Химическая промышленность
<<  Теоретические основы химической технологии топлива и углеродных материалов Теоретические основы химической технологии топлива и углеродных материалов  >>
Теоретические основы химической технологии топлива и углеродных
Теоретические основы химической технологии топлива и углеродных
Деструктивные процессы переработки нефти без применения катализаторов
Деструктивные процессы переработки нефти без применения катализаторов
Термический крекинг -
Термический крекинг -
Сырье процесса термического крекинга
Сырье процесса термического крекинга
Продукты крекинга с максимальным выходом
Продукты крекинга с максимальным выходом
Висбрекинг
Висбрекинг
Пиролиз нефтяного сырья
Пиролиз нефтяного сырья
Продукты пиролиза
Продукты пиролиза
Продукты пиролиза нефтяного сырья
Продукты пиролиза нефтяного сырья
Продукты пиролиза нефтяного сырья
Продукты пиролиза нефтяного сырья
Направления использования жидких продуктов пиролиза
Направления использования жидких продуктов пиролиза
Сырье
Сырье
Коксование нефтяных остатков
Коксование нефтяных остатков
Деструктивная перегонка
Деструктивная перегонка
Термическая стабильность углеводородов
Термическая стабильность углеводородов
Термодинамика реакций крекинга и пиролиза
Термодинамика реакций крекинга и пиролиза
Кинетика и механизм
Кинетика и механизм
Основные стадии
Основные стадии
Основные стадии
Основные стадии
Основные стадии
Основные стадии
Основные стадии
Основные стадии
Кинетика
Кинетика
Кинетика процесса с учетом тормозящего влияния продуктов распада
Кинетика процесса с учетом тормозящего влияния продуктов распада
Основы кинетики термических процессов
Основы кинетики термических процессов
Основы кинетики термических процессов
Основы кинетики термических процессов
Основы кинетики термических процессов
Основы кинетики термических процессов
Основные типы реакций для углеводородов различных классов
Основные типы реакций для углеводородов различных классов
Основные типы реакций для углеводородов различных классов
Основные типы реакций для углеводородов различных классов
Основные типы реакций для углеводородов различных классов
Основные типы реакций для углеводородов различных классов
Основные типы реакций для углеводородов различных классов
Основные типы реакций для углеводородов различных классов
Основные типы реакций для углеводородов различных классов
Основные типы реакций для углеводородов различных классов
Теоретические основы термических процессов – способы оценки тепловых
Теоретические основы термических процессов – способы оценки тепловых
Теоретические основы термических процессов
Теоретические основы термических процессов
Закон Гесса
Закон Гесса
Следствия из закона Гесса
Следствия из закона Гесса
Следствия из закона Гесса
Следствия из закона Гесса
Применение закона Гесса к процессу крекинга нефтяного сырья
Применение закона Гесса к процессу крекинга нефтяного сырья
Оборудование
Оборудование
Оборудование
Оборудование

Презентация на тему: «Теоретические основы химической технологии топлива и углеродных материалов». Автор: men. Файл: «Теоретические основы химической технологии топлива и углеродных материалов.ppt». Размер zip-архива: 2007 КБ.

Теоретические основы химической технологии топлива и углеродных материалов

содержание презентации «Теоретические основы химической технологии топлива и углеродных материалов.ppt»
СлайдТекст
1 Теоретические основы химической технологии топлива и углеродных

Теоретические основы химической технологии топлива и углеродных

материалов

Лекция № 8

Принципы методов переработки нефти и нефтяного сырья

2 Деструктивные процессы переработки нефти без применения катализаторов

Деструктивные процессы переработки нефти без применения катализаторов

Термический крекинг. Висбрекинг (легкий крекинг). Пиролиз нефтяного сырья. Коксование тяжелых остатков.

3 Термический крекинг -

Термический крекинг -

Процесс переработки нефти и ее фракций с целью получения продуктов меньшей молекулярной массы – легких моторных и котельных топлив, непредельных углеводородов, высокоароматизированного сырья, нефтяного кокса а) в жидкой фазе при температуре 500–540 °С и давлении 2–7 МПа (больше образуется бензинов); б) в паровой фазе при температуре 550–600 °С и давлении 0,2–0,5 МПа (больше образуется газообразных).

4 Сырье процесса термического крекинга

Сырье процесса термического крекинга

Газойль, соляровые фракции, керосин, мазут.

С – сырьё; Б – бензин; Г – газ; К – крекинг-остаток и кокс.

5 Продукты крекинга с максимальным выходом

Продукты крекинга с максимальным выходом

Продукты крекинга, % (мас.)

Термоостаток

Крекинг-остаток

Углеводородный газ (С1–С3) Головка стабилизации Крекинг – бензин Керосино-газойлевая фракция (200–350 ?С) Термогазойль >350 ?С Крекинг-остаток Потери

2,5 3,4 14,2 3,9 – 74,4 1,6

9,0 3,0 25,0 – 22,0 39,0 2,0

6 Висбрекинг

Висбрекинг

Назначение процесса – получение маловязкого котельного топлива из тяжелых нефтяных остатков (полугудронов, гудронов). Т=450-500 град. С, Р= ок. 2 МПа

7 Пиролиз нефтяного сырья

Пиролиз нефтяного сырья

Пиролиз – крекинг, но при более высокой температуре (700–800 °С) и атмосферном давлении (жесткая форма крекинга). Назначение процесса: до недавнего времени получение ароматических углеводородов (бензол, толуол и др.), поэтому процесс назывался высокотемпературной ароматизацией. В настоящее время производство низших олефинов, преимущественно этилена, являющихся ценным сырьем (мономером) для синтеза важнейших нефтехимических продуктов

8 Продукты пиролиза

Продукты пиролиза

Газ (до 50%) Смола (45-48 %) Сажа, кокс (1-2 %) Наибольший выход ксилолов – при 650 град. С Наибольший выход толуола – при 650-670 град. С (4-6 %) Наибольший выход бензола – при 700-750 град. С (до 8 %)

9 Продукты пиролиза нефтяного сырья

Продукты пиролиза нефтяного сырья

10 Продукты пиролиза нефтяного сырья

Продукты пиролиза нефтяного сырья

11 Направления использования жидких продуктов пиролиза

Направления использования жидких продуктов пиролиза

Получение бензола и других ароматических углеводородов Получение нефтеполимерных смол Получение котельных топлив Получения сырья для производства технического углерода Получение пеков Получение высококачественных коксов

12 Сырье

Сырье

Газообразные и жидкие углеводороды: газы, легкие бензиновые фракции, газоконденсаты, рафинаты каталитического риформинга, реже керосино-газойлевые фракции

13 Коксование нефтяных остатков

Коксование нефтяных остатков

Цель процесса - получение кокса. Проводят в направлении их «декарбонизации», когда САВ, содержащиеся в исходном сырье, концентрируются в твердом продукте – коксе; в результате получают более богатые водородом продукты – газойль, бензин и газ (также находят квалифицированное применение).

14 Деструктивная перегонка

Деструктивная перегонка

Разновидность термического крекинга нефтяных остатков. Направлена на получение максимального выхода соляровых фракций при минимальном количестве тяжелого жидкого остатка. Т=450-550 град. С

15 Термическая стабильность углеводородов

Термическая стабильность углеводородов

Зависимость энергии Гиббса образования углеводородов от температуры: 1 – СН4; 2, 5 – С2Н6, С3Н8; 6, 8, 11 – СnН2n+2; 3 – С2Н4; 7, 9, 10 – арены; 4 – С2Н2

16 Термодинамика реакций крекинга и пиролиза

Термодинамика реакций крекинга и пиролиза

Термодинамическая вероятность протекания химической реакции определяется величиной изменения в процессе свободной энергии Гиббса При 400-600 град. С разрыв связей С-С Более 650-700 град. С + разрыв связей С-Н

17 Кинетика и механизм

Кинетика и механизм

Термические реакции могут протекать как молекулярные, так и радикально-цепные. В настоящее время принят радикально-цепной механизм термической деструкции: инициирование, продолжение и обрыв цепи.

18 Основные стадии

Основные стадии

инициирование – распад углеводородов на радикалы – происходит преимущественно по связи С–С (крекинг), при более высоких температурах – по связи С–Н (пиролиз). При температуре 400–500 °С разрыв углеводородной цепи идет посередине, по более слабым связям:

19 Основные стадии

Основные стадии

Продолжение цепи: а) замещение: б) распад радикалов с образованием ненасыщенных молекул:

20 Основные стадии

Основные стадии

В) присоединение радикалов по кратной связи: г) изомеризация свободных радикалов:

21 Основные стадии

Основные стадии

Обрыв цепи: а) реакции рекомбинации: б) реакции диспропорционирования:

22 Кинетика

Кинетика

Где x – доля превращенного сырья;

– Время;

A– количество исходного сырья.

23 Кинетика процесса с учетом тормозящего влияния продуктов распада

Кинетика процесса с учетом тормозящего влияния продуктов распада

24 Основы кинетики термических процессов

Основы кинетики термических процессов

25 Основы кинетики термических процессов

Основы кинетики термических процессов

Константы скорости крекинга и энергии активации (при атмосферном давлении) (Г.М. Панченков, В.Я. Баранов)

В среднем Еа=210-250 кДж/моль (реакции разложения) Еа=125 кДж/моль (реакции уплотнения)

Нефтяная фракция

Нефтяная фракция

103k, c-1

103k, c-1

103k, c-1

103k, c-1

103k, c-1

103k, c-1

Е, кДж/моль

Е, кДж/моль

470

490

510

530

540

550

300-360 ?с

-

-

1,73

4,64

-

10,28

234,3

300-480 ?с

0,49

1,9

3,20

-

10,40

-

224,3

320-450 ?с

-

-

1,10

-

4,36

-

241,8

26 Основы кинетики термических процессов

Основы кинетики термических процессов

27 Основные типы реакций для углеводородов различных классов

Основные типы реакций для углеводородов различных классов

Превращение алканов – реакция распада по связи С–С с образованием алкена и алкана: Превращение алкенов. а) уплотнения nСnН2n?(CnH2n)n при низкой температуре и высоком давлении; б) распада алкенов при высоких температурах по правилу связи

28 Основные типы реакций для углеводородов различных классов

Основные типы реакций для углеводородов различных классов

в) дегидрирования алкенов: Превращение циклоалканов: а) деалкилирование (или разрыв боковых алкильных цепей) б) дегидрирование кольца с образованием циклоалкенов и аренов:

С4н8?с4н6+н2

29 Основные типы реакций для углеводородов различных классов

Основные типы реакций для углеводородов различных классов

В) частичная или полная дегидроциклизация: г) распад моноциклических циклоалканов:

30 Основные типы реакций для углеводородов различных классов

Основные типы реакций для углеводородов различных классов

Превращение аренов: деалкилирование преимущественно в ?-положение конденсация

31 Основные типы реакций для углеводородов различных классов

Основные типы реакций для углеводородов различных классов

Превращение серосодержащих соединений: разложение с выделением Н2S, меркаптанов и углеводородных осколков, либо накопление в высокомолекулярных продуктах.

32 Теоретические основы термических процессов – способы оценки тепловых

Теоретические основы термических процессов – способы оценки тепловых

эффектов

Область температур – от 450 до 1000 град. С. Повышенное давление. Реакции разложения, дегидрирования, деполимеризации – эндотермичны – требуют затрат тепла. Реакции присоединения водорода, полимеризации, конденсации протекают с выделением тепла.

33 Теоретические основы термических процессов

Теоретические основы термических процессов

При проектировании реакционных аппаратов необходимо знать теплоту реакции, которую можно определить: Посредством калориметра (сложно, иногда технически не осуществимо) Расчетным путем (по закону Гесса: тепловой эффект реакции не зависит от пути перехода одного вещества в другое, а зависит только от начального и конечного состояния вещества)

34 Закон Гесса

Закон Гесса

Тепловой эффект химической реакции, проводимой в изобарно-изотермических или изохорно-изотермических условиях, зависит только от вида и состояния исходных веществ и продуктов реакции и не зависит от пути её протекания

35 Следствия из закона Гесса

Следствия из закона Гесса

Тепловой эффект прямой реакции равен по величине и противоположен по знаку тепловому эффекту обратной реакции (закон Лавуазье — Лапласа). Тепловой эффект химической реакции равен разности сумм теплот образования (?Hf) продуктов реакции и исходных веществ, умноженных на стехиометрические коэффициенты (?):

36 Следствия из закона Гесса

Следствия из закона Гесса

Тепловой эффект химической реакции равен разности сумм теплот сгорания (?Hc) исходных веществ и продуктов реакции, умноженных на стехиометрические коэффициенты (?): Табличные величины теплот образования и сгорания веществ обычно относятся к т.н. стандартным условиям. Для расчёта теплоты процесса, протекающего при иных условиях, необходимо использовать и другие законы термохимии, например, закон Кирхгофа, описывающий зависимость теплового эффекта реакции от температуры или квантово-химические методы расчета.

37 Применение закона Гесса к процессу крекинга нефтяного сырья

Применение закона Гесса к процессу крекинга нефтяного сырья

С использованием экспериментальных данных по теплотам сгорания исходного сырья и продуктов крекинга можно оценить Q реакции: Q=Qг+Qб+Qпф+Qко-Qс г – газ, б-бензин, пф – промежуточная фракция, ко – крекинг-остаток, с- сырье Недостаток: значительная погрешность.

38 Оборудование

Оборудование

Трубчатая печь

Коксовая камера

39 Оборудование

Оборудование

Печь пиролиза

«Теоретические основы химической технологии топлива и углеродных материалов»
http://900igr.net/prezentacija/khimija/teoreticheskie-osnovy-khimicheskoj-tekhnologii-topliva-i-uglerodnykh-materialov-181382.html
cсылка на страницу

Химическая промышленность

17 презентаций о химической промышленности
Урок

Химия

65 тем
Слайды
900igr.net > Презентации по химии > Химическая промышленность > Теоретические основы химической технологии топлива и углеродных материалов