Надо Знать

добавить знаний



Каталитический крекинг



Каталитический крекинг - переработка углеводородов, напр., нефтяных фракций, в присутствии катализаторов при которой молекулы тяжелых углеводов расщепляются на более простые.

Каталитические процессы отличаются от термических тем, что пара нефтяного сырья пропускается над катализатором, который ускоряет и направляет ход реакций в сторону образования необходимых продуктов при более мягких условиях.

При каталитическом крекинге, в котором все процессы превращения углеводородов нефти протекают в условиях гетерогенного катализа, получают продукты, резко отличающиеся по составу от продуктов термического крекинга и пиролиза.

Катализаторы, применяемые в нефтепереработке, делят на металлы (Ni, Pt, Pd), полупроводники (Zn, Cr2O3, WS2, МоО2), изолятор-алюмосиликатные катализаторы (Al2O3). Как катализаторы для крекинга применяют или алюмосиликаты (природные глины), обработаны и обогащенные присадками окислов различных металлов (Ni, Со, Сu, Мn и др.)., Или специальные синтетические массы на алюмосиликатных основе, так называемые цеолиты и цеолитовые системы. Сегодня используется около 150 видов цеолитов, что позволило привлечь к переработке новые виды сырья.

Главной задачей каталитического крекинга, как и термического, является расщепление высокомолекулярных углеводородов. При температурах 200-300  С преобладают реакции деполимеризации, а при 300  С и выше начинается собственно каталитический крекинг.

При каталитическом крекинге легче всего крекингуються олефины, затем алкилированных арены и нафтены, а алканы наиболее устойчивы, в то время как при термическом крекинге этот ряд составляют алканы, нафтены и арены.

Главные превращения углеводородов при каталитическом крекинге сводятся к следующему.

  • 1. Алканы. Как и при термическом крекинге, при каталитическом крекинге происходит расщепление молекул на алканы меньшей молекулярной массы и олефины, однако скорость крекинга алканов в этом случае в 40-60 раз больше при той же температуре, жидкие продукты каталитического крекинга имеют преимущественно изобудову, газообразные продукты состоят из углеводородов C3 и С4 (пропилен, пропан, изобутилен, изобутан). Изоалканы крекингуються с большей скоростью, чем нормальные алканы.
  • 2. При каталитическом крекинге олефинов главным является расклад сопровождается процессами перераспределения водорода. В продуктах их крекинга обнаружено большое количество изоалканив и аренов, а также кокса (от 0 до 14%). Скорость крекинга в 1 000-8 000 раз больше, чем при термическом крекинге.
  • 3. Нафтены в условиях каталитического крекинга дегидрують у арены, изомеризуются или распадаются с разрывом кольца по С-С-связью. Каталитический крекинг их протекает в 1000 раз быстрее, чем термический.
  • 4. Незамещенные арены (бензол, нафталин) в условиях каталитического крекинга практически не меняются, крекинг толуола незначительно. Высшие алкил-бензолы крекингуються легко и более быстро, чем при термическом крекинге. Расщепляется не  -, а -связь С-С боковой цепи, кроме того, происходит изомеризация за счет перемещения боковых цепей по кольцу. Многоядерные арены дают большой выход кокса из-за высокой склонности к конденсации.

В присутствии алюмосиликатов расщепления углеводородов начинается при 300-350  С, а наиболее интенсивно протекает при 450-480  С (не выше 510  С). Каталитический крекинг проводится при атмосферном или небольшом (0,2-0,3 МПа) давления.

Продуктами каталитического крекинга является бензин, газойль, газ и кокс. Лучший крекинг-бензин получается при переработке нафтенового сырья. При переработке алканов они имеют наиболее низкое качество, а из сырья, содержащего много аренов, полу ? чения продуктов затруднено интенсивным коксообразования. В среднем за один цикл при каталитическом крекинге газойля прямого перегона получают (% масс.) Крекинг-бензина - 40-45, крекинг-газойля - 40-45, газа - 10-25 и кокса - 5. При однако ? ресниц исходном сырье бензин каталитического крекинга отличается значительно меньшим содержанием ненасыщенных углеводов и высоким содержанием нафтенов и аренов. Он характеризуется ? ется достаточно высокой химической стойкостью и высоким октановым числом (78-82).

Крекинг-газойль содержит много алканов и аренов и не поддается повторному каталитическом крекинге из-за склонности к коксования, хотя является удовлетворительной сырьем для термического крекинга. Газы каталитического крекинга содержат более 40% изобутана, который является сырьем для получения алкилата - высокооктанового компонента авиабензина.

Для термокаталитический переработки широко применяются процессы, которые проходят под давлением водорода, поскольку при этом достигается больший выход светлых нефтепродуктов, уменьшается коксообразования и резко снижается отравление катализатора. Водород гидруе адсорбированные на нем олефины и препятствует как их уплотнению, так и конденсации ароматических углеводородов, которая приводит к коксообразования. Гидрированием разрушаются нежелательные в нефтепродуктах сернистые соединения и различные гетерокомпоненты с преобразованием их в углеводороды и простейшие соединения - H 2 O, H 2 S, NH 3.

Основные процессы, протекающие под давлением водорода, - это гидрокрекинг, гидроочистка, гидродеалкилювання и риформинг. Наибольшее распространение эти процессы получили в последнее время в связи с добычей большого количества сернистых тяжелых нефтей, при одновременно растущем спросе на высокооктановый бензин и ароматические углеводороды для нефтехимии.


См.. также

Литература


код для вставки
Данный текст может содержать ошибки.

скачать

© Надо Знать
написать нам