Файл: Гуреев, А. А. Автомобильные эксплуатационные материалы учебник.pdf

топлив. Нагревание нефтяного сырья до температуры 670—800° С (пи­ ролиз) ведет к значительному образованию газообразных углеводоро­ дов (этилен, пропилен и др.), которые являются сырьем для нефтехими­ ческого синтеза —получения полиэтилена, полипропилена и т. д. В процессе пиролиза сырья образуются и жидкие углеводороды, пре­ имущественно ароматического характера.

Более совершенным процессом, позволяющим получать качествен­ ные нефтепродукты, является каталитический крекинг. При катали­ тическом крекинге все превращения углеводородов происходят в при­ сутствии катализаторов. Для каталитического крекинга нефтяного сырья наибольшее распространение получили твердые алюмосиликат­ ные катализаторы, в состав которых входят окись кремния и окись алюминия.

Основной реакцией каталитического крекинга, так же как и терми­ ческого, является расщепление сложных и больших молекул на более легкие с меньшим числом углеродных атомов. В присутствии катали­ заторов скорость расщепления углеводородов значительно возрастает.

В условиях каталитического крекинга большое значение приобре­ тают вторичные превращения образующихся углеводородов. В моле­ кулах нефтяных углеводородов в присутствии катализатора атомы водорода могут отщепляться с образованием ароматических угле­ водородов (реакции ароматизации). Водород, выделяющийся в процес­ се ароматизации нефтяных углеводородов, может вступать в реакцию с углеводородами олефинового ряда с насыщением двойных связей (реакция гидрогенизации). Углеводороды с прямой цепочкой углерод­ ных атомов в присутствии катализатора могут изменять взаимное рас­ положение атомов внутри молекул без изменения общего числа атомов (реакция изомеризации).

9

Процесс каталитического крекинга в промышленных условиях осуществляют по различным технологическим схемам: с неподвижным слоем катализатора, с подвижным сферическим катализатором и с пы­ левидным, или микросферическим, катализатором. Наиболее часто применяют крекинг с подвижным сферическим (шариковым) катали­ затором при температуре 450—500° С (рис. 4).

При этом сырье, подогретое в теплообменниках, поступает в труб­ чатую печь 2, где нагревается и далее идет в реактор 3. Продукты кре­ кинга из реактора направляют в ректификационную колонну / для раз­ деления. Катализатор поступает в регенератор 6, где в токе горячего воздуха выжигают кокс, и активность катализатора восстанавливается.

При производстве автомобильных бензинов из ректификационной колонны отбирают бензиновую фракцию и используют ее в качестве компонента для приготовления товарного продукта. Процесс катали­ тического крекинга в этом случае проводят в одну ступень и поэтому называют одноступенчатым.

При производстве авиационных бензинов из ректификационной колонны отбирают широкую фракцию, конец кипения которой 220— 240° С. Эту фракцию вторично пропускают через каталитический реак­ тор, где происходит более глубокое облагораживание бензина: содержа­ ние непредельных углеводородов уменьшается, а ароматических уве­ личивается. Такая система двукратной обработки сырья называется двухступенчатым крекингом.

Керосино-газойлевые фракции каталитического крекинга добав­ ляют в дизельные топлива в количестве не более 20%.

Привлекает внимание также каталитический крекинг тяжелого сырья под давлением водорода до 200 кгс/см2. Этот процесс, назван­ ный гидрокрекингом, с новыми эффективными катализаторами поз­

10

ке. Очищенное сырье после освобождения от сероводорода, углеводо­ родных газов и воды нагревается в печи 1 до температуры 500—520° С и поступает в реакторы 4, 5, 6, где под давлением более 40 кгс/см2 про­ исходит его риформирование. Полученный катализат после отделе­ ния от водородсодержащего газа и стабилизации может использоваться для приготовления товарных автомобильных бензинов.

Режимы проведения риформинга, а также состав и свойства пла­ тинового катализатора могут различаться. При ведении процесса в мягких условиях получают бензин с меньшей детонационной стой­ костью, чем при жестком режиме платформинга. Процесс платформинга часто используют для получения ароматических углеводородов — бен­ зола, толуола, ксилолов. Остатки бензиновых фракций после из­ влечения ароматических углеводородов применяют в качестве ком­ понента автомобильных бензинов.

Для улучшения эксплуатационных свойств бензинов пользуются также процессом изомеризации, т. е. процессом перегруппировки ато­ мов в молекуле с образованием углеводородов изостроения. В промыш­ ленных условиях сырьем для процесса изомеризации служат легкие бен­ зиновые фракции прямой перегонки нефти, в составе которых преобла­ дают углеводороды с пятью и шестью атомами углерода в молекуле нормального строения (н-пентан и н-гексан). Изомеризацию проводят

компонентом товарных бензинов.

В процессах деструктивной переработки нефти всегда образуются углеводородные газы. Состав их весьма разнообразен и зависит от режима процесса, наличия и характера катализатора и т. д. На современном нефтеперерабатывающем заводе технологический про­ цесс построен так, чтобы максимально использовать все газообразные

Рис. 5. Схема установки каталитического риформинга:

1 — печь для нагрепя сырья, 2 — реактор гидроочистки; 3 — колонна для стабилизации гид­ роочищенного сырья; 4, 5 и 6 — реакторы риформинга; 7 — фракционирующий абсорбер; S — колонна стабилизации катализам

12