Презентация на тему Технология вакуумной перегонки мазута

назначение установки (блока) ВП мазута топливного профиля — получение

вакуум газойля широкого ФС (350… 500 °С), используемого как сырье установок каткрекинга, гидрокрекинга или пиролиза и в нек-рых случаях — термического крекинга с получением дистил. крекинг-остатка, направляемого далее на коксование с целью получения высококачественных нефт. коксов.
В процессах ВП мазута по топливному варианту преим. используют схему однократного испарения, применяя одну сложную рек.колону с выводом дистиллята фр-й через отпарные колонны или без них.
Принципиальная схема блока ВП мазута установки ЭЛОУ-АВТ-6 приведена на рис.1

ЭЛОУ-АВТ-6:
1 — вакуумная колонна; 2 — вакуумная печь; 3

— пароэжекторный вакуумный насос; I — мазут из АТ;
II — легк. вакуум газойль (ВГ); III — ВГ; IV — затемненная фр-я; V — гудрон; VI — вод. пар.; VII — газы разложения; VIII — конд-т (вода или нефтепр-т)

атмосферной колонны блока AT, прокачивается параллельными потоками через печь

2 в ВК-1. Смесь нефт. и водяных паров, газы разложения (и воздух, засасываемый через неплотн.) с верха вакуумной колонны (ВК) поступают в вакуумсоздающую систему 3. Верхним боковым погоном ВК отбирают фр-ю легк. ВГ (соляр). Часть его после охлаждения в теплообменнике (ТО) возвращается на верх колонны в качве верхнего циркуляционного орошения (ЦО).Вторым боковым погоном отбирают широкую газойлевую (масляную) фр-ю. Часть ее после охлаждения используется как ср. ЦО ВК. Балансовое кол-во целевого продукта вакуум газойля (ВК) после ТО и холодильников выводится с установки и направляется на дальнейшую перераб. С нижней тарелки концентрационной части колонны выводится затемненная фр-я, часть к-рой используется как нижнее ЦО, часть может выводиться с установки или использоваться как рецикл вместе с загрузкой вакуумной печи. С низа ВК отбирается гудрон и после охлаждения направляется на дальнейшую перераб. Часть гудрона после охлаждения в ТО возвращается в низ колонны в кач-ве квенчинга. В низ ВК и змеевик печи, подается вод. Пар.

термических реакций

промышленности относят термический крекинг, пиролиза и коксование. Они были

разработаны в связи с тем, что топливные фракции, получаемые при первичной перегонке нефти, нe всегда имели нужное качество. Подвергать термической обработке можно не только топливные фракции нефти, но и углеводороды, выкипающие при более высоких температурах, например, газойли или мазуты. Это позволяет вовлекать в переработку нефти различного углеводородного состава и получать топливо лучшего качества, чем при простой перегонке нефти.
Термический крекинг — высокотемпературная переработка углеводородов нефти с целью получения высококачественного топлива.
Различают неглубокий термический крекинг (висбрекинг) при температурах 480—490 °С и давлении 1,5—2,0 МПа для получения котельного топлива за счет снижения вязкости исходного сырья (мазут, гудрон, полугудрон).
Глубокий термический крекинг (жидкофазный крекинг) при температурах 500—540 °С и давлении >5,0 МПа применяется для получения бензина с лучшими антидетонационными характеристиками (крекинг-бензина) из бензино-лигроиновых и керосино-газойлевых фракций.
Высокотемпературный термический крекинг (парофазный крекинг) при температурах 580—600 °С и давлении 0,2—0,3 Мпа служит для получения бензина с более высоким октановым числом из керосино-газойлевых фракций. Попутно при парофазном крекинге получается большое количество газа, содержащего значительное количество непредельных углеводородов.

веществ под действием высоких температур) используется для получения газообразных

непредельных углеводородов, в основном этилена и пропилена. Проводят пиролиз при температурах 700—900 °С и давлении 1 — 1,2 МПа. Побочными продуктами пиролиза являются образующаяся смолы пиролиза и предельные газы метан и этан. Из смолы пиролиза извлекают ароматические углеводороды — бензол, толуол, ксилол
Другим направлением пиролиза является получение сажи (углерода технического). Сажа образуется при высокотемпературном пиролизе (1200—2000 °С) углеводородных газов или углеводород ных фракций, содержащих значительное количество ароматических углеводородов (60—90 % маc.).
Коксование — высокотемпературный процесс получения высококачественного электродного или топливного кокса из нефтяных остатков. Это, как правило, пек, полученный после разгонки смолы пиролиза, мазут, гудрон, полугудрон. Проводят их коксование при температурах 490—520 °С и давлении 0,2—0,6 МПа.

расщепление, распад на части под действием температур. Однако при

термической деструкции в интервале температур 500—900 °С протекают не только реакции распада вещества (1), но одновременно имеют место и реакции его синтеза (II). Условно эти реакции можно разделить на следующие основные группы:

реакции первой группы — это эндотермические реакции, идущие с выделением тепла. Часто вместо одного объема исходного вещества образуется два объема веществ-продуктов. Иногда конечный объем системы увеличивается многократно. Например, реакции крекинга эйкозана и дегидрирования циклогексана:

объема и числа молекул в ходе реакции. Эти реакции

можно отнести к реакциям синтеза вещества. Реакции соединения обычно сопровождаются значительным выделением энергии. Причина в том, что в ходе реакций синтеза разрываются менее прочные связи и образуются более прочные. Реакции второй группы являются экзотермическими реакциями, идущими с выделением тепла. Например, реакции полимеризации бутена:

Для процессов, связанных с выделением или поглощением тепла, влияние температуры на изменение свободной энергии системы характеризуется принципом Ле-Шателье. Согласно правилу Ле-Шателье при увеличении температуры для экзотермических реакций равновесие реакции смещается влево и вправо — для эндотермических реакций. Следовательно, для эндотермических реакций необходимо повышать температуру процесса. Такие реакции называют высокотемпературными и их проводят при температурах выше 600 К. Соответственно, для экзотермических реакций температуру процесса необходимо понижать. Такие реакции называют низкотемпературными и проводят при температурах ниже 600 К. Однако несмотря на то, что при термическом крекинге объем системы увеличивается, процесс ведут при повышенном давлении (>5,0 МПа). Это позволяет подавлять реакции глубокого распада, приводящие к повышенному газообразованию, т. е. получению побочного, нецелевого продукта. При термическом крекинге выход жидких целевых продуктов составляет около 70 % мас., а газа — около 15 % мас. Если же целью является получение газообразных продуктов, давление процесса снижают, как, например, в случае парофазного крекинга (0,2—0,3 МПа, выход газа порядка 30 % мас.) или пиролиза (1,0—1,2 МПа, выход газа около 60 % мас.).

является понятие энергии разрыва (диссоциации) связи.
Энергия разрыва связи —

это энергия, которую необходимо затратить, чтобы гомолитически разорвать связь между атомами в молекуле. При гомолитическом разрыве пара электронов, принадлежащая ранее двум связываемым атомам, поровну распределяется между ними:

где У- X — валентно-насыщенная молекула; — два свободных радикала. Известно, что связи в молекуле не равноценны (табл. 1). Из таблицы видно, что наименьшей энергией связи обладает связь углерод-гетероатом. Следовательно, на ее разрыв необходимо затратить наименьшее количество энергии, и при термиче­ском, т. е. тепловом, воздействии эта связь будет разрываться первой. Следом будут разрываться связи углерод-углерод в парафинах (распад), нафтенах (дециклизация), будут отрываться боковые цепи в ароматических молекулах (деалкилирование). Самыми прочными углерод-углеродными связями являются ароматические и ацетиленовые связи. Именно поэтому в термических процессах одним из продуктов реакции являются конденсированные ароматические системы, получающиеся по реакциям конденсации ароматических и циклизации непредельных углеводородов (кокс, смола пиролиза, тяжелые смолы парофазного и жидкофазного крекинга).

только принадлежность к тому или иному гомологическому ряду, но

и строение молекулы, и местоположение данной связи в молекуле.
Из вышесказанного можно сделать следующие выводы.
В парафиновых углеводородах легче разрываются связи С-С, а в ароматических молекулах связи С-Н. Следовательно, при термической деструкции парафиновых углеводородов будут накапливаться легкие жидкие углеводороды и углеводородные газы, а в ароматических углеводородах — продукты конденсации ароматических радикалов, т. е. тяжелые жидкие углеводороды и твердые вещества.
При разрыве молекул с длинной углеводородной цепью будут образовываться преимущественно крупные осколки, примерно равной молекулярной массы.
В реакциях углеводородов отрыв водорода всегда легче происходит от третичного атома углерода, труднее — от вторичного, еще труднее — от первичного. Наименьшая вероятность отрыва водорода характерна для метана.

определять набор продуктов реакции и, как следствие, правильно выбирать

процессы переработки исходного сырья, но и влиять на скорость протекающих процессов и варьировать состав продуктов переработки. Как правило, термические реакции имеют радикально-цепной характер. Цепными реакциями называются реакции, которые состоят из ряда параллельно-последовательных реакций, в которых участвуют как радикалы, так и валентно-насыщенные молекулы. Их можно объединить в три основные стадии:
зарождение цепи, при котором образуются свободные радикалы, атомы и молекулы, имеющие неспаренный электрон;
продолжение цепи ведущее к образованию продуктов реакции;
обрыв цепи, когда свободные радикалы исчезают. В термических реакциях процессов крекинга, пиролиза, коксования энергия, необходимая для разрыва связей в молекуле одного из реагентов, подводится в виде тепла. Тогда, например, имеем:

результате образовался наиболее устойчивый радикал. Устойчивость радикалов возрастает в

следующем ряду:

радикалов, либо к образованию нереакционноспособного стабильного радикала. Квадратичный обрыв

происходит при взаимодействии двух радикалов. Он характерен для жидкофазных реакций:

активных радикалов по различным механизмам. Для термических реакций такими

веществами могут быть амины, фенолы, органические соединения серы и даже сами углеводороды (олефины), изопарафины и ароматические углеводороды, образующие более стабильные радикалы, чем участвующие в данной цепи реакций.

В случае олефина стабилизация радикала происходит за счет мезомерного эффекта (эффекта сопряжения) двойной связи, а в случае изопарафина — индукционного эффекта метильных групп. Однако олефины могут выступать не только как ингибиторы, но и как инициаторы процесса. Инициаторы — вещества, при разложении образующие активную частицу (например, радикал) ,способную продолжать цепь.

алканов
Алканы в условиях термического крекинга

(Т < 600 °С), как правило, распадаются с образованием парафина и олефина. Причем, чем больше молекулярная масса алкана, тем ближе к середине молекулы произойдет разрыв. Низкомолекулярные алканы, такие, как этан, пропан и бутан, могут подвергаться реакции дегидрирования. Метан в условиях крекинга не разлагается.

В скобках рядом с реакциями приведена доля продукта по
данному направлению.

Следует отметить, что при распаде молекулы на неравные осколки углеводород с меньшим молекулярным весом получается предельным, а с большим — непредельным.

от условий в основном претерпевают распад на алкены и

алкины с меньшей молекулярной массой, но возможны реакции полимеризации и уплотнения, т. е. циклизации с последующей конденсацией