнi биiктен асатын цетан саны бар және бола алады дизел отын
ретiнде қолдану; сонымен бiрге хошиiстi көмiрсутектер көбiнесе болатын
төменгi қабат (сығынды ) ерiткiштiң айдауынан кейiн бола алады жоғары
сапалы күйенiң алуы үшiн шикiзат ретiнде қолдану.
Ауыр газойль. Ауыр газойль каталиктi крекингтi қалдық өнiм болып
табылады. Сапа оны технологиялық факторлар және шикiзаттың
мiнездемелерiнен, сонымен бiрге жеңiл газойляның сапасынан тәуелдi болады.
Ауыр газойль катализатор шаңымен ластай алады; каталиктi крекингтi
шикiзатқа әдетте жоғары немен онындағы күкiрт мөлшерi. Ауыр қолдан
газойльсi немесе қызулық крекинг және кокс айыру үшiн мазуттардың
даярлауында, немесе шикiзат ретiнде. Соңғы кезде ол күйенiң өндiрiсi үшiн
шикiзатты сияқты қолданады[9].
4 Крекинг катализаторлары
Каталиктi крекингтiң реакциялары катализатордың беттерiнде ағады.
Реакциялардың бағыты катализатор, шикiзаттың қасиеттерi және крекингтiң
шарттарынан тәуелдi болады. Катализатордың беттерiне крекингтiң нәтижесiнде
кокс кейiнге қалдырылады, сондықтан каталиктi крекингтi маңызды ерекшелiк
(кокстiң күйдiруi) катализатордың жиi регенерациясының қажеттiлiгi болып
табылады.
Каталиктi крекинг үшiн алюмосиликат катализаторларын қолданылады.
үстiңгiлiкпен арналған бұл табиғи немесе жасанды алған қатты жоғары кеуектi
заттар күштi дамыған iшкi.
Түрiндегi 0,04 - 0,06 мм диаметрiнiң сфералық бөлшектерi немесе 3 - 6
мм өлшемiнiң тәбiлеткiлер және түйiршiк ұнтақталған синтетикалық
алюмосиликат катализаторлары алюмосиликат белсендiрiлген табиғи саздарын
Зауыты қолдан тәжiрибесiнде. Катализатор бiрiгiп ауаның ағыны немесе
көмiрсутек булар оңай тасуға болатын сусымалы материал болады.
Крекинг қондырғыларда келесi алюмосиликат катализаторларын қолданады.
1. Синтетикалық тозаң тәрiздi катализаторлар бөлшектерімен 1 - 150мк
өлшемді.
2. Қышқыл және қыздыру өңдеуi немесе тек қана қыздыру өңдеуiнiң
(бентониттер, бокситтер және кейбiр басқа) табиғи саз даярлалатын табиғи
сфералық немесе тозаң тәрiздi катализаторлар. 1-шi тарауға көрсетiлетiн
бөлшектерiнiң өлшемдерi. Жылуға шыдамдыдан кем салыстырғанда синтетикалық,
табиғи катализаторлар және төмендетiлген белсендiлiктердi алады.
3. 10-150 мк өлшеммен бөлшектерi бар қалыпталған синтетикалық
катализатор Микросферический. Таралудың жанында салыстырғанда тозаң
тәрiздi, сфералық катализаторын аз аппаратураның түрпiлi тозуы және
катализаторопроводов кiшiрек шақыр дәрежесiнде де ағзындап кетедi. Меншiктi
шығын оны тозаң тәрiздi катализатордың шығынға қарағандасы төменде.
4. 3-6мм диаметрiнiң шыны сияқты түйiршiктерiнiң түрiндегi
синтетикалық катализатор.
5. 3-4 мм өлшемiмен табиғи және синтетикалық катализаторлар
бөлшектермен бұрмалалған цилиндрлiк. формалар. Олар тәбiлеткiленген, оларды
жиi деп атайды шариктi, және жылжымайтын катализатормен қоюларда көбiнесе
қолданылуға қарағанда кiшiрек берiктiк бейнеленедi.
Көрcетiлгенi катализаторлардың жоғары 5 түрлерi аморфты болып
табылады.
6. (не жақсы регенерацияның мүмкiндiк туғызады) хромның тотық болатын
синтетикалық кристалды құрамында цеолит бар катализаторлар сонымен бiрге
(катализатордың асылданатын оның қасиеттерiнiң кейбiр
жақсартуы бар жанармайының шығу өршiтушi таңдаулылықтары) металл сирек
кездесетiн тотықтар. Тализатора қарашы бәсеңдейтiн ағынмен қоюлары үшiн
iстеп шығар олары түйiршiктелген және қоюлардың қайнайтын жiгiнде үшiн
сфералық.
5 Каталитикалық риформинг
1. Процесстiң тағайындауы. Дәл қазiр каталитиялық риформинг бiр болды
- бастаушы процесстерi және нефтехимиялық өнеркәсiп мұнай өңдейтiн.Олардан
көмекпен бензин фракцияларының сапасын жақсартып және хошиiстi
көмiрсутектер алуға лажы болады ) күкiрттi және көп күкiрттi мұнайлардан
әсiресе. Жеңiл көмiрсутектерден жанармай газдың алуы үшiн каталитиялық
риформингтiң процесстерiн соңғы кезде жасалды. Мұнайды айыруды түзудiң
бензин фракцияларығана емес, басқа мұнай өнiмдерi де қолдануға сонша түрлi
келтiр өнiмдерiнiң өндiруiн мүмкiндiк шикiзат ретiнде.
Каталитиялық риформингтiң жаппай енгiзуiне дейiн айыруды түзудi
(мазут, жарты гудрон және гудрон) ауыр шикiзат және жанармайдың қыздыру
риформингiнiң жеңiл крекингiнiң қыздыру риформингi және құрамалы процессiн
қолданылды. Көрсеткiштердiң сондықтан аласа техникалық-экономикалықтарының
өз болуы ендiгәрi қыздыру тоқтат риформингi салыстырғанда каталитиялық.
Жанармайдың шығуы қыздыру риформингiнде 20 27%ке аз және октандық сан оны 5
7 пунктке каталитиялық риформингке қарағандасы төменде. Бұдан басқа,
қыздыру риформингiнiң жанармайы тұрақсыздық.
Каталитиялық жүзеге асыр риформингiнiң процессi салыстырмалы биiк
температураға және орташа қысымда, Газа водородсодержащегосын ортада.
Каталитиялық риформинг Газа ортасында үлкен өтедi 70 80 объемн сутегiнiң
мазмұныды. %.0 Бұл процесстiң температурасын көмiрсутектердiң терең ыдырауы
және түбегейлi бiлiм жiбермей жоғарылатуға мүмкiндiк бередi.
Дегидроциклизациидың нафтен уг леводородовтарының қаңғытып жiберуi және
жылдамдығының жылдамдығы және парафиндi көмiрсутектердiң изомерлеулерi
нәтижеде үлкеедi. Түбегейлi шектердегi процесс, тәртiп және катализаторының
тағайындауларына байланысты алынатын өнiмдердiң шығу және сапалары
өзгередi. Каталитиялық риформингтiң жүйелерiнiң көпшiлiктерi үшiн дегенмен
ортақ ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz