Ароматизация нефтепродуктов
Свойства и области применения аренов
Как исходные вещества для органического синтеза арены занимают второе место после олефинов. Существует ароматическое сырье двух основных видов: коксохимическое (серы до 0,2%) и нефтехимическое (до 0,002% серы).
Характеристика ароматических углеводородов
Таблица 17.1
| Углеводороды | Т кип, 0С | Т пл, 0С | всп., 0С |
| Бензол Толуол (метилбензол) Этилбензол Ксилолы (диметилбензолы): орто – мета – пара – 1,2,4 триметилбензол (псевдокумол) 1,2,4,5 тетраметилбензол (дурол) Нафталин | 80,1 110,6 144,4 139,1 138,3 169,3 196,8 218,0 | +5,5 -95 - -25,2 -47,9 +13,3 -43,8 -79,2 +80,3 | -14 +5 - +29 +29 +29 - - - |
Температуры кипения ксилолов близки. Их можно разделить только четкой ректификацией. Способность растворяться в полярных жидкостях (ди-, три-, тетраэтиленгликоль) и сорбироваться твердыми адсорбентами (активный уголь, силикагель) используется для выделения ароматических углеводородов методами экстракции, адсорбции.
n-Ксилол, дурол и нафталин ( Тпл >0) выделяют кристаллизацией. Бензол, толуол и ксилолы весьма пожароопасны. По токсическим свойствам они более опасны, чем другие углеводороды (ПДК бензола=20 г/л, толуола=50 мг/л).
Главным источником получения ароматических углеводородов являются процессы ароматизации ископаемого сырья — пиролиз и риформинг нефтепродуктов и коксование каменного угля.
| Выход, кг/т сырья | Бензол | Толуол | Ксилолы | Нафталин | ||||||||||
| Коксование угля Пиролиз лигроина Платформинг лигроина | 6,0-9,5 7-9 5-10 | 1,5 4-6 5-7 | 0,3 1,5-2,5 1-3 | 2,0-2,5 2-3 - | ||||||||||
| Ксилольные фракции содержат, % масс. | ||||||||||||||
| орто- | мета- | пара- | этилбензол | |||||||||||
| Коксохимические Нефтяные | 10-12 20-24 | 52-60 40-45 | 14-20 18-20 | 8-12 14-16 | ||||||||||
Этилбензолвыделяют из ксилольной фракции продуктов риформинга и пиролиза. Дополнительные количества этилбензола, для получения стирола получают алкилированием бензола этиленом.
Триметилбензол содержится в тяжелой фракции сырого бензина и во фракциях 160—1800С продуктов риформинга и пиролиза.
Тетраметилбензолы находятся во фракции 180-2100С продуктов коксования, пиролиза и риформинга.
Нафталинполучают главным образом из нафталиновой фракции каменноугольной смолы (210-2300С) , путем кристаллизации и очистки до 99,0-99,5% основного вещества.
Ароматизация нефтепродуктов
===========================================================
Основным методом получения ароматические углеводородов из нефтяного сырья являются пиролиз и каталитический риформинг нефтепродуктов.
Продукты пиролиза. Ароматические соединения содержатся в жидких продуктах пиролиза (пироконденсат и смолы) .
Выход смолы снижается при пиролизе более легкого сырья. Выход ароматических соединений проходит через максимум в зависимости от температуры (рис. 18.1) и времени контакта.
 |
Рис. 18.1 Температурная зависимость выхода ароматических углеводородов при пиролизе жидких нефтепродуктов: 1—бензол; 2—толуол; 3—ксилолы.
На современных установках пиролиза бензина:
суммарный выход смолы = 20—25%;
ароматические вещества в смоле = 85—95%.
При первичной переработке полученных при пиролизе жидких продуктов их разделяют на 4 фракции:
1) "Головка"- содержит парафины и олефины С5;
2) "Легкое масло" (75—1800С) — состоит из моноциклических ароматических углеводородов с примесью олефинов и парафинов;
3) "Среднее масло" (180-3000С);
4) Остаток, идущий на получение бензольного кокса.
Из этих фракций выделяют соответствующие ароматические
углеводороды.
Каталитический риформинг. В отличие от каталитического крекинга на алюмосиликатах в этом процессе используются бифункциональные катализаторы.
Виды каталитического риформинга:
Таблица 18.1
| Вид | Катализатор | Р, МПа | Примечания |
| Платформинг Рениформинг Ультраформинг | Платина на высокопористом оксиде алюминия (без регенерации) Платино-рениевый катализатор на носителе кислотного типа (без регенерации) Система с регенерацией катализатора. Выжигание кокса через 5-7 суток | 3,5-5,0 1,0 1,5-2,0 | проводят при 470-5400С в среде водорода. В ароматические углеводороды превращается >90% нафтенов и >50% парафинов. |
Катализаторы чувствительны к отравлению соединениями серы, причем чувствительность тем больше, чем ниже давление водорода.
Очистку сырья риформинга от сернистых соединений проводят гидрированием на катализаторах, стойких к сере (оксиды или сульфиды кобальта, вольфрама и молибдена или их смесей):
RSН + H2 ——® RH + Н2S
Благодаря давлению водорода катализатор может работать длительное время без закоксовывания. При Р > 3,5 МПа отложение кокса практически исключается (Катализатор работает 1-2 года, после чего из него извлекают отработанную платину).
Исходные фракции для получения: бензол - 60 —850С
толуол - 85-1100 С
ксилолы- 110-1350С
Химические превращения при каталитическом риформинге определяются бифункциональностью катализатора;
на металле — гомолитические превращения, прежде всего дегидрирование шестичленных нафтенов.
При ужесточении режима риформинга большую роль приобретают реакции дегидроциклизации парафинов:
на кислотных центрах—изомеризация парафинов в изопарафины и пяти-членных нафтенов в гомологи циклогексана.
Нежелательные процессы:
1) Крекинг с образованием низших олефинов и парафинов
(газы риформинга в присутствии водорода, в отличие от газов крекинга состоят исключительно из парафинов).
2) Дегидроконденсация ароматических углеводородов с образованием полициклических и конденсированных соединений, ведущее к выделению кокса (ввиду обратимости реакции дегидроконденсации введение водорода снижает эти процессы).
Доля желательных и нежелательных реакций в общем балансе риформинга зависит от состава исходного сырья, температуры, давления водорода и др. факторов.
Соответствующим выбором параметров обеспечивается максимальный выход желаемых продуктов из данного вида сырья.
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
| Работа терапевта с телесным процессом клиента | | | Сочинение-повествование |
Дата добавления: 2017-08-01; просмотров: 1628;