Главная >> Химия 10 класс. Профильный уровень. Кузнецова

Глава 15. Природные источники углеводородов и способы их переработки. Промышленный органический синтез

§ 54. Нефть. Нефтепродукты (окончание)

Каталитический крекинг

Каталитический крекинг используется для получения светлых нефтепродуктов. При каталитическом крекинге происходит расщепление углеводородов при более низкой температуре (450-500 °С). В присутствии катализатора образуются углеводороды с разветвленной цепью.

Каталитический крекинг имеет ряд преимуществ перед термическим:

• высокая скорость процесса (выше в 500-4000 раз);
• образуется бензин с большим содержанием изоалканов и малым содержанием алкенов, так как происходит изомеризация углеводородов;
• большой выход газообразных продуктов, являющихся сырьем для органического синтеза;
• образуется бензин с высоким октановым числом и высокой стойкостью при хранении.

Рассмотрим состав продуктов каталитического крекинга (табл. 23).

При каталитическом крекинге наряду с расщеплением тяжелых углеводородов происходит изомеризация углеводородов:

В каталитическом крекинге в качестве катализаторов ранее применялись природные глины с содержанием оксида алюминия, сейчас — синтетические алюмосиликаты. При этом арены деалкилируются с образованием алкенов и простейших ароматических углеводородов, циклопарафины дегидрируются, деалкилируются и расщепляются с разрывом цикла. Отрицательным моментом в этом процессе было то, что катализатор быстро покрывался нелетучими продуктами разложения углеводородов, закоксовывался и уже через несколько минут терял свою активность. Было принято очень важное инженерное решение — сконструированы установки, работающие по принципу циркуляции катализатора (из реактора катализатор непрерывно поступает в регенератор, где восстанавливает свою активность, и после этого вновь возвращается в реактор). Кроме того, процесс осуществляется по принципу «кипящего слоя» (рис. 88). Такой же принцип используется при производстве серной кислоты.

Каталитические методы переработки нефтепродуктов развиваются сейчас быстрыми темпами. Следует остановиться на еще одном очень важном способе переработки нефтепродуктов — риформинге.

Риформинг проводится с целью получения индивидуальных ароматических углеводородов и водорода или бензина с повышенным содержанием аренов. В этом процессе в качестве катализатора используется платина.

Риформинг делится на следующие виды:

• ароматизация — получение индивидуальных аренов;
• облагораживание бензинов — получение бензина с высоким содержанием ароматических углеводородов.

Важнейшие реакции, проходящие при риформинге

1. Дегидроциклизация алканов:

2. Дегидрирование шестичленных и пятичленных циклоалканов:

В основе этих процессов лежат химические реакции, разработанные русским ученым Н.Д. Зелинским.

3. Циклодегидрирование алкенов:

4. Деалкилирование ароматических углеводородов:

Основные понятия

Перегонка нефти. Крекинг. Каталитический и термический крекинг. Детонационная стойкость. Пиролиз. Риформинг

Вопросы и задания

1. Чем отличается бензин прямой перегонки от бензина термического крекинга?

2. Чем отличается бензин термического крекинга от бензина каталитического крекинга?

3. Напишите уравнения химических реакций, которые могут происходить с углеводородом состава С₁₄Н₃₀ при крекинге нефти.

4. Запишите уравнения химических реакций, лежащих в основе риформинга.

5. Какой объем воздуха (н. у.) потребуется для сжигания 20 м³ природного газа, содержащего 93% метана, 4% этана и 3% азота?

6. Подготовьте свои предложения о возможности улучшения химико-технологического процесса переработки нефти и повышения качества бензина.

<<< К началу