7. Состав нефти, ее классификация, сущность подготовки нефти к переработке.
8. Охарактеризуйте прямую перегонку нефти.
Тема 1.2. Олефины
Студент должен:
знать:
- сырьевые источники олефинов;
- теоретические основы термического и каталитического крекингов;
- технологию термического и каталитического крекинга;
- способы выделения олефинов из продуктов крекинга и пиролиза;
уметь:
- описывать уравнениями реакций химические процессы термического и каталитического крекинга;
- выбирать экологически более целесообразный способ получения и выделения олефинов;
- использовать ЕСКД при составлении технологических схем.
Низшие и высшие олефины, их свойства. Методы получения олефинов в промышленности. Теоретические основы термического крекинга и пиролиза. Технология термического крекинга и пиролиза. Выбор оптимальной конструкции печи пиролиза, сравнение различных типов печей пиролиза.
Теоретические основы каталитического крекинга. Технология каталитического крекинга. Схема реакционного узла флюид-процесса.
Выделение и концентрирование олефинов. Разделение газов пиролиза методом низкотемпературной ректификации, технологическая схема разделения газов при пиролизе бензина.
Концентрирование и разделение фракций олефинов. Выделение бутадиена-1,3 из фракций С4 экстрактивной ректификацией с диметилформамидом.
Практические занятия:
Составление элементов технологических схем.
Описание отдельных узлов технологических схем.
Экологическая оценка различных способов получения олефинов.
Методические указания
Изучите методы получения олефинов, свойства олефинов, обратите внимание на реакционную способность олефинов.
Главным методом получения олефинов в промышленности являются процессы расщепления нефтяных фракций или углеводородных газов. Эти процессы можно разделить на две группы: термические (пиролиз и термический крекинг парафинов) и каталитические (каталитический крекинг). Первые осуществляют для целевого получения олефинов, а вторые – для производства бензина, и олефины получаются как побочный продукт. Кроме того, часть олефинов получают дегидрированием соответствующих парафинов, а некоторые олефины – реакциями их взаимного превращения (олигомеризация и диспропорционирование).
При изучении теоретических основ процессов крекинга и пиролиза обратите внимание на термодинамическую стабильность углеводородов, влияние давления на состав продуктов. Например, относительный выход продуктов (бензина, смолы пиролиза), газа пиролиза, кокса зависит от трех основных факторов: вида сырья, температуры и времени контакта.
При изучении технологии процессов пиролиза и крекинга следует обратить внимание, что пиролиз относится к числу очень энергоемких производств, в котором важное значение имеет утилизация тепла горячих газов, поэтому существующие схемы реакционных узлов различаются способом подвода тепла. Основной особенностью каталитического крекинга, определяющей его технологическое оформление, является быстрое закоксовывание катализатора, ведущее к потере его активности, рассмотрите пути совершенствования процесса.
Выделение и концентрирование олефинов зависит от состава продукта пиролиза или крекинга. Газы крекинга разделяют чаще всего абсорбционно - ректификационным методом, а газы пиролиза низкотемпературной ректификацией. /1.63с.-71с., 6.31с.-53с./
Вопросы для самоконтроля
1. Охарактеризуйте условия термического крекинга и пиролиза.
2. Устройство и принцип действия печи пиролиза.
3. Химические реакции, протекающие при термическом крекинге и пиролизе.
4. Какие факторы влияют на выход и состав продуктов процессов крекинга и пиролиза.
5. Обоснование методов выделения и концентрирования олефинов.
Тема 1.3. Ароматические углеводороды
Студент должен:
знать:
- источники сырья для получения ароматических углеводородов;
- теоретические основы и технологию каталитического риформинга;
- технологическую схему платформинга;
- теоретические основы и технологию изомеризации алкилароматических углеводородов;
уметь:
- выбирать экологически целесообразный способ выделения ароматических углеводородов;
- рассчитывать основные показатели стадий химических превращений;
- вычерчивать отдельные узлы технологических схем (по описанию).
Ароматические углеводороды, их характерные особенности.
Источники получения ароматических углеводородов: пиролиз, риформинг нефтепродуктов и коксование каменного угля.
Ароматизация нефтепродуктов. Технология каталитического риформинга и платформинга. Коксование каменного угля. Коксовые печи, конденсация, улавливание летучих продуктов.
Выделение и концентрирование ароматических углеводородов. Технологическая схема экстракционного выделения ароматических углеводородов. Изомеризация гомологов бензола. Технология изомеризации ароматических углеводородов.
Изомеризация алкилароматических углеводородов.
Практические занятия:
Характеристика и расчет основных показателей химических превращений ароматических углеводородов.
Сравнение различных технологических схем получения ароматических углеводородов.
Методические указания
По своей ценности в качестве исходных веществ для органического синтеза ароматические углеводороды занимают второе место после олефинов. Главным источником получения ароматических углеводородов являются процессы ароматизации ископаемого сырья, а именно пиролиз и риформинг нефтепродуктов и коксование каменного угля. При пиролизе нефтепродуктов с целью получения низших олефинов образуется большое количество ароматических соединения, которые можно из них выделить. Изменяя температуру и время контакта можно получить продукты с различным содержанием ароматических соединений. Обратите внимание на зависимость состава сырья, режима пиролиза, состава продуктов. Назначение процессов платформинга, рениформинга, особенности технологии.
Коксование каменного угля как источник ароматических углеводородов. Устройство коксовых печей. Обоснование выбора метода выделения ароматических углеводородов.
Изомеризация ароматических углеводородов, как дополнительный источник получения гомологов бензола, особенности химизма процесса, определение факторов, влияющих на процесс, обоснование выбора катализатора.
Глубина протекания основной и побочных реакций процессов получения ароматических углеводородов определяется селективностью, конверсией и выходом на пропущенное сырье. Примеры расчетов показаны в разделе «Основные показатели стадии химического превращения», соответствующих учебнику по списку литературы. /2.14с., 5.13с., 6.57с.-72с./
Вопросы для самоконтроля
1. Цель ароматизации нефтепродуктов, способы получения ароматических углеводородов.
2. Особенности процессов риформинга, платформинга.
3. Назначение процесса коксования каменного угля, переработка продуктов коксования.
4. Сравнительная характеристика методов получения ароматических углеводородов.
Тема 1.4. Ацетилен
Студент должен:
знать:
- характерные особенности различных способов производства ацетилена;
- теоретические основы и технологию производства ацетилена из углеводородного сырья и карбидным методом;
уметь:
- давать сравнительную характеристику способов получения ацетилена;
- обосновывать параметры процессов получения ацетилена;
- анализировать технологические схемы процессов и обвязку аппаратов;
- давать технико-экономическую характеристику процессов и применяемого оборудования.
Ацетилен, его значение для органического синтеза. Техническая характеристика и особенности свойств ацетилена.
Способы получения ацетилена. Получение ацетилена из карбида кальция. Ацетиленовые генераторы, их классификация. Примеси и очистка ацетилена.
Пиролиз углеводородов с получением ацетилена. Окислительный пиролиз: особенности протекания химических реакций, параметры процесса. Технологическая схема окислительного пиролиза природного газа. Состав газов пиролиза и их разделение.
Охрана окружающей среды в производстве ацетилена.
Практическое занятие:
Характеристика, расчет и обоснование технологических показателей и параметров процессов получения ацетилена.
Методические указания
Студенты должны знать особенности свойств ацетилена и его значение для органического синтеза.
Промышленное значение имеют два метода производства ацетилена - карбидный и из углеводородов.
При получении ацетилена из карбида кальция применяют генераторы трех систем: «карбид в воду», «вода на карбид», контактные генераторы, их сравнительная характеристика.
Студенты должны изучить химизм процесса получения ацетилена из метана, этана, пропана, условия процесса.
Существуют три способа получения ацетилена из углеводородного сырья: окислительный пиролиз, пиролиз и электрокрекинг. Окислительный пиролиз метана для получения ацетилена имеет наибольшее применение. Существенную роль играет правильный подбор соотношения О2:СН4 от него зависит температура процесса, определяющая выход ацетилена, а условия определяют конструкцию реактора.
При изучении материала обратите внимание на конструкцию оборудования в технологической схеме окислительного пиролиза и необходимость защиты водного бассейна от производственных стоков, отходов, предупреждения выброса газовых смесей в атмосферу. /3.67с.-79с., 5.13с.-14с./
Вопросы для самоконтроля
1. Устройство и принцип действия генераторов для получения ацетилена.