Модифицирленген цеолитқұрамды катализаторда с6 -c14 парафиндерді сутексіз өңдеу

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 43 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ

МИНИСТРЛІГІ

ӘЛ−ФАРАБИ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

Химия және химиялық технологиялар факультеті

Химиялық физика және жоғары молекулалық қосылыстар химиясы кафедрасы

Дипломдық жұмысы

Модифицирленген цеолитқұрамды катализаторда С ₆ -C ₁₄ парафиндерді

сутексіз өңдеу

Орындаған 4 курс студенті Балықбаева Ж. Н.

( қолы, күні )

Ғылыми жетекшісі,

х. ғ. к аға оқытушы Омарова А. А.

Норма бақылаушы Ергазиева Г. С.

Қорғауға жіберілді

Алматы, 2013

Реферат

Бітіру жұмысы 43-беттен, 7-суреттен, 4-кестеден, қолданылған әдебиеттер тізімінен тұрады.

Түйін сөздер: КАТАЛИТИКАЛЫҚ КЕРЕКИНГ, ЦЕОЛИТҚҰРАМДЫ КАТАЛИЗИТОР, АПРОТОНДЫ ОРТАЛЫҚ, БЕНЗИН ФРАКЦИЯСЫ, ПАРАФИНДЕР КАТАЛИТИКАЛЫҚ КРЕКИНГІ

Зерттеу нысандары ретінде:

Жұмыстың мақсаты - мұнайдың дизелдік және бензиндік фракцияның компоненттері болып табылатын, модельді С ₆ -С ₁₄ алкандарды синтездегенде құрамында цеолиті бар катализаторда өңдеу.

Ғылыми жаңалығы қалыпта алкандарды құрамында цеолиті бар полифункционалды катализаторда өңдеу.

Практикалық мәні:

Мұнайдан алынған бинзин мен дизель фракциясының құрамына кіретін С ₆ -С ₁₄ өндіру кезінде катализатордың көп функцияналды және селективті екендігін көрсетеді.

Реферат

Дипломная работа состоит из 43 страниц, содержит 7 рисунков, 4 таблиц, 15 списка использованных источников.

Ключевые слова: КАТАЛИТИЧЕСКИИ КЕРЕКИНГ, ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩИИ КАТАЛИЗИТОР, АПРОТОННЫЙ ЦЕНТР, БЕНЗИНОВОЙ ФРАКЦИИ, КАТАЛИТИЧЕСКИИ КРЕКИНГ ПАРАФИНОВ.

Объекты исследования: .

Цель работы: Исседовать свойства синтезированных цеолитсодержащих катализаторов при переработке моделных алканов С ₆ -С ₁₄ , являющихся поликомпанинтентов дизелной и бензиновой фракции нефти.

Научный новизна: Разработаны новые цеолитсодержащие катализаторы полифункционального действия для процессов переработки С ₆ -С ₁₄ н- парафинов.

Пркатическии значитость: - Разарботан полифункциональный, селективный катализатор в працессе переработки С ₆ -С ₁₄ н- алканов входящии в состав бензиновой и дизельной фракции нефти.

ГЛОССАРИЙ

МӨЗ- мұнай өңдеу зауыты

SWOT - мемлекеттер арасындағы мұнай химия өндірісінің көрсеткіштері

MSCC - милисекеконд каталитикалық крекингі

Мазмұны

Кіріспе . . . 6 1. Әдебиеттерге шолу . . . 9

1. 1. Өндірістегі сутексіз өңдеу үдірісінің заманауи күйі . . . 9

1. 2. Сутексіз өңдеу процесіндегі парафиндердің айналу реакциясы . . . 13

1. 3. Сутексіз өңдеу процесіне қолданылатын катализаторлар . . . 21

1. 3. 1. Крекинг катализаторларының құрамы мен құрылысы . . . 26

2 Эксперимент нәтижелері және оларды талдау . . . 34

Қорытынды . . . 42

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі . . . 43

Қосымша . . . 45

Кіріспе

Қазақстанда мұнай-газ кешенін дамытуға сенімді негіз болатын өндірістік санаттағы мұнай мен газдың едəуір көп қоры бар. Жүргізілген зерттеулер бойынша, ХХI ғасырда көмірсутек шикізаты мен геологиялық қорлардың өсуін Каспий теңізінің Қазақстандық секторы қорларынан күтуге болады, оның көлемі 13 млрд. т мұнай мен 2 трлн. куб метр газға дейінгі бойынша əлемдегі 6-шы орынға шығуына мүмкіндік береді. Мұнай-газ саласын дамытудың негізгі бағыттары геологиялық қорлары əрі қарай өсіру; көмірсутек өндіру жəне өңдеу көлемін арттыру; мұнай мен газ тасымалдау қуатын кеңейту; көмірсутек шикізатын қалдықсыз өңдеуді қамтамасыз ететін өңдеу қуаты мен мұнай химиялық өнімдерден жоғары сапалы үлкен ассортимент алуды дамыту. Жоғарыда аталған мұнайдың мол қорын ел экономикасына тиімді пайдалану үшін соңғы бағыт, яғни мұнайды терең жəне қалдықсыз өңдеу арқылы жоғары сапалы мұнай мен мұнай химиялық өнімдерінің үлкен ассортиментін алуды дамыту ерекше орын алады. Ұсынылып отырған жұмыстың негізгі мақсаты да осы бағытпен байланысқан. [21]

Қазіргі таңда дүние жүзі бойынша мұнай−газ химиялық өнімдерді сату бойынша АҚШ 3 трлн. дол. табысқы ие. Бұл дүние жүзі бойынша ең алдыңғы табыстардың бірі және мұнай қорының әлемдік көрсеткіші болып табылады. Мұнай химиясының негізгі өнімдері синтетикалық каучук, пластмасса, органикалық синтездің негізгі өнімдері т. б. жатады. Мұнай−газ химиялық өнімдер көптеген салаларда қолданылады. Олар : құрылыс материалдарын жасауда, машина жасауда, энергетика саласында, ауыл шаруашылығында, медицина саласында, электроникада, ғарыштық машиналар, тұрмыстық және өндірістік құрылыс материалдарын, көлік жол материалдарын, машина жасауда қолданылады.

Мұнай-газ өнімдерінің әлем бойынша көрсеткіштері:

Батыс Еуропа мұнай өнімдерін өндіруден әлемдік көрсеткіш бойынша 32 % ие. Соның ішінде көп мөлшерде өндірілетіні синтетикалыық бояулар, лактар және химиялық өндісістік негізгі өнімдер т. б. заттар жатады. Соның 40% экспортқа шығылады.
Солтүстік Америка әлемдік көрсеткіш бойынша 30% мұнай өнімдерін өндіреді, осының 26% АҚШ есебінен. АҚШ пен Канада осы салада ең ірі өндірісшілер ретінде әлем саудасанда ерекшеленеді. Минералды тыңайтқыштар, жарылғыш заттар, синтетикалық және полимерлік материалдарды экспортқа шығарады.
Азия мемлекеттері мұнай өнімдерін өндіруден әлем көрсеткіштің 40 % иеленеді. Қазіргі кезде Жапония арзан мұнай химиялық өнімдерді өндіруді азайтуда, оның орнына мұнайдан басқа жаңа заттар алуға назар аударуда. Қытайда химиялық өнімдер өндіру жылдам дамуда. Басты назар химиялық негізгі өнімдерді өндіруге, шикізаттардан пластмассалар алу, химиялық талшықтар және синтетикалық каучуктар жасауға аударылуда.

Дүние жүзіндегі мұнай химиясы дамуының үрдістері қарастырылған. Отандық мұнай химиясы өнеркəсібін талдау - SWOT берілген, сонымен қатар республикадағы оның даму қадамдары қарастырылған.

(1-кесте) SWOT-мемлекеттер арасындағы мұнай химия өндірісінің көрсеткіштері.

Дамыған мемлекеттерде

Дамушы мемлекеттерде

Дамыған мемлекеттерде:

Табиғи ресурстарға бай болуы;
Мұнай газ қосымша өнімдерінің бар болуы;
Қосымша газ, маұнай, жеңіс көмірсутектердің қорының болуы, мұнай және газ химиясының шикізаттарының дамуы;
Әлемдік көрсеткіште эканомикасының жоғары дәрежеде болуы;
Мұнай химия мектебінің мемлекет ішінде жақсы дамуы;
Мұнай химия саласын оқып үйренугі оқулықтардың көп болуы және барлық мүмкіндіктердің жаратылғадығы;

Дамушы мемлекеттерде:

Мұнай өңдеу өндірісінің, газ қорының және жеңіл көмірсутектер фракциясының әлсіз болуы;
Мұнай химия саласында жаңа өнімдер алуға мүмкіндіктердің болмауы;
Мұнай өндірісінің қуаттылығының төмен болуы;
Өздерінде мұнайдың шикізаты бола тұра басқа елдерден қымбат бағаға өнімін сатып алуы;
Мұнай химия саласында білімнің төмендігі;
Әлемдік көрсеткіште эканомикасының төмен болуы; т. б.

Дамыған мемлекеттерде:

Мүмкіндіктер

Дамушы мемлекеттерде:

Қауіпті жағдайлар

Дамыған мемлекеттерде:

Өндірісте жоғары техналогиялық өнімдерді әлемдік деңгейде өндіру;
Иновациялық жобасының өзіндік және әлемдік деңгейде жоғары нәтижелі болуы;
Органикалық химия өнімдерінің ішкі саудада жандануы;
Мемлекеттік институттардың қаражатты ресурстарының дамуы және мұнай-химия өндірісіндегі қаражатты құрылымдарының жобасының жүзегі асу;
Технологиялық салалар үшін қолданылып келген және жаңа өндірістердің дамуы үшін дайындық бөлімдерінің жүруі.

Дамушы мемлекеттерде:

Экспортқа шығарылатын өнімдердің өзіндік бағасын жоғатуы;
Шетел компанияларының жаңа саудада жетекші болуы, жоғары технологиялы қарсыластардың болуы және олардың жоғары сапалы өнімдерді шығаруы;
Органикалық химияның қазіргі заманға сай жұмыстарын жүргізу үшін дайындық кадрларының жоқтығы;
Мұнай химия өндірісіндегі кадрларда ғылыми дәлелденген жұйелердің болмауы.

Қазақстан көмірсутектердің қосымша қорының болуымен әлемде 10 жетекші мемлекеттердің қатарына кіреді. Дүние жүзі бойынша мұнай қорынынан елімізде 3, 2%-ті құрайды. Мұнайдың дәлелденген қосымша қоры елімізде 4, 8 млрд. тонннаны құрайды. Соның 90 % батыс Қазақстанда орналасқан.

Республикамыздағы мұнайдың ірі қорлары Тенгиз, Карачаганак,

Жаңажол, Жетібай, Кенбай, Қаламқас, Қаражанбас, Құмкөл, Өзен. [22]

Біздің мемлекетіміз мұнайға бай болғанымен, оны өңдейтін өнірістің, ғылымның, мамандарымыздың және технологияның дамымағаны көңлімізді құлазытатыны рас. Қазіргі күнде мемлекетіміз үшін мұнай химия саласының жетілуі эканомиканың дамуының негізгі көзі болып табылады.

Төмендегі 1-суретте 2020 жылға дейінге химия өндірісінің көрсеткіші бейнеленген.

Минералды тыңайтқыштардың және пестицидтердің өндірісі;

Пигменттер, бояғыштар мен лактардың өндірісі;

Бейорганикалық химия өндірісі мен газ өндірісі;

Косметикалық, парфюмерлік және сабын өндірісі;

Органикалық химия өнімдері және пластмассалар;

Резина мен пластмасса жасау өндірісі;

Әдеби шолу

Өндірістегі сутексіз өңдеу үрдістерінің заманауи күйі

Қазіргі күнде әлемде мұнай өндірісінде жеңіл мұндай қорының азаюына байланысты, ауыр мұнай көп өндірілуде. Мұнайды көп мөлшерде өндіру үшін каталитикалық крекинг процесін қолдану өте маңызды, соның ішінде гидрокрекинг және гидротазалау. Қазақстанда ауыр мұнайдың үлкен қоры бар. [1]

Қазіргі заманда 80%−дан жоғары мұнай каталитикалық крекингті, риформингті, күкіртті қосылыстардың гидрогенолизі, гидрокрекингі және басқа да каталитикалық процестерді қолдану арқылы өндіріледі. 1-кестеде мұнай өндірісінің қазіргі заманда қолданылатын маңызды каталитикалық процестері келтірілген.

2−кесте. Мұнай өңдеудің қазіргі заманға сай каталитикалық процестер

Процестер

Катализатор

Процесті өткізу

шарттары

Процестер: Крекинг

Катализатор: Сирек жер элементтерінің қоспасымен цеолиті бар катализаторлар:Pt, Cr

Процесті өткізушарттары:

740-790 K

0. 2-0. 3 MПа

Процестер: Риформинг

Катализатор:

Полиметалды катализаторлар:Pt, Re, Ir

(Cl ^- , SO ₄ ^- ) /Al ₂ O ₃

Процесті өткізушарттары:

740-790 К

0. 8-1. 5 МПа

Процестер: Гидротазалау

Катализатор:

Алюмокобальтмолибденді, алюмо−никель−

молибденді, алюмо−никель−молибденді

силикатты

Процесті өткізушарттары:

600-680 К

3-5 МПа

Процестер: Гидрокрекинг

Катализатор:

Ni, Co, Mo жағылған қосылыстармен цеолиті бар катализаторлар және басқа қосылыстармен

Pt, Pd WS ₂ /Al ₂ O ₃ (Co-Mo) /Al ₂ O ₃ және т. б.

Процесті өткізушарттары:

520-740 К

5-15 МПа

Процестер: Изомерлеу

Катализатор: Pt, Pd (Cl ^- , F ^- ) /Al ₂ O ₃ ; цеолиттер

Процесті өткізушарттары:

360-770 К

0. 5-4 МПа

Біз осы процестердің ішінде каталитикалық крекинг процесіне тоқталайық. Өткен уақытта каталитикалық крекингті синтетикалық және табиғи алюмокремнийлі, кремниймагнилі, және қышқыл табиғаты бар тағы да басқа катализаторларды қолданып, 670-770 К температурада жүргізіледі. Соңғы жылдары кристалды синтетикалық цеолиттердің негізіндегі катализаторлар кең өндірістік қолданысқа ие болды. Бұл катализаторлардың, әсіресе, сирек жер элементтердің оксидтері бар катализаторлардың белсенділігі аморфты алюмосиликатты катализаторларға қарағанда жоғары болады.

Катализаторларды қолдану төмен молекулалы массасы бар көмірсутектердің түзілуінің жылдамдығын ғана арттырмайды, сонымен қатар, термиялық крекингке қарағанда, құнды фракцилардың шығуын арттыруға мүмкіндік береді.

Кокстектес қалдықтардың түзілуініің нәтижесінде крекинг процесс барысында катализаторлардың белсенділігі төмендейді, бірақ оттегі қатысында 500 °C температурада, күйдіргенде бастапқы активті күйге келтіруге болады.

Каталитикалық крекинг жоғары тонналы өндірістік каталитикалық процесс болып табылады. Оның көмегімен қазіргі заманда жылына 300 млн. т мұнай өңделеді, бұл жыл сайын 300 мың т. катализаторларды жұмсауды қажет етеді. [2]

Соңғы жылдарды каталитикалық крекинг процесінде көмірсутектердің ауыр түрін өндіруге үлкен көңіл аударылуда. Мұнай өңдеу өндірісінде көп қолданылатын процестердің бірі−каталитикалық крекинг. Ол мұнайды өте үлкен тереңдікте өндіруге мүмкіндік береді және жоғары октанды бензин дизел отындарын өндіреді. Қалыпты жағдайда каталитикалық крекингте шикізат пен катализатор қосылғанда бірнеше секундтер аралығында 450ºС -520ºС болады және ол процесс бу фазасында өтеді. Крекинг процесінде катализатор ретінде алюмосиликаттар қолданылады. Алюмосиликатты катализаторлар қолданылуна байланысты табиғи және синтетикалық болып бөлінеді. Крекинг процесінің цеолитті катализаторларының көбісі АҚШ−та және Батыс Еуропада көптеп өндіріледі. [1]

Қазақстандағы мұнай өңдеу зауыттарындағы мұнай өңдеу тереңдігі 55-60%, Ресейдің мұнай өңдеу зауыттарындағы мұнай өңдеу тереңдігі орташа шамамен 65%. Сонымен қатар қазіргі күнде әлемнің басқа елдерінде бұл көрсеткіш 90-93%. Қазіргі кезде көптеген жетекші фирмалардың (UOP, SHELL, AKZO-NOBEL, LUMMUS, TEXACO, Institut Francais du Petrole және т. б. ) ашқан жаңалықтары және технологияларының көмегімен мұнайды 90%-ға дейінгі өте үлкен көлемдегі тереңдікте өндіруге және оданда жоғары дәрежеде өндіруге мүмкіндік береді. Қазіргі кезде заманның талабына сай мұнайды өндіру жоғары дәрежеде дамуда. Мұнайдан алынатын өнімдер саны да артуда. [3]

Соңғы он жылдықтағы әлем бойынша жетекші мемлекеттердегі мұнай өңдеу өндірісінің көрсеткіштері төмендегі 2-ші кестеде көрсетілген.

Кестеден көретіндеріңіз АҚШ пен Батыс Еуропада каталитикалық крекинг қуаттылығы 34, 4 және 16, 4% көрсетеді және бұл көрсеткіш Ресей көрсеткішінен асады. [4] Ресейдегі каталитикалық крекингтің мұнай өңдеу өндірісінің жалпы мөлшері 5-6%, АҚШ-та 34%, Қытайда 24-25%, ЕС-да 14-15%. [5]

Қытайда каталитикалық крекинг процесінің дамуына жоғары дәрежеде назар аударылады. [6] Соңғы он жылда каталитикалық крекингтің флюид қалдықтарын қолдану жолдары қарастырылуда. АҚШ-та Engelhart Corp. компаниясы жаңа катализиторлар ойлап тапты.

Әлем елдеріндегі мұнай өңдеу өндірісінің көрсеткіштері (3-кесте)

Процестер: Процестер

Батыс Еуропа: Батыс Еуропа

АҚШ: АҚШ

Ресей: Ресей

ҚР: ҚР

Процестер: Мощность процессов от первичной перегонки, %

Процестер: Каталитикалық крекинг

Батыс Еуропа: 16, 4

АҚШ: 34, 4

Ресей: 5, 2

ҚР: 0, 1

Процестер: Термиялық крекинг

Батыс Еуропа: 14, 2

АҚШ: 12, 3

Ресей: 6, 9

ҚР: 0, 1

Процестер: Гидрокрекинг

Батыс Еуропа: 6, 5

АҚШ: 8, 7

Ресей: 0, 38

ҚР: -

Процестер: Мұнай өңдеу тереңдігі, арттыратын процестердің мөлшері.

Батыс Еуропа: 37, 1

АҚШ: 55, 4

Ресей: 12, 48

ҚР: -

Процестер: Гидроөңдеу

Батыс Еуропа: 17, 7

АҚШ: 12, 2

Ресей: 0, 08

ҚР: 0, 01

Процестер: Гидроотазалау

Батыс Еуропа: 41, 1

АҚШ: 53, 4

Ресей: 32, 0

ҚР: 22, 0

Процестер: Каталитикалық риформинг

Батыс Еуропа: 15, 9

АҚШ: 23, 6

Ресей: 12, 4

ҚР: 10, 2

Процестер: Алкилдеу и олигомеризациялау

Батыс Еуропа: 2, 8

АҚШ: 7, 6

Ресей: 0, 16

ҚР: -

Процестер: Изомеризация

Батыс Еуропа: 5, 2

АҚШ: 5, 9

Ресей: -

ҚР: -

Процестер: Глубина переработки нефти

Батыс Еуропа: 90, 0

АҚШ: 93, 0

Ресей: 65, 0

ҚР: 55, 0-60, 0

Кестеден көретініміз негізгі процестер мыналар: сутек өндірісінде (7, 4%) ; шикізатты күкірттен тазарту (21, 6%) ; каталитикалық крекинг (43, 4%) ; мерокс-бензинді тазалау (1, 2%) ; крекинг газын амминді тазалау (4, 5%) ; Клаус процесімен күкіртті өндіру (3, 4%) ; алкилдеу (17, 6%) . [7-8]

Франциядағы Мұнай өңдеу және мұнай химия заводы Feyzin жылына 5, 7 млн. т мұнайды шикізат күйінде өндіреді. Бұл осы фирманың 100% −дық өндіру көрсеткіші болып табылады. Заводтағы негізгі қолданылатын процестер мыналар каталитикалық крекинг, термокрекинг, десульфуризациялау, реформинг, этерификация және алкилирования.

Қытайдың Sinoрec компаниясы соңғы жылдарда каталитикалық крекингтің қуаттылығын жоғарылатты және модифицирледі. Полиэтилен өндірісінің қуаттылығы 300 000 т/жыл, ал пропилен өндірісі 380 000 т/жыл дейін өсті. [11]

Крекинг процестері тек қана мұнай саласында ғана емес, сонымен қатар басқада көптеген салаларда атқарар міндеті өте зор. Қазіргі уақыттың өзінде, өндірістік кәсіпорындардың газды қалдықтарыындағы көміртек оксидінің және көптеген органикалыық қосылыстардың каталитикалық күйдірілу мәселелері шешілді. Азот оксидтерінің каталитикалық тотықсыздануы, оның ішінде құрамында оттегісі бар қосылыстардағы аммиакпен слективті тотықсыздану мәселелері шешілген.

Азот оксидтерінің тотықсыздануы үшін және органикалық қосылыстар мен көміртек оксидінің тотығуы үшін қажет болатын әр түрлі шарттардың салдарынан пайдаланылатын газдардың зиянсыздану мәселесі күрделірек болып табылады. Автокөліктің жұмысының шартына тәуелді болатын пайдаланылған газдардың құрамының құбылмалылығы едәуңр қиындықтар туғызады. Алайда, пайдаланылғангаздар мен органикалық қосылыстарды көміртек оксидінен толығымен тазалауға және азот оксидінің концентрациясын едәуір дәрежеде кемітуге мүмкіншілік беретін каталитикалық тазалағыштар жасалған.

Ағынды сулардың каталитикалық тазалауы ең күрделі мәселелердің бірі болып табылады. Соңғы уақытта фенолдардан, күкіртті қосылыстардан және басқа да зиянды құрауыштардан, катализаторлар ретінде кейбір ауыспалы металлдардың жиынтағын, сондай-ақ, тасымалдауыштарда тіркелген катализаторлар жиынтығын қолдану жолы арқылы кейбір өндірістердің ағынды суларын тазалауында белгілі жетістіктерге қол жеткізілді.

Каталитикалық әдістер азық-түлік мәселесінің шешілуінде де маңызды дамуға ие болды. Тыңайтқыштарды өндіргеннен басқа, катализ мал шаруашылығындағы ауыстыруға болмайтын аминқышқылдарының, өсімдік өсіру үшін қажетті гербицидтердің, инсектофунгицидтердің және басқа да дәрі-дәрмектерді өндірісінде маңызды орынға ие.

Қазіргі заманда барлық химиялық өнімдердің 80%-ға жуығы каталитикалық жолмен жасалады. Бұл үлес өндіріспен игерілген химиялық айналулардың күрделенуі бойынша тез өтеді. Жаңа өндірістердің арасында каталитикалық процестердің үлесі 90%-дан жоғары болды. [2]

1. 2 Сутексіз өңдеу процесіндегі парафиндердің айналу реакциясы

Парафиндерді сутексіз өңдеу 470-540 ° С температурада және 0, 13-0, 15 МПа қысымда жүргізіледі. Каталитикалық крекинг шикізаты кең вакуумды фракциялар, яғни тура айдау дистилляттары (фракциялардың қайнау шегі 300-550 С), керосин-солярлы фракциялар (240-360 ° С) және екіншілік шикізаттар - кокстеу, қысымда термиялық крекингтеу және гидрокрекингтеу газойлдері болып табылады.

XX ғасырдың 20 жылдары мұнай өндірісі катализаторды қолданбайтын, жоғары температураға дейін қыздырғанда ыдырайтын термиялық крекинг процестері мен ректификациямен ғана шектелген. Тек 30 жылдары ғана мұнай өндірісі үшін каталитикалық процестер қолданыла бастады.

Каталитикалық крекингтің негізін қалаушы француз инженері Гудри катализ бойынша ІІ Халықаралық конгресте, 1935 жылы жарық көрген Американдық мұнай институтының мұнай өңдеудің өндірісінің күйі мен мүмкіншіліктері жайлы айтқанда “катализ” сөзі мүлдем ескерілмеген болатын. Ал, бірнеше жылдан кейін каталитикалық әдістер өндірістің бұл саласында үлкен өзгерістер болғанын ол өз баяндамасында айтқан болатын.

Қазіргі заманда 80 % жоғары мұнай каталитикалық крекингті, риформигті күкіртті қосылыстардың гидрогенолизі, гидрокрекингті және басқа да каталитикалық процестерді қолдану арқылы өндіріледі. [1]

Каталитикалық крекинг өнімі - бұл зерттеу әдісімен анықталған октан саны шамамен ОЧз 90-92 жоғары сапалы мақсатты бензин. Мақсатты өнімнен басқа бутан-бутиленді фракцияға бай газ және келесі газойлдерді алады: дизель отынының компоненті ретінде қолданылатын жеңіл (200-340 С фракциялары) және құрамында конденсацияланған ароматты қосылыстары жоғары каталитикалық крекингтің ауыр газойлі (350-550 С фракциялары) .

Каталитикалық крекингтің негізгі мақсаты−вакуумды газойльдерден және олардың атмосфералы және вакуумды айдаулардың қалдықтарының қоспасынан жеңіл көлікті жанармайлардың және майлы газдардың жоғары октанды құрауыштарын алу болып табылады. Каталитикалық керкингтің жанармайы жақсы детонациялық көрсеткіштерге ие болады. Процестің мақсатты қызметі белгілі бір зерттеу әдісімен анықталған 90-92 октан саны бар (ОЧи) жоғары сапалы бензин алу. Каталитикалық крекингте бутан-бутиленді фракцияға бай (бензиннің жоғары октанды компонентін өндіруге арналған шикізат) газдың әжептеуір мөлшері түзіледі. Каталитикалық крекинг қондырғылары химия өнеркәсібіне қажетті шикізатты жеткізіп беруші болып табылады: каталитикалық крекинг газойлдерінен күйе шикізатын және нафталин алады; ауыр газойль жоғары сапалы "инелі" кокс өндірісінің шикізаты болып табылады.

Парафиндер мұнай фракциясының негізгі компонентерінің бірі болып табылады.

Алюмосиликатты катализаторлардағы каталитикалық крекинг мұнай өңдеу өнеркәсібіндегі ең көп тараған процесс болып табылады және мұнай өңдеуді тереңдетуге ықпал етеді.

Табиғи және синтетикалық алюмосиликатты катализаторлар меншікті ауданы 100-600 м2/г дейінгі жоғары кеуекті заттар болып табылады.

Өнеркәсіптік катализаторларға келесі талаптар қойылады:

- қондырғыны пайдаланғанда ұзақ уақыт бойы сақтауға қабілетті жоғары меншікті өнімділік;

- бензин бойынша жоғары талғамдылық;

- жоғары термиялық тұрақтылық, өйткені катализатор жоғары температурада қалпына келтіріледі;

- жоғары механикалық беріктік, өйткені катализатор қатты нәрсеге соғылып, мүжіліп реактор блогы жүйесінде үздіксіз қозғалыста болады;

- шикізаттағы күкіртті, азотты және металл-органикалық қосылыстардан улануға төзімді.

Цеолитқұрамды катализаторларда ПФК-2, ПФК-12, ПК-2, ПК-13 450-600°С температура аралығында (V=372сағ-1), сұйытылған мұнай газдарының өзгеріске ұшырауы зерттелді. С ₂ -С ₄ алкандарды өңдеуреакцияларында лантан жəне мырышпен түрлендірілген цеолитқұрамды ПФК-2 катализаторы жоғары белсенділік көрсетті, конверсия дəрежесі 97, 2% болғанда, хош иісті көмірсутектер шығымдылығы 51, 0%- ға тең болды. [22]

Құрамында РЗЭ, Ni, Mo, фосфор мен цеолит бар, полиметалды ПФК-9 катализаторында бензин фракциясының жəне модельдік қосылыстардың (гексан жəне тетрадекан) сутексіз өңдеу үдерісі қарастырылады. Көмірсутектердің өзгеріске ұшырау дəрежесі, пайда болған қосылыстардың құрамы -процестің жүргізілу жағдайы мен көмірсутектердің массасына байланысты. Бензин фракциясын өңдегеннен кейін жақсартылған бензиннің октан саны 73, 1-ден 78, 2-85, 3-ке дейін артатындығы көрсетілді. [23]

Бор промоторланған (1, 2, 3%) хромцеолитқұрамды катализаторлардың каталитикалық жəне физика-химиялық қасиеттері изобутан-бутанды фракциясын өзгеріске ұшырату үрдісінде зерттелді. Температура 450-600 ⁰ C-та С ₅ -С ₁₀ изоалкандардың түзілуі 47%-ға дейін жетті, ал 550-600 ⁰ C-та хош иісті қосылыстар 62%-ға тең болды. [24]

Каталитикалық крекинг реакторындағы орташа температура 540ºС. Дегенмен егер шикізаттың термиялық крекинг пешінің реакция зонасында болу ұзақтығы минутпен өлшенетін болса, онда заманауи каталитикалық крекинг реакторларында шикізаттың катализатормен жанасу уақыты небәрі 2-4 сек.

Каталитикалық крекинг өнімдерінің химиялық құрамының өзіне тән ерекшеліктері бар:

- бензин құрамында көптеген изопарафиндер мен ароматты көмірсутектер болады;

- алынатын газ "ауыр", изобутан мен олефиндер С ₃ -С ₄ концентрациясы жоғары;

- газойлді фракциялары полициклді ароматты көмірсутектерге бай.

Каталитикалық крекинг процесіне әсер ететін негізгі факторлар - бұл катализатор қасиеттері, шикізат сапасы, температура, шикізат пен катализатордың жанасу ұзақтығы, катализатордың айналу еселігі.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.