Химия пәнінен дәрістер

Дәріс №8 Жасанды алюмосиликаттарды алу әдістері. Өңдірістік алюмосиликатты катализаторлар және олардың қасиеттері.
Дәрістің мақсаты: Жасанды алюмосиликаттарды алу әдістерін,өндірістік алюмосиликатты катализаторларды және олардың қасиеттерін қарастыру.
Кілт сөздер: Синтетикалық цеолит, гидрогель, флюид, морденит.
Химия өндірісінде 1964 жылдан бастап цеолит түрлері KА, NaA, СаА, СаХ, NaX. шығарыла бастады. Na формалы цеолиттер алуда Al(OH)3, NaOH қолданылады. NaOH қайнаған ерітіндісінде Al(OH)3 ерітіп, араластырып натрий алюминатының жұмысшы ерітіндісін алады. Силикат және алюминат ерітінділерінің қоспасынан (2 суретте көрсетілген) (1) араластырғышта түзілген гидрогель (2) кристаллизаторға жіберіледі. Кристаллизатордағы температура 80–90 °C, кристаллизаторда гидрогельдің болу уақыты 6 сағат болған жағдайда А типті цеолит, ал температура 95–100 °C , гидрогельдің болу уақыты 12 сағат болған жағдайда Х типті цеолит алынады. Түзілген кристалит артық сілтілік судың шайылуы қатар жүретін фильтр-пресске жіберіліп, онда лайлы ерітіндіден (3) бөліп аынады. Ерітіндіден кристалитті алу центрифугилеу арқылы да жүзеге асырылады. Алынған кристалит бөлшектерінің мөлшері 1-ден 15 мкм жетеді.
1. Г.Қ. Бишімбаева, А.Е. Букетова. Мұнай және газ химиясымен технологиясы. – Алматы, 2007 ж. –241 б.
2. Х.А. Суербаев, К.М. Шалмағамбетова, Ә.Қ. Қоқанбаев. Мұнайөңдеу өнеркәсібінің каталитикалық процестері. – Алматы, 2004 ж. – 131 б.
3. С.В. Вержичинская, Н.Г. Дигуров, С.А. Синицин Химия и технология нефти и газа. – Издательство «Форум», 2010. – 399 с.
4. Д.В.Сокольский, В. А. Друзь. Введение в теорию гетеро¬генного катализа. – М.: Наука., 1980. – 383 с.
5. О.В.Крылов. Гетерогенный катализ. – М:ИКЦ «Академкнига», 2004. – 236с.
6. А. А. Баландин. Мультиплетная теория катализа. – М.: Наука, 1970. – 360 с.
7. С.3.Рогинский. Гетерогенный катализ. М.: Наука, 1979. – 360 с.
8. А. Утелбаева, Б. Утелбаев. Органикалық заттар технологиясының теориялық негіздері. – Кинетика және катализ, 2007. – 417 с.
9. Ч. Сеттерфилд. Практический курс гетерогенного катализа. – М.: Мир, 1984. – 520 с.
10. М.С. Захарьевский. Кинетика и катализ. – М.: Химия, 1963. – 320 с.
11. Ж. Жермен. Гетерогенный катализ. – М.: Наука, l961. – С. 254
        
        Дәріс №8 Жасанды алюмосиликаттарды алу әдістері. Өңдірістік алюмосиликатты катализаторлар және олардың қасиеттері.
Дәрістің мақсаты: Жасанды алюмосиликаттарды алу әдістерін,өндірістік алюмосиликатты ... және ... ... ...
Кілт сөздер: Синтетикалық цеолит, гидрогель, флюид, морденит.
Химия өндірісінде 1964 жылдан бастап цеолит түрлері KА, NaA, СаА, СаХ, NaX. ... ... Na ... ... алуда Al(OH)3, NaOH қолданылады. NaOH қайнаған ерітіндісінде Al(OH)3 ерітіп, араластырып натрий алюминатының жұмысшы ерітіндісін алады. ... және ... ... ... (2 ... ... (1) ... түзілген гидрогель (2) кристаллизаторға жіберіледі. Кристаллизатордағы ... 80 - 90 °C, ... ... болу ... 6 ... ... ... А типті цеолит, ал температура 95 - 100 °C , ... болу ... 12 ... ... ... Х типті цеолит алынады. Түзілген кристалит ... ... ... ... қатар жүретін фильтр-пресске жіберіліп, онда лайлы ерітіндіден (3) бөліп аынады. Ерітіндіден кристалитті алу ... ... да ... асырылады. Алынған кристалит бөлшектерінің мөлшері 1-ден 15 мкм жетеді. ... 2. ... ... ... ... 1 -- ... 2 -- ... 3, 11 -- фильтр; 4 -- жүргізгіш; 5 -- ... 6 -- ... 7 -- ... 8 -- ... 9 -- пеш; 10 -- ... ... ... процестері үшін микросфералық катализаторлар қолданылады. Өндірісте микросфералық цеолитқұрамды катализатор алудың екі әдісі бар.
1. Байланыстырғышы бар ... ... ... жоқ катализаторлар алу.
Морденит. Синтетикалық морденит компоненттік құрамы Nа2О : Аl2О3 : SiO2 = 1 : 1 : 10 ... ... ... - 330 °C) және ... (1 - 2) · 105 Па ... ... кристаллизациялау сілтілік ортада төмен температурада жүргізіледі. Мордениттің бұл түрі ірі молекулаларды ... ... ... ... ... декатиондау нәтижесінде мордениттің сутектік формасы (Н-морденит) түзіледі. ... (НМ) ... тағы бір ... ... NН4 ... алмастырып, аммоний формасын ыдырату.
Әдебиеттер тізімі
* Г.Қ. Бишімбаева, А.Е. Букетова. Мұнай және газ химиясымен технологиясы. - ... 2007 ж. - 241 ... Х.А. ... К.М. ... Ә.Қ. ... Мұнайөңдеу өнеркәсібінің каталитикалық процестері. - ... 2004 ж. - 131 ... С.В. ... Н.Г. ... С.А. Синицин Химия и технология нефти и газа. - Издательство , 2010. - 399 ... ... В. А. ... Введение в теорию гетеро - генного катализа. - М.: ... 1980. - 383 ... ... Гетерогенный катализ. - М:ИКЦ , 2004. - ... А. А. ... ... ... катализа. - М.: Наука, 1970. - 360 ... ... ... ... М.: ... 1979. - 360 ... А. Утелбаева, Б. Утелбаев. Органикалық заттар технологиясының теориялық негіздері. - Кинетика және ... 2007. - 417 ... Ч. ... Практический курс гетерогенного катализа. - М.: Мир, 1984. - 520 с.
* М.С. ... ... и ... - М.: ... 1963. - 320 с.
* Ж. ... Гетерогенный катализ. - М.: Наука, l961. - С. ... №9 ... ... ... ... ... активті орталықтар теориясы. Боресковтың активті орталықтар теориясы.
Дәрістің мақсаты: Аралық қосылыстар теориясының катализдегі ... ... ... ... ... теориясының катализдегі ролін түсіндіру. Боресковтың активті орталықтар теориясы катализатордың меншікті ... ... ... мағлұмат беру.
Кілт сөздер: Аралық қосылыстар, диффузия, кинетикалық аймақ. активті орталықтар, ... ... ... ... ... ... ... мазмұны: Гетерогенді реакциялардың жылдамдығын арттыруда ауыспалы катализ механизмдері қолданылады.
А+К-->АК
(1)
АК+В-->С+К
(2)
Мұндағы, АК - аралық қосылыс. Аралық ... ... ... ... ... ... реагенттермен салыстыру арқылы зерттелді. Мысалы Сабатье жұмыстарында каталитикалық гидрлеу екі процестің жиынтығы түрінде қарастырылды.1. Металл ... ... 2. ... ... берілуі.
2Ni+H2-->Ni2H2
(3)
Ni2H2+ C2H4--> Ni+ C2H6
(4)
Көптеген аралық қосылыстар белгілі ... ... жүру ... ... болып келеді. Аралық қосылыстар теориясының негізгі мәні адсорбциялық қабатта тұрақты жеке фаза түрінде ... ... ... ... жағдайларда беттік қосылыстар тұрақты болғанымен көлемдік қосылыстар тұрақсыз болып келеді. ... ... ... ... ... ... ... эффектісі бойынша қарастырамыз. Металлдың тотығу процесі О=О бір байланысы Ме-О екі ... ... Ме-О бір ... ... ... ...
(6)
Мұндағы, - хемосорбциялық қабаттағы оттектің металлмен байланыс энергиясы; - оттектің диссоцияциалану энергиясы. Егерде болса реакция ... МеО ... ... ... ... реакция жылуы кристаллдық тордың беріктігіне байланысты.
(7)
Мысалы, металл платина торының энергиясы платинаның ... ... ... ... ... болғандықтан тұрақты. Сондай-ақ беттік платина тотығы да берік болып келеді. Платинаның беттік тотығы хемосорбцияға тең жылу бөлу ... ... ... ... 3000С, ... ... ... жағдайда . Беттік платина тотығын бұзу үшін оны вакуумде 10-5 мм. сын. бағ. 5500С жоғары температурада қыздыру керек. ... ... ... ... ... көлемдік қосылыстарға қарағандағы тұрақтылығын дәлелдейді.
Тейлор ұсынған активті орталықтар теориясының мәні катализатор бетіндегі әртүрлі адсорбциялық ... ... ... оның ... ... ... байланысты құрылымдық әртектілігінің салдарынан өзара ерекшеленетіндігіне негізделген. Активтілік катализатор бетіндегі адсорбциялық орталықтардың жалпы санының аз ғана ... ... ... Осы аз ғана активті бөліктің катализдегі ролін Тейлордың активті орталықтары деп атады.
* Катализатор мен адсорбент бетінің энергетикалық әртектілігін ... ... ... Катализатор бетінің тек 1 % активті болады.
* Катализатордың бірлік бетіне келетін каталитикалық активтілік ... бір ... ... ... ... жағдайына тәуелді.
* Деффекті құрылымды кристалдарға ауысқанда меншікті активтіліктің (катализатордың бәрләк бетіне келетін активтілік) артуы ... ... ... ...
* ... теңдеулер арқылы анықталатын реагенттердің адсорбциялық коэффициенттері адсорбция изотермасы бойынша алынған мәндермен сәйкес ... Бұл ... ... ... ... ... тек ... орталықтар қатысатындығын көрсетеді.
* Катализатор бетін хемосорбциялық және изотоптық әдстермен зерттеу оның бір бөлігінің ерекше ... ... ... бойынша активті орталықтар ролін тордың валентті қанқпаған бөліктері - Тейлор пиктері деп аталатын құрылымдық пиктер атқарады. Мұндай ... ... ... ... ... ... құрылымдық пиктердің катализдегі ролі мардымсыз болып табылады. Сондықтанда ... ... ... ... құрылысын қарастыру қажет болды. Активті орталықтар теориясына қарсы көзқараста болған Г.К.Боресков, катализдің химиялық табиғатына басымдық берді.
Гетерогенді ... ... ... ... химиялық қосылыс ретінде қарастыру. Ал оалрдың түзілуін жаңа қосылыстардың пайда болуымен түсіндіру көптеген ... ... ...
Г.К. Боресков тұжырымы бойынша каталитикалық активтілік кристалдық қатты дененің қалыпты бетіне тән. Ол ... ... ... ... ... ... Катализатордың өндірістік құндылығын сипттайтын бірлік көлемдегі активтілігін арттыратын фактор оның жұмысшы бетінің артуы болып табылады. Активті орталықтар ... ... ... ... ... ... ... бірлік көлеміне есептелген меншікті активтілігі тұрақты және активтіліктің беттің энергетикалық, құрылымдық әрткелкілігіне ... емес ... ... ... катализаторлардың каталитикалық активтілігі оның жұмысшы бетіне пропорционал болғандықтан осы беттің меншікті каталитикалық активтілігіне туынды мән ... ... - ... каталитикалық активтілік, - меншікті каталитикалық активтілік, катализаторлардың жұмысшы беті.
Жұмысшы бетті арттыру жолы - ішкі беттің ... ... ... ... ... ... құрылымын жасау және ішкі бетті арттыру болып табылады.
Мұндағы, - жалпы каталитикалық активтілік, - ... ... ... ... ... жұмысшы беті, катализаторлардың ішкі бетін қолдану дәрежесі.
Сондықтанда жұмысшы бетінің үлесі меншікіті активтілікке, құрылысының кеуектілігіне, реакцияласуы ортаның құрамына және т.б. ... ... ... ... Г.К. ... ... катализатордың меншікті активтілігінің оларды дайындау әдістеріне қарай өзгерісін зерттеді. 1 кесте зерттеу мәліметтері берілген.
Катализатор
Процесс
Катализатор бетінің күйі ... оны ... ... ... беті, см2/г
Меншікті каталитикалық активтілік, шартты бірлік.
Pt
SO2+O2
0,2 % SiO2 ... Pt
0,1 мм ... ... ... Ni
Реней- Ni
1,2·103
3,1·103
5·103
0,25
0,125
0,05
Ag
H2+D2
Ұнтақ Ag
массивті Ag
7,8·102
20,8
6,9
3,45
SiO2
C6H6
гидролиз
Қыздырылған 5250
7000
9000
5·106
2,8·106
7·105
15,8
17,0
19,0
-AI2O3
C2H5OH
дегидратация
Нитраттан алынған және қызыдырылған
4500
10000
Алюминаттан алынған
Техникалық алюминий гидрототығы
жуылған
3 ·106
1,35·106
3·106
1,95·106
32
43
41
34
Алынған зерттеу мәліметтері ... ... ... ... ... ... бет күйіне тәуелсіз, катализатордың химиялық құрамы мен химиялық құрылысына тәуелді екендігін көрсетті.
Меншікті активтіліктің тұрақтылық гипотезасы ... ... ... ... фактілерді түсіндіре алмады. Алайда станционар жағдайда жұмыс істейтін катализаторлардың активті орталықтар саны оның химиялық құрамы мен реакция табиғатына ... ... ... ... өзгеріске әкелетін катализатордың химиялық құрамы беттік химиялық құрамды бермейтіндігі нақтыланып, қатты дене бетінің химиялық құрлысының ... ... ... ... ... ... ... қабырғаларындағы, қырларындағы дефектілеріне байланысты дене бетінің біртегіс еместігіне қарай адсорбциялық активті орталықтардың каталитикалық ... ... ... неге ... Катализге адсорбциялық орталықтардың барлығы емес, тек активті орталықтар қатысатындығынығын түсіндіріңіз?
* Реакция барысында дене ... ... ... ... ... ... ... құрамы бірдей катализаторлардың жұмысшы бетінің бірлік көлеміне есептелген меншікті активтілігі тұрақты және беттің энергетикалық, құрылымдық әрткелкілігіне тәуелді емес ... ... ... нені ... Я.Б. ... мен Тиле ... әдістің өзара айырмашылығы неде?
* Аралық қосылыстар теориясының катализдегі ролі қандай?
* Көлемдік қосылыстар мен беттік қосылыстардың тұрақтылығындағы ... ... ... Г.Қ. Бишімбаева, А.Е. Букетова. Мұнай және газ химиясымен технологиясы. - Алматы, 2007 ж. - 241 б.
* Х.А. ... К.М. ... Ә.Қ. ... ... ... ... ... - Алматы, 2004 ж. - 131 б.
* С.В. ... Н.Г. ... С.А. ... ... и технология нефти и газа. - Издательство , 2010. - 399 ... ... В. А. ... ... в ... ... - ... катализа. - М.: Наука., 1980. - 383 ... ... ... ... - М:ИКЦ , 2004. - 236с.
* А. А. Баландин. ... ... ... - М.: ... 1970. - 360 ... ... ... катализ. М.: Наука, 1979. - 360 ... А. ... Б. ... Органикалық заттар технологиясының теориялық негіздері. - Кинетика және катализ, 2007. - 417 ... Ч. ... ... курс ... ... - М.: Мир, 1984. - 520 ... М.С. Захарьевский. Кинетика и катализ. - М.: Химия, 1963. - 320 с.
* Ж. ... ... ... - М.: ... l961. - С. ... №10 А.А. ... ... теориясы. Теория мақсаты. Геометриялық сәйкестік. Энергетикалық сәйкестік. Каталитикалық активтіліктің крекинг катализаторы бетінің қасиетімен байланысы.
Дәрістің мақсаты: А.А. Баландиннің мультиплеттік ... ... ... ... ашу. Каталитикалық өзгерістердегі геометриялық сәйкестік. Энергетикалық сәйкестік.
Кілт сөздер: Мультиплет, геометриялық және энергетикалық сәйкестік.
Дәрістің мазмұны: Алдынғы дәрістерде қарастырылған Г.К. Боресковтың активті ... ... ... ... ... бетінің үлесі меншікіті активтілікке, құрылысының кеуектілігіне, реакцияласуы ... ... ... ... деген тұжырымына кейінен каталитикалық өзгеріске әкелетін катализатордың ... ... ... ... ... бермейтіндігі нақтыланып, қатты дене бетінің химиялық құрлысының маңыздылығы А. А. ... ... ... ... ...
А. А. ... ... теорисы катализатор бетіндегі атом мен әрекеттесуші молекуланың, нақтырақ айтқанда әрекеттесуші молекуланың құрамына ... жеке ... ... атомдар тобының орналасауындағы құрылымдық, энергетикалық сәйкестік принципіне негізделеді.
Мультиплеттік адсорбция мен каталитикалық айналымдар үшін Шредингер теңдеуін шешу мүмкін болмағандықтан А.А. ... ... және ... ... екі ... ...
Геометриялық сәйкестілік принципі катализатор бетіндегі активті атомдардың геометриялық конфигурацияларының сәйкестігіне және адсорбция кезінде катализатормен әрекеттесетін әркеттесуші молекуланың өзгеріске ... ... ... ... ... ... ... молекуланың өзгеріске ұшырайтын бөлігін индексті топ деп атайды. Индексті топша катализатор бетімен аралық мультиплетті қосылыс түзеді.
Индексті топ екі ... ... ... ... ... ((I) ...
Индексті топтағы атомдар арасындағы байланыс әлсіреп, индексті топ атомдары мен дублет атомдары ... ... ... ... ((II) ...
(III) құрылымда реакция өнімдерінің арасында жаңа байланыстар ... ... ... ... ... ... ... үзіледі.
1 Сурет - 1 - RCH2OH спиртті дегидрлеу; 2 - алканды RCH2СH3 ... ... ... С-С ... ... а-метал атомдарының арақашықтығы, b - көміртек катализатор арасындағы байланыс ұзындығы.
Валенттік бұрыш және с, b мәндері белгілі ... ... ... ... үшін ... кристалл тордағы катализатор атомдары арасындағы арақашықты есептеуге болады.
Этиленнің никель катализаторында адсорбциялануы үшін оптималды атом арасындағы арақашықтық 2,75 А болатындылығы ... ... ... ... ... ... принципі бойынша циклоалкандармен ароматты қосылыстардың гидрлену-дегидрлену сатыларын қарастырайық.
2 Сурет - ... ... ... ... ... ... сызба-нұсқасы
Циклогексан молекуласындағы С-С атомдары арасындағы арақашықтық 0,153 нм. Мұндай құрылым сутек атомының металдың алты ... ... ... қолайлы болып келеді. Кристалл тор қырларындағы Pt атомдарының арасындағы арақашықтық 0,277 нм. Процестің синхронды өтуіне байланысты металл бетінде ... ... ... ... және циклогексадиен) түзілмей бірден бензол молекуласы түзіледі.
Алтымүшелі ... ... ... ... ... куб немесе гексагоналды металдар активтілік танытады.
3 Сурет - Кристалдық тор ... ... ... ... ... ... ... алтымүшелі сақина жазық кеңістік түрінде орналасады. Алты атомды орталықтармен сутек атомының әрекеттесуін жеңілдету үшін атомаралық арақашықтық 0,25 - 0,28 нм ... ... ... Pt, Pd, Ni, Fe ... үшін атомаралық арақашықтық 0,25 - 0,28 нм аралығында болғандықтан гетероциклді қосылыстардың өзгерісінде бұл металдар активті катализаторлар болып табылады.
Жалпы ... екі ... ... 1. ... комплекстің түзілуі 2. Комплекстің реакция өнімдеріне ыдырауы.
Мультиплетті комплекстің түзілуі энергиясы
Мультиплетті комплекстің ... ... ... молекулалардағы түзілетін және үзілетін байланыс энергиясы, кДж/моль
Сатылардың жылулық эффектісі өзара тең болғандықтан катализатордың адсорбциялық поетнциалы жалпы катализденетін процестің жылу ... ... тең ... Күрделі каталитикалық реакциялар бірнеше термодинамикалық мүмкін болатын бағытта жүріп көптеген әртүрлі өнімдер түзіледі. Басымдық алатын реакциялардың барысы ... ... ... оның ... термодинамикалық ең қолайлы бірнеше мүмкіндіктен барлық процесс жылдамдамайды.
Катализатордың талғампаздығы - бірнеше қосымша реакциялардан мақсатты реакцияны селективті ... ... ... біруақытта бірнеше параллелді реакция жүрсе, әрбір реакция үшін әртүрлі ... ... ... алуға болады. Мысалы, алюминий немесе торий оксидтері қатысында этанол негізінен этиленге және суға ...
С2 Н5 ... ... ... мыс және ... ... ... тек қана спирттің дегидрлену реакциясы жүріп сірке альдегиді түзіледі:
С2 Н5 ОН-->СН3СНО+Н2
Аралас катализатор (АI2O3 + ZnO) қатысында жоғары ... ... және ... ... ... ... ...
2С2 Н5 ОН-->С4 Н6 + 2Н2О + Н2
Тексеру сұрақтары
+ Баландиннің мультиплеттік ... ... ... ролі ... Каталитикалық өзгерістердегі геометриялық сәйкестікті түсіндіріңіз?
+ Каталитикалық өзгерістердегі энергетикалық сәйкестікті түсіндіріңіз?
Әдебиеттер тізімі
* Г.Қ. Бишімбаева, А.Е. Букетова. ... және газ ... ... - ... 2007 ж. - 241 ... Х.А. ... К.М. Шалмағамбетова, Ә.Қ. Қоқанбаев. Мұнайөңдеу өнеркәсібінің каталитикалық процестері. - ... 2004 ж. - 131 ... С.В. ... Н.Г. ... С.А. ... ... и технология нефти и газа. - Издательство , 2010. - 399 ... ... В. А. ... ... в ... ... - генного катализа. - М.: ... 1980. - 383 ... ... ... ... - ... , 2004. - 236с.
* А. А. Баландин. Мультиплетная теория катализа. - М.: Наука, 1970. - 360 ... ... ... катализ. М.: Наука, 1979. - 360 с.
* А. Утелбаева, Б. Утелбаев. Органикалық заттар технологиясының теориялық негіздері. - ... және ... 2007. - 417 ... Ч. ... Практический курс гетерогенного катализа. - М.: Мир, 1984. - 520 ... М.С. ... ... и ... - М.: ... 1963. - 320 с.
* Ж. ... ... катализ. - М.: Наука, l961. - С. 254
Дәріс 11. Каталитикалық крекинг процесі. Негізгі ... ... ... асыратын реакторлары.
Дәрістің мақсаты: Каталитикалық крекинг процесінде жүретін реакциялар ретімен таныстыру. Реактор түрлерін, ... ... жете ... ... ... ... процесінің жүру ретін қарастыру.
Кілт сөздер: Реактор түрлері, қайнаған қабаты бар реакторлар.
Каталитикалық крекинг процесінің шикізаты ретінде қ.т. 350 - 500 °С ... ... ... ... Соынмен қатар шикізат ретінде термодеструкциялық процестердің газойльдік фракциялары, мазутты, гудронды десасафальттеу процесінде алынатын рафинаттар жарамды.
Қымбат катализаторлардың шығынын, құрамындағы ... ... ... ... ... ... шикізатын дайындау стаысынан өткізіледі.
Сутек қатысында және қатысынсыз вакуумдық дистилляттармен мұнайқалдықтарын дайындаудың 30 жуық процестері белгелі. Сутек қатысында жүретін ... ... ... ... ... ... ал ... қатысынсыз жүретін процестер қатарына висбрекинг, кокстеуе, термоконтактілі крекинг, деасфальтизация және еріткіштер ... ... ... ... ... мұндай процестердің біреуін таңдау шикізаттың тазалану деңгейіне, шикізат сапасына, құрамындағы гетероорганикалық қосылыстармен металдар мөлшеріне қарай шикізаттың ... ... ... ... ... . ... жекелеме және топтық химиялық құрамы алынатын крекинг өнімдерінің шығымына және сапасына әсер етеді. Бастапқы ... ... ... ... ... ... ... құрамы өзгермелі болады. Вакуумдық газойль құрамының крекинг өнімдер ... ... 1 ... ... ... 1. Вакуумдық газойль құрамының крекинг өнімдер шығымына ... ... ... ... ... өнімдер шығымы, %.
Шикізат
Парафинді (15-35%)
Нафтенді (20-40%)
Ароматты ( 60%)
Құрғақ газ
2,6
3,2
3,4
Сұйылған газ
34,5
27,5
24,3
Бензин
73
70
54,2
Жеңіл газойль
5
10
20
Ауыр газойль
2
5
10
Кокс
4,8
5,4
6,3
Кестеден көрінгендей ... өнім ... ... ... ... ... көмірсутектер мөлшері жоғары шикізаттар тиімді болып келеді. Шикізат құрамындағы полициклді ароматты көмірсутектер және ... ... ... аз мөлшерде бензин көп мөлшерде ауыр фракциялармен кокс түзеді. ... ... ... ... қосылыстар каталитикалық крекингтің материалдық баланасына еш әсер етпегенімен алынатын өнім сапасын нашарлатады. Шикізат құрамында гетероорганикалық қосылыстар мөлшерінің жоғары болуы ... ... ... шайырлар мөлшерін арттырады.
Каталитикалық креинг мұнайды терең өңдеуге бағытталған негізгі процесс. Процестің негізгі бағыты октан саны 91-93 (ЗӘ), ... ... ... ... ... алу ... табылады. Каталитикалық крекинг кезінде пропан-пропиленді, бутан-бутиленді фракцияларға бай, көп мөлшерде газ (жоғары ... ... ... және ... ... ... компоненттерін алуда шикіат) түзіледі. 1919-1920 жылдары академик Н.Д. Зелинский (~200°С) мұнай шикізатын ... ... ... ... ... хлориді қатысында жүргізуді ұсынды. Осы жүргізілген жұмыстар негізінде бензин алудың тәжірибелік қондырғысы құрылып, сыналды. Алайда алюминий хлоридінің катализатор ... ... бұл ... ... ... ... көмірсутектермен комплексті қосылыстардың түзілуі нәтижесінде катализаторлардың көп мөлшерде шығындалуы, процестің үздіктілігі) өндіріске енгізілмеді.
Шикізаттың конверсиялану дәрежесіне әртүрлі типтегі реакторларда ... ... ... ... ... әсер ...
Қайнаған қабаты бар реакторларда масса,- жылу алмасу және катализ процесі реактанттың катализатормен ... ... ... ... ... Қайнаған қабаты бар реакторлардың артықшылығы:
Меншікті ... ... ... ... және технологиялық режимді реттеудің жеңілдігі;
Каталитикалық процесс кинетикалық аймақта ... ... ... ... ... ... ... бар реакторлардың артықшылығы:
Реакция зонасында шикізаттың болу уақытының ретсіздігінен шикізаттың көп мөлшері газ және ... ... ... ... ... ... қозғалмалы шарикті катализатор қабаты бар реакторларға қарағанда(3-15 мин) аз ... ... ... ... ... етуге жеткіліксіз.
Жоғарыда қарастырылған каталитикалық креинг реакторлары соңғы кезде жаңартылған типтермен газдыкатализатор қоспасының восходящии ... бар ... ... ... ... Газдыдинамикалық сипаттамасы бойынша бұл реактор идеалды ығыстыру реакторларына жақын. Лифт реакторларындағы шикізаттың жанасу уақыты 2-6 сек. Қазіргі ... ... ... ... ... процесін жоғары температурада, аз жанасу уақытында, яғни пиролиз процесіне ұқсас интенсивтілігі жоғары жесткий ... ... ... ... ... катализаторы бар қоспадағы қайнау температурасы 350-500°С шикізат араластырғыш қондырғы арқылы каталитикалық крекинг жүзеге асатын реакциялық зонаға келіп түседі. ... ... ... ... ... ... ... бөлігінен катализатор бетіндегі кокстің жануы жүзеге асатын ... ... ... сеператорға келіп түседі. Тұндырғыш зонаның жоғарғы бөлігінде орналасқан циклондарда катализаторлар жинақталып, сәйкесінше жібергіш бағаналар арқылы қайнаған қабатқа қайта қайтарылады. ... ... ... ... ... су буымен өңделеді. Регенераторда қалыпқа келген катализатор шикізат енгізілетін бөлікке жіберіледі.
Сурет1 Каталитикалық ... ... ... ... сызбанұсқасы. 1-реактор, 2-регенератор; I-шикізат, II-сулы бу, III-ауа, IV-крекинг ... ... ... ... 350°С ... ... шикізатты Р-1 реакторына жібермес бұрын оның ... ... ... ... жартылай өзгерісі қозғалмайтын катализатор қабатына түскенге дейін ... ... ... ... десорбер секциясына жіберіледі. Кокстелген катализатор Р-2 регенераторларына жіберіледі. ... ... Р-2 ... ... ... жүргізу үшін В-3 ауа үрлегіші арқылы коксті жағуға регенераторларға ауа ... ... ... ... ... ... фаза концентраицясы төмендеп отырады. Регенерацияланған катализатор реакторға Р-2 регенераторына жіберіледі. Катализатрдың ... ... ... бу ... фаза ... төмендетіп, катализаторды регенирлеу желісіндегі қозғалыс импульсін жеңілдетеді. ... ... буы 490-500 °С және 0,18 МПа ... қайнаған қабатынан шығып, циклондық сеператорлардан өтіп, ректификациялық колонкаға К-1 бағытталады. Катализатор ұнтағы циклондарда ұсталып, ... ... ... Катализатордың ұсақ бөлшектері ректификациялық колоннаға жіберіліп, циркулирленетін флегманың төменгі бөлігінде жуылып, шлам түзеді. К-1 колоннасынан екі бүйір пагон ... ... ... ... ... ... Бұл өнім жаңа ... бірге қайталанып крекингленеді. Жоғарғы бүйір пагоннан қ.т. 195-350 °С жеңіл каталитикалық газойль ... ... және газ су ... К-1-В колоннасының жоғарғы жағынан Т-1 конденсатор-холодильникке өтіп Е-1 газсубөлгіште су буының және тұрақсыз ... ... ... ... ... және мйлы газ ... ... жүйеге жіберіледі. Ретті және авариялық жағдайда реактордан, регенератордан катализаторды шығаруға Б-2 жинақтағыш орналасқан.
Тексеру сұрақтары.
1. Реактордың ... ... ... түріне қарай процестің жүруіндегі артықшылықтармен кемшіліктерді атаңыз?
o Аралық қосылыстар теориясының катализдегі ролі қандай?
o Көлемдік қосылыстар мен ... ... ... ... ... ... заттың химиялық өзгерісі карбений-ионы механизімімен түсіндіріңіз?
o Біріншілік ыдырау реакциялары радикалдық тізбектік механизм ... ... ... ... (льюис) механизммен жүретіндігін түсіндіріңіз?
o Карбений-ионы қатысындағы циклдену және дециклдену реакцияларының механизмін түсіндіріңіз?
Әдебиеттер тізімі
* Г.Қ. Бишімбаева, А.Е. Букетова. Мұнай және газ ... ... - ... 2007 ж. - 241 ... Х.А. ... К.М. Шалмағамбетова, Ә.Қ. Қоқанбаев. Мұнайөңдеу өнеркәсібінің каталитикалық процестері. - ... 2004 ж. - 131 ... С.В. ... Н.Г. ... С.А. ... ... и ... нефти и газа. - Издательство , 2010. - 399 ... ... В. А. ... ... в теорию гетеро - генного катализа. - М.: Наука., 1980. - 383 ... ... ... ... - ... , 2004. - ... А. А. Баландин. Мультиплетная теория катализа. - М.: Наука, 1970. - 360 ... ... ... ... М.: ... 1979. - 360 с.
* А. Утелбаева, Б. Утелбаев. Органикалық заттар ... ... ... - ... және катализ, 2007. - 417 ... Ч. ... ... курс ... ... - М.: Мир, 1984. - 520 ... М.С. Захарьевский. Кинетика и катализ. - М.: Химия, 1963. - 320 с.
* Ж. Жермен. Гетерогенный ... - М.: ... l961. - С. ... №12 ... ... ... ... Кинетикасы мен термодинамикасы.
Дәрістің мақсаты: Каталитикалық крекинг процесінде жүретін реакциялар ретімен таныстыру. Реакциялар мехнизмін түсіндіру.
Кілт сөздер: Карбений-ионы, мономолекулярлық реакциялар, ... ... ... ... ... физика-химиялық қасиеттерін анализдеу крекингленуші заттың химиялық өзгерісі карбений-ионы механизімімен жүретіндігін ... ... ... ... ... ... химиялық өзгерісін карбений-ионы механизімі бойынша келесі ретпен жүреді.
1. Біріншілік мономолекулярлық реакциялар. Бастапқы шикізаттың жоғары молекулалық көмірсутектерінің ... ... ... ... ... (С - С- ... бойынша ыдырау).:
а) төмен молекулалық парафиндер мен олефиндер түзілетін парафиндер крекингісі:
СnH2n+2 --> CmH2m + CpH2p+2 ... ... ... ... ... ... крекингісі:
СnH2n --> CmH2m + CpH2p ;
в) алкилароматты көмірсутектердің деалкилирленуі:
Ar C n H2n+1 -- > ArH + C n H2n -> ArC m H2m - 1 + C p H2 р ... ... ... ... ... n Н2n -)C m H2m + C p H2p ,
Біріншілік ыдырау реакциялары радикалдық тізбектік механизм немесе алюмосиликат матрицасының ... ... ... жүреді:
RH + L -- > R+ + LH
R+ -- > н. м. ... + ... + LH -- > R'H + L ... + олефин
2. Цеолит бетінде протонның олефинге қосылуы нәтижесінде (тізбекті иницирлеу) түзілетін карбений-иондары қатысында жүретін екіншілік бимолекулярлық реакциялар:
RCH = CH2 + HA -- > RCHCH3 + A -- ... ... ... ... ... ... ... < +СН < + біріншілік < екіншілік < үшіншілік.
Карбений-ионындағы С-С байланысының ыдырау реакциясының нәтижесінде төмен молекулалық отын фракциялары және ... ... ... С3-С4 ... ... ... изомерлену реакциясы крекинг нәтижесінде алынатын тауарлы өнімдердің сапасын ... ... ... ... ... ... ... немесе көмірсутек тізбегі бойында метиль тобын беру арқылы жүреді. ... ... ... және ... ... мультиплетті хемасорбция арқылы жүзеге асады.
Каталитикалық крекинг қондырығысынан майлы газ, тұрақсыз бензин, ... және ауыр ... ... ... ... ... мақсатты өнімі детонациялық қабілеті жоғары бензин.
Майлы газ, құрамында изоқұрылымды көмірсутектер, әсіресе изобутан мөлшерінің жоғарылығымен сипатталады. Алынған ... газ және ... ... ... ... газдарды бөлу үшін оларды абсорбционно-газофракционирлеуші қондырғыға жіберіледі.
Бутан-бутиленді және пропан - ... ... ... ... ... құрғақ газ энергетикалық отын ретінде қолданылады. Алынған тұрақсыз бензин қаныққан бу қысымы жоғары еріген жеңіл көмірсутектерді жою үшін ... ... ... ... ... ... алынады немесе әртүрлі маркадағы автокөлік бензиндерін алуда жоғары октанды компонент ретінде қолданылады.
Каталитикалық крекинг арқылы сапасы жоғары автокөлік және ... ... алу үшін ... тазалау жүргізу қажет. Авиациялық бензин алуда бастапқы шикізат ретінде мұнайды біріншілік айдаудың ... ... және ... ... ... 240-360 °С ... ... қоспалары алынады. Алдымен қайнау температурасы 220-245°С бензин (мотобензин) алынады. Алынған ... ары ... ... тазаланып барып авиациондық бензин алынады. Каталитикалық тазаланудан алынған бензин құрамында автокөлік бензиндерімен салыстырғанда ароматты көмірсутектер ... ... ... ... ... ... ... октан саынын және тұрақтылығын жоғарлатады.
Каталитикалық жеңіл газойль құрамында қанықпаған көмірсутектер және біршама мөлшерде ... ... (28-55%) ... ... ... қату ... ... шикізаттың қату температурасына қарағанда төмен. Жеңіл газойль(дистиллят с н. к.175-200 °С и к. к.320-350 °С) тауарлы дизель фракцияларымен салыстырғанда ... саны ... және ... ... ... ... болады. Парафинді негізді жеңіл солярлы дистилляттардан алынған жеңіл газойльдің цетан саны 45-56, нафтенароматты дистилляттардың цетан саны 25-35. ... ... ... ... ... газойльдің цетан саны аз өзгеріске түсетіндіктен жоғары болады. Каталитикалық крекинг температурасын жоғарлатқан сайын цетан саны ... ... ... ... ... ... және технологиялық режим әсер етеді. Процесс температурасын арттырған сайын газойль шығымы және оның цетан саны төмендеп, оның ... ... ... ... ... ... газойльдер дизель отындарының компоненттері ретінде мұнайды біріншілік ... ... ... компонеттерінің цетан саны қажеттен артық және күкірт мөлшері нормадан төмен болғанда қолданылады.
Жеңіл ... күйе ... ... мазут алуда еріткіш түрінде шикізат ретінде қоладыналды. Ароматты көмірсутектерден тазартылған құрамындағы еріткіштерді айдалған цетан саны жоғары ... ... ... ... ... қолдануға болады.
Ауыр газойль каталитикалық крекингтің қалдық өнімі болып табылады. Ауыр газойльдің сапасы шикізаттың сипаттамасына және ... ... ... ... ... газойль сапасына байланысты болады.
Ауыр газойль катализатор шаңымен ластанғандықтан оның құрамындағы күкірт мөлшері каталитикалық крекинг ... ... ... болады. Ауыр газойль мазут дайындауда немесе термиялық крекинг, кокстеуде шикізат ретінде қолданылады. Каталитикалық крекингтің ... ... - ... түтінді газдарға айналатындай ауа ағынындарегенераторларда жағылады.
Тексеру сұрақтары.
- ... ... ... ... ... ... ... Біріншілік ыдырау реакциялары радикалдық тізбектік механизм немесе алюмосиликат матрицасының апротондық (льюис) механизммен жүретіндігін түсіндіріңіз?
- Карбений-ионы қатысындағы циклдену және дециклдену реакцияларының ... ... ... Г.Қ. ... А.Е. ... ... және газ ... технологиясы. - Алматы, 2007 ж. - 241 ... Х.А. ... К.М. ... Ә.Қ. ... Мұнайөңдеу өнеркәсібінің каталитикалық процестері. - Алматы, 2004 ж. - 131 б.
* С.В. ... Н.Г. ... С.А. ... Химия и технология нефти и газа. - Издательство , 2010. - 399 с.
* ... В. А. ... ... в ... гетеро - генного катализа. - М.: Наука., 1980. - 383 с.
* О.В.Крылов. Гетерогенный ... - ... , 2004. - ... А. А. ... Мультиплетная теория катализа. - М.: ... 1970. - 360 ... ... ... ... М.: ... 1979. - 360 ... А. Утелбаева, Б. Утелбаев. Органикалық заттар технологиясының теориялық негіздері. - Кинетика және катализ, 2007. - 417 ... Ч. ... ... курс ... ... - М.: Мир, 1984. - 520 ... М.С. Захарьевский. Кинетика и катализ. - М.: Химия, 1963. - 320 с.
* Ж. ... ... ... - М.: ... l961. - С. ... 13. ... каталитикалық крекингтеу. Негізгі реакциялары.
Дәрістің мақсаты: Каталитикалық крекингте парафиндердің ... ... ... реакцияларын қарастыру.
Кілт сөздер: Парафин, карбоний-ион, құнды өнім.
Парафиндерді крекинлеуде ыдырау реакциялары басым болады. Парафинді көмірсутектерден түзілетін Крекинг өнімдері молекулалық салмағы ... ... ... және ... ... ... ... жоғарлаған сайын олефиндер шығымы артады. Парафиндердің молекулалық салмағы жоғарлаған сайын ... ... ... Карбоний-иондық механизм бойынша парафин молекуласының бір бөлігі термиялық ыдрауға түседі. ... ... ... ... өзіне қосып алып, карбоний-ионға айналады. М (металл)
Түзілген карбоний ионы тұрақсыз. Ол ... ... ... жаңа ... ... және карбоний ионына ыдырайды. Түзілген ион бастапқы молекуладан гидрид ионы түрінде сутегін жеңіл жұлып алады. Нәтижесінде тізбегі ... ... ... ... ионы ... ... ыдырауы жалғасады.
Төмен молекулалы парафиндердің дегидрогендеу реакциясы газтәрізді өнімдердің құнды олефинге айналуында практикалық маңыздылығы жоғары. Парафиндерді ... ... ... көмірсутектер және кокс түзілетін екіншілік реакцияларда жүреді.
Тексеру сұрақтары.
** Парафиндерді крекинлеуде ... ... ... ... Парафиндердің крекинг өнімдері неден құралады?
** Парафиндердің каталитикалық крекингісі қандай механизмдермен жүреді?
** Төмен молекулалы ... ... ... ... маңыздылығы неде?
Әдебиеттер тізімі
* Г.Қ. Бишімбаева, А.Е. Букетова. Мұнай және газ химиясымен технологиясы. - ... 2007 ж. - 241 ... Х.А. ... К.М. Шалмағамбетова, Ә.Қ. Қоқанбаев. Мұнайөңдеу өнеркәсібінің каталитикалық процестері. - Алматы, 2004 ж. - 131 б.
* С.В. ... Н.Г. ... С.А. ... ... и ... ... и газа. - Издательство , 2010. - 399 с.
* Д.В.Сокольский, В. А. ... ... в ... гетеро - генного катализа. - М.: Наука., 1980. - 383 с.
* ... ... ... - ... , 2004. - 236с.
* А. А. Баландин. ... ... ... - М.: ... 1970. - 360 ... ... Гетерогенный катализ. М.: Наука, 1979. - 360 с.
* А. Утелбаева, Б. ... ... ... ... теориялық негіздері. - Кинетика және катализ, 2007. - 417 ... Ч. ... ... курс ... ... - М.: Мир, 1984. - 520 ... М.С. ... Кинетика и катализ. - М.: Химия, 1963. - 320 с.
* Ж. ... ... ... - М.: ... l961. - С. ... 14. ... және нафтендерді каталитикалық крекингтеу. Негізгі реакциялары.
Дәрістің мақсаты: Каталитикалық крекингте олефиндердің, нафтендердің өзгерістерімен таныстыру. Негізгі реакцияларын қарастыру. ... ... ... ... ... ион.
Нафтендерді креинглеуде олардың бүйір тізбектерінің ыдрауы жүреді. Бірінші сатыда ұзын алкил тізбектері бар нафтенді көмірсутектер ... ... ... ... және ... ... Қысқа алкил тізбектер, әсіресе метил және этил радикалдары термиялық ... ... ... ... ... ... ... Алкилнафтенді көмірсутектердің алкил тізбектері парафиндер және олефиндер түзе ... Бұл ... ... мен ... төмен молекулярлы моноциклді нафтенді көмірсутектер және деалкилирленген ароматты көмірсутектермен қоса крекингтің соңғы ... ... ... крекингленуі парафиндердің, нафтендердің және ароматты көмірсутектердің, сонымен қатар олефиндердің екіншілік реакциялар болып табылады. Реакцияны иницирлеуші ... ионы ... ... Егер карбоний ионы С6 және оданда жоғары болса, ол β-олефиндер және төмен (біріншілік ... ... түзе ... ... ... ... ... ион мүмкіндігіне қарай екіншілік, үшіншілік илндарға изомерленеді. Егер карбоний ион С3-С5 болса, протонды ... ... ... олефин молекуласына беру арқылы олефинге немесе нейтралды молекуладан гидрид ионды қосып алып парафинге айналады.
Тексеру сұрақтары.
* Нафтендерді ... ... ... ... ... ... олефиндермен парафиндер крекингтің соңғы өнім құрамына кіреді ме?
* Нафтендердің каталитикалық крекингісі қандай механизмдермен жүреді?
* ... ... ... реакциялар қатарына жатады?
** Карбоний ионының ретіне қарай олефин крекингісіндегі өзгерістер ... ... Г.Қ. ... А.Е. ... ... және газ химиясымен технологиясы. - Алматы, 2007 ж. - 241 ... Х.А. ... К.М. ... Ә.Қ. ... ... ... ... процестері. - Алматы, 2004 ж. - 131 б.
* С.В. Вержичинская, Н.Г. Дигуров, С.А. Синицин Химия и ... ... и ... - ... , 2010. - 399 ... ... В. А. Друзь. Введение в теорию гетеро - генного катализа. - М.: Наука., 1980. - 383 ... ... ... ... - М:ИКЦ , 2004. - 236с.
* А. А. Баландин. Мультиплетная теория ... - М.: ... 1970. - 360 ... ... ... ... М.: Наука, 1979. - 360 с.
* А. Утелбаева, Б. Утелбаев. Органикалық заттар технологиясының ... ... - ... және ... 2007. - 417 ... Ч. Сеттерфилд. Практический курс гетерогенного катализа. - М.: Мир, 1984. - 520 ... М.С. ... ... и ... - М.: ... 1963. - 320 с.
* Ж. ... Гетерогенный катализ. - М.: Наука, l961. - С. ... 15. ... ... ... ... ... ... Каталитикалық крекингте арендердің өзгерістерімен таныстыру. Негізгі реакцияларын қарастыру.
Кілт сөздер: Олефин, нафтен, карбоний ион.
Каталитикалық крекинг кезіндегі арендердің өзгеріс ... және ... ... ... ... массасына және құрылысына тәуелді болады.
Арендерді каталитикалық крекингісі деалкилирлену және конденсацияланумен қатар жүреді. ... ... ... ... олефиндер және бүйір тізбегі қысқа алкилароматты көмірсутектер түзіледі. Алкил ароматты көмірсутектердің крекинглеу ... ... ... ... ... пратонын қосып алу нәтижесінде түзілетін карбоний-ионы механизмі бойынша жүреді. Ароматты көмірсутектердің конденсациялануы нәтижесінде асфальт және кокс түзіледі.
ArC H -- > ArH + CH -> ArC H + C H2

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Материал
Көлемі: 21 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 300 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
Аналитикалық химия пәнінен дәрістер жинағы59 бет
Информатикада Adobe Photoshop программалық оқыту құралын үйрету технологиясы66 бет
Электрондық оқу-әдістемелік кешендері53 бет
9 сыныпта бейорганикалық химияны оқытуда халықтық педагогика элементерін пайдалану әдістемесі73 бет
Интерактивтік әдістерді қолданып оқыту41 бет
Информатикадан сыныптан тыс жұмыстар әдістемесі4 бет
Сұрақ кітапшасы 3804 нұсқа 8 сынып12 бет
"Физика" пәнінен тест сұрақтар6 бет
"Философия тарихы" пәнінен тест сүрақтары5 бет
"Қазақ әдебиеті" пәнінен тест сұрақтар3 бет


+ тегін презентациялар
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь