Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2016 » Апрель » 17 » Сырье полимерной промышленности из нефти.
21:11
Сырье полимерной промышленности из нефти.

    Первоначально нефть использовали преимущественно как топливо, сегодня наблюдается тенденция к использованию всей нефти лишь в качестве сырья. Одним из основных направлений переработки нефти является синтез полимеров.
     Большую часть полимеров получают полимеризацией непредельных углеводородов по радикальному или по ионному механизму. Получение непредельных углеводородов из сырой нефти включает несколько основных стадий:
     - очистка сырой нефти от воды, солей, взвесей, кислот и пр.,
     - разгонка в ректификационных колоннах на первоначальные фракции,
     - ректификация для получения фракций приемлемой чистоты,
     - крекинг для деструкции и/или дегидрирования молекул,
     - выделение и очистка полученных непредельных углеводородов.
     Одним из первых методов переработки алканов в более легкие непредельные углеводороды, стал крекинг при температуре 450-550*С и давлении порядка 6-15 атм. Давление необходимо для поддержания углеводородов в жидком состоянии, это дает возможность вести процесс в аппаратах меньшего размера, чем в случае деструкции в газовой фазе. Высокая температура обуславливает радикальный механизм процесса. В связи с хаотичным образованием и взаимодействием радикалов, среди продуктов могут присутствовать даже углеводороды с большей молекулярной массой, чем исходные. Например, при крекинге пропана получается смесь, включающая этилен, метан, водород, пропилен, и даже пентан:
  
     В таблице представлен состав продуктов парофазного и жидкофазного крекинга битумной фракции нефти, а так же, пиролиза (600-700*С) битума.

   
     Парофазный крекинг протекает при меньшем давлении и/или большей температуре, что уменьшает вероятность столкновения образующихся радикальных частиц, что приводит к снижению доли продуктов с большей молекулярной массой. При жидкофазном крекинге (450-490*С) образуется всего 4-7% газообразных продуктов, при парофазном крекинге (500-550*С) выход газообразных продуктов до 25-30%.
     Ниже представлен состав продуктов пиролиза петролейного эфира (гексаново-гептановая фракция нефти, с примесями более тяжелых углеводородов), так же известного как “бензин-калоша”. Крекинг углеводородов основа на разнице в энергии связей углерод-углерод и углерод-водород. Энергия связи С-С составляет 62,8 ккал/моль, энергия связей С-Н: первичный – 87,0, вторичный – 85,5, третичный – 83 ккал/моль.
     
     Кроме непредельных углеводородов для получения пластиков и каучуков, продукты крекинга нефти широко используются в качестве сырья химпрома для получения растворителей, БВВ, лаков, красок, лекарственных препаратов, красителей и пр.
     Среди катализаторов, повышающих эффективность процесса дегидрирования, следует отметить платину и палладий, нанесенные на микропористые силикагели или на спеченный оксид алюминия (корундовая керамика). Использование катализаторов позволяет поднять выход целевого продукта до 90-95% при температуре 500-550*С, скорость процесса при этом заметно выше, чем без катализатора.
     С целью повышения эффективности катализаторов и повышения их долговечности, необходимо очистить сырье от примесей: кислорода, воды, ацетилена, соединений серы, мышьяка, селена и пр. Наиболее сложно удалить кислород, ацетилен и воду. Удаление воды важно и по причине образования твердых гидратов при высоком давлении (СН4*7Н2О, С6Н6*7Н2О и пр.). Твердые гидраты могут откладываться на стенках трубопроводов и аппаратов, что нарушает ход процесса.
     Самый экономически целесообразный метод удаления кислорода и ацетилена заключается в каталитическом гидрировании на соединениях кобальта и хрома. Чаще всего используют оксид трехвалентного хрома с мелкодисперсным никелем (95% Cr2O3 + 5% Ni), или никель, нанесенный на оксид алюминия. В ходе процесса происходит гидрирование ацетилена до этилена, и перевод кислорода в воду. Оптимальная температура процесса 200-250*С.
     Для удаления воды (а так же, ряда кислотных оксидов) применяют гидроксид натрия или оксид кальция, помещенные в гранулированном виде в специальные кассеты.
     Полученные в ходе крекинга продукты разгоняют в ректификационных колоннах на фракции: метан-водородную, этан-этиленовую, пропан-пропиленовую, бутан-бутиленовую и пр. Ректификация производится при высоком давлении и сравнительно низкой температуре (-30 – 0*С). Дальнейшее тонкое разделение фракций осуществляется путем избирательной абсорбции (в зависимости от полярности молекул), или адсорбции при низкой температуре (в зависимости от геометрии и размеров молекул). Иногда фракции подвергают галогенированию (например, если дальнейшая переработка подразумевает соответствующие реакции), с последующей ректификацией. Так как, разница в температурах кипения галогенированных компонентов отличается более существенно, относительно исходных алканов.
     Важнейшие характеристики некоторых широко применяющихся в промышленности углеводородов приведены в таблице.

     Одна из общих схем установки для разделения продуктов крекинга приведена на рисунке.
    
      Для охлаждения паров часто используют жидкие более низкокипящие газы под давлением. При подогреве легкокипящих газов могут применять тепло с радиатора компрессора, в котором сжимается под давлением газ. В таблице указаны параметры процессов ректификации в колоннах приведенной схемы.

Категория: Полимерные материалы | Просмотров: 571 | Добавил: Chemadm | Теги: сырье полимеров, переработка нефти, углеводородное сырье | Рейтинг: 5.0/4
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]