Реферат: Паливо в технологічних процесах
Для збільшення виходу бензину та інших світлих продуктів застосовують хімічні способи переробки отриманих при перегонці нафтопродуктів, котрі передбачають часткове розкладання молекул важких вуглеводнів. Це крекінг і риформінг. Процеси крекінгу або риформінгу, що здійснюються при високих температурах без каталізатора, називаються термічним крекінгом або термічним риформінгом. При використанні каталізаторів їх відповідно називають каталітичним крекінгом або каталітичним риформінгом. Є декілька різновидів крекінгу і риформінгу.
Крекінг нафтопродуктів дає змогу збільшити вихід бензину на 60-70%о від кількості перероблюваної сировини. Слово крекінг означає розщеплення, руйнування. Для руйнування молекул головним фактором є температура, і чим вона вища, тим краще і повніше відбувається процес, тим вищий вихід продуктів крекінгу. Впливає на хід і напрям процесу каталізатор. Підбираючи його, можна здійснювати реакції при нижчих температурах.
Термічний крекінг найчастіше проводять під високим тиском (2-7 МПа) і при температурі 450-540°С. Сировиною для крекінгу є мазут, гудрон, напівгудрон. Спочатку сировина в ректифікаційній колоні змішується з важкими фракціями крекінг-продуктів, а далі подається у трубчасту піч. У печі при температурі 470-480°С проходить крекінг. При цьому крекінгу піддається 2/3 сировини. Суміш продуктів крекінгу і непрореагованої сировини поступає у реакційну камеру, де при температурі 500°С крекінг-процес завершується. Речовини, що не піддаються крекінгу (крекінг-залишок), відділяються у випарнику. Парофазні продукти для розділення проходять через дві ректифікаційні колони.
Техніко-економічні показники.
При термічному крекінгу отримують крекінг-бензин (35-45%), крекінг-газ (10-15%), крекінг-залишок (50-55%). Бензин, отриманий при термічному крекінгу, містить до 30^10% ненасичених вуглеводнів, що робить їх хімічно і фізично нестабільними і знижує їх цінність. Використовують їх як компоненти автомобільних бензинів.
Крекінг-гази використовують як паливо і сировину для синтезу органічних сполук. Крекінг-залишок є сумішшю смолистих та асфальтенових речовин та непрореагованої сировини. Його використовують як котельне паливо і сировину для одержання бітумів.
Каталітичний крекінг нафтопродуктів (солярові та гасові фракції) проводять з використанням каталізаторів. Каталізаторами є глини деяких видів, алюмосилікати, можна використовувати хром, оксид молібдену, платину. При каталітичному крекінгу розщеплення вуглеводнів відбувається за тими ж схемами, що і при термічному.
Техніко-економічні показники.
Такий крекінг потребує менших енергетичних витрат, протікає швидше, умови крекінгу більш м'які, вища якість бензину. Бензин каталітичного крекінгу має малий вміст (3-5%) нестабільних вуглеводнів, низький вміст сірки, високе октанове число. Вихід бензину 35-40% і більше.
При каталітичному крекінгу утворюється 15-20% газів, що є цінною сировиною для органічного синтезу.
Риформінг є різновидом крекінгу і відрізняється від нього вихідною сировиною, котрою є низькооктанові бензини або лігроїн, з яких отримують високооктанові бензини або сировину для хімічного синтезу. Мета риформінгу - поліпшення якості бензину, підвищення його октанового числа. Існує ряд промислових процесів риформінгу, що відрізняються між собою каталізаторами, тиском, температурою, методами регенерації каталізатора. Технологічні схеми риформінгу аналогічні схемам каталітичного крекінгу. Під час риформінгу відбувається зміна структури компонентів бензину і лігроїну.
Техніко-економічні показники.
Бензин, одержаний при риформінгу відзначається високою якістю. Він має високі антидетонаційні властивості, низький вміст сірки, високий вміст ароматичних вуглеводнів. Вихід бензину складає 90%. Крім бензину при риформінгу отримують 5-15% газів, що є цінною сировиною хімічної промисловості.
Продукти, отримані при переробці нафти, очищують, оскільки вони містять домішки, що погіршують їх властивості. Найчастіше застосовують фізико-хімічпі та хімічні способи очищення.
5. Переробка газоподібного палива
До газоподібних видів палива належать природні та супутні гази, гази від переробки нафти, генераторні гази, коксовий та доменний гази та ін. їх використовують як паливо та як сировину для хімічної промисловості. Методи їх переробки залежать від призначення, складу, властивостей. При використанні газу як палива його лише очищують від шкідливих домішок та вилучають газовий бензин. Для потреб хімічної промисловості гази очищують і розділяють на індивідуальні компоненти. Для хімічної переробки найбільш придатні гази природні, супутні та гази нафтопереробки.
Основними методами переробки газів є: очищення від шкідливих домішок, вилучення легкокиплячих вуглеводнів (газового бензину), поділ газів на окремі компоненти, хімічна переробка газової сировини, одержання з газу сажі.
Розділення газів - один з найпоширеніших способів переробки газоподібного палива. Найчастіше використовують адсорбцію, абсорбцію, охолодження стисненої газової суміші. Перед розділенням гази звільняють від оксидів азоту та шкідливих домішок (газів, вуглеводнів).
Абсорбція - поглинання газоподібних і пароподібних речовин розчинником. Процес протікає в абсорбційних колонах під тиском і при охолодженні. Розчин виходить із колони, поступає в десорбер, де з нього вилучаються гази. Розчинник після охолодження повертають знову на абсорбцію, вилучені вуглеводні розділяють за допомогою ректифікації.
Адсорбція - поглинання газів і рідин твердим поглиначем (активоване вугілля). Далі вуглеводні відганяють і ректифікують.
Найповніше газові суміші розділяють конденсаційно-ректифікаційнім методом. Суміш стискають і охолоджують до 100°С. При цьому вуглеводні С2 - С5 зріджуються, а метан і водень залишаються в газовій фазі. Рідкі вуглеводні під тиском при низьких температурах піддають ректифікації. Отримують метан, етан, пропан, бутан, етилен, пропілен, бутилен, дивініли, амілени, пентани і вищі вуглеводні.
Подальша хімічна переробка вуглеводнів відбувається методами конверсії, піролізу, каталітичного дегідрування, ізомеризації, гідрування, гідратації, нітрування, окислення, полімеризації. З продуктів переробки газів отримують полімери, лаки, фарби, лікарські препарати тощо.
Висновок
Різні технологічні процеси потребують сировину, паливо та енергію.
Нами було розглянуто паливо, а саме його якість та раціональне і комплексне використання остатнього.
Література
1. Колотило Д.М. Системи технологій і екологія промисловості – К., НМКВО, 1992 – 143 с.
2. Основы технологии важнейших отраслей промышленности. Ч.I, II/ Под ред. И.В. Ченцова – Минск, Вышейшая шк., 1989
3. Технологічні процеси галузей промисловості: Навч. посіб. / За ред.. Д.М. Колотила, А.Т. Соколовського – К, КНЕУ, 2008 – 372 с.