Общая химическая технология. В 2-х частях. Ч. II. Важнейшие химические производства. Изд. 3-е, перераб. и доп. - Мухленов И.П.
Скачать (прямая ссылка):
Неуглеводородная часть нефти состоит из сернистых, кислородных и азотистых соединений. Сера, количество кото-Рой колеблется от 0,1 ло 7,0%, входит в состав меркаптанов, сульфидов, дисульфидов жирного ряда. По содержанию серы нефти Делятся на малосериистые (например, кавказские нефти) и много-сеРнистые (нефти Башкирии, Татарии). Кислородные соединения нефти составляют нафтеновые кислоты, смолы и асфальтовые веще-
ства. Смолы и асфальты — продукты с высоким молекулярным весом придают нефти темную окраску, они химически неустойчивы и легко при нагревании разлагаются и коксуются. Азотистые соединения нефти представлены производными пиридина, хинолина и аминами. В нефтях содержится до 1,5 и 2,2% кислорода и азота соответственно.
Минеральные примеси в нефти — это механические примеси, минеральные соли, зола. Механические примеси — твердые частицы песка, глины —- уносимые нефтью из земли при добыче. Вода в нефти находится в двух видах: отделяемая от нефти при отстаивании и в виде стойких эмульсий, которые могут быть разрушены только специальными методами. Минеральные соли, например хлориды кальция и магния, растворены в воде, содержащейся в нефти. Зола составляет в нефти сотые и даже тысячные доли процента: в нее входят натрий, кальций, магний, железо и другие элементы.
Фракционный состав нефтей определяется фракционной перегонкой нефтей, при которой нефть разделяется на фракции по температурам кипения. По доле в нефти фракций, кипящих при одинаковой температуре, нефти классифицируются на легкие и тяжелые.
Свойства нефти зависят от ее состава. Нефть — вязкая, опалесцирующая на свету жидкость, имеющая цвет от светло-желтого до темно-коричневого. Плотность большинства нефтей 0,83—0,97 г/см3, температура застывания от +10 (нефть с высоким содержанием парафинов) до —20° С (безпарафинистая нефть), теплота сгорания 39 800—44 000 кДж/кг.
Методы переработки различных топлив. Большое распространение получили процессы пирогенетической переработки топлив, при которых физические и химические превращения протекают при высоких температурах. Пирогенетическая переработка топлив может протекать по трем основным направлениям: газификация, гидрирование и нагрев без доступа воздуха, называемый также сухой перегонкой и пиролизом.
Газификацией топлива называется процесс, при котором органическая часть твердого топлива превращается в горючие газы при взаимодействии с воздухом, водяным паром, кислородом и другими газами. Газификация позволяет получать из малоценного (в частности, многозольного) топлива так называемые генераторные газы, которые представляют собой беззольное, транспортабельное топливо и сырье для химической промышленности. В зависимости от применяемого для газификации газообразного агента — дутья и режима получают, главным образом, следующие генераторные газы: воздушный, водяной, паровоздушный, паро-кислородный, отличающиеся друг от друга по составу и свойствам. В этих газах могут содержаться горючие компоненты: окись углерода, водород, метан. Газификация проводится при 900—HOO0C. Высокая ,температура достигается за счет тепла экзотермических ре^^ИЦйй взаимодействия газифицирующих агентов с топливом.
Процесс газификации топлива был распространен в промышленности. Однако в настоящее время в связи с усиленным развитием добычи природного и попутного газов и применения их как топлива и сырья химической промышленности в ряде городов и на промышленных предприятиях генераторные газы заменены природными.
Гидрированием топлива, или гидрогенизацией, называют переработку топлива, при которой под влиянием высокой температуры, при действии водорода и в присутствии катализаторов протекают реакции, приводящие к образованию продуктов, более богатых водородом, чем сырьеч Высокие температуры при гидрировании достигаются нагреванием реагирующих веществ горячими газами через стенку и за счет тепла экзотермических реакций. Процессы гидрирования используются при переработке жидких и твердых топлив.
Сухая перегонка топлива происходит при нагревании топлива без доступа воздуха. В результате могут протекать: а) физические процессы, например разделение жидких топлив на фракции по температурам кипения и др., б) химические процессы — глубокие химические деструктивные превращения компонентов топлива с получением ряда продуктов. Роль и характер отдельных процессов при пиролизе различных видов топлив неодинаковы. В большинстве случаев их суммарный тепловой эффект эндотермический и поэтому для процессов пиролиза необходим подвод тепла извне. Нагрев реакционных аппаратов большей частью производится горячими дымовыми газами, которые передают тепло топливу через стенку или же при непосредственном соприкосновении с ним. Сухой перегонке подвергают твердые и жидкие топлива. Сухая перегонка твердых топлив (пиролиз): углей, торфа, древесины, сланцев — сложный процесс, при котором протекают параллельные и последовательные реакции. В общем эти реакции могут быть сведены к расщеплению молекул, входящих в состав топлива, полимеризации, конденсации, деалкилированню, ароматизации продуктов расщепления и т. п. Качество и количество продуктов, получаемых при пирогенетической переработке различных топлив, неодинаковы и прежде всего зависят от вида перерабатываемого топлива, а затем для каждого топлива от температурных условий, продолжительности пребывания в зоне высоких температур и ряда других факторов. При процессах пиролиза получаются твердые, газообразные и парообразные продукты.
