Химическая технология органических веществ Сырьевая база органического синтеза

Исходные вещества для процессов органического синтеза

Природный газ Состав и переработка природного и сопуствующего газа 3

Свойства низших парафинов

Состав природного газа 5

Выделение низших парафинов число колон 6 -10, число тарелок (суммарно) 400 -700

Изомеризация алканов • Температурная зависимость равновесного содержания изобутана (1) изопентана (2) неопентана (3) в смеси бутанов и пентанов • В присутствии Al. Cl 3 или Pt/Pd на Al 2 O 3( 7

НЕФТЬ Переработка нефти 8

Состав нефти • 1) предельные углеводороды (алканы) с прямой или разветвленной цепью (в нефти встречаются почти все члены гомологического ряда метана); • 2) нафтены — циклические насыщенные углеводороды (циклопентан, циклогексан и их гомологи); • 3) ароматические углеводороды (бензол и его гомологи). 9

Выделение высших парафинов Атмосферная перегонка нефти Бензиновая фракция 40 -200 о. С Лигроиновая фракция 150 -250 о. С Керосиновая фракция 180 -300 о. С Газойлевая фракция 250 -360 о. С Вакуумная перегонка Легкий вакуумный дистиллят Тяжелый вакуумный дистиллят Остаток вакуумной перегонки

Переработка нефти Крекинг Риформинг 12

Высокотемпературный крекинг нефти (пиролиз) • Проводят в пирогенных установках (трубчатая печь и реакционная камера) • • • Температура процесса 650 -750 С Давление 7 МПа Сырьем служат нефтепродукты и низкосортные тяжелые остатки нефтепереработки. 13

Крекинг • газообразные продукты (до 50% от • жидкие продукты массы сырья), содержащие до 30% смола этилена, водород, (40 -60%, а в некоторых предельные случаях 80 -90% от массы углеводороды • небольшое количество кокса сырья), содержащая бензол, толуол, ксилолы, нафталин Ректификацией смолы выделят легкую фракцию, при перегонке которой получают бензол, толуол, ксилолы и сольвент. 14

Печь пиролиза

Пиролиз бензина

Каталитический риформинг подвергаются бензиновые фракции с пределами выкипания 85 -180°С • Процесс протекает при 470 -550°С • В этих условиях все углеводороды, присутствующие в исходном сырье, претерпевают те или иные превращения. • В основе лежит дегидрирование шестичленных циклоалканов и дегидроизомеризация пятичленных алкилциклоалканов 17

Катализаторы • Алюмосиликатный катализатор - Выход ароматических углеводородов низкий (25 -30%). • Платиновые катализаторы на алюмооксидных носителях (платформинг) - выход ароматических углеводородов до 35 -50% 18

Сырьем служат бензиновые фракции нефти: • Для получения бензола используют фракцию 62 -85 °С, (выделяют циклогексан и с помощью платформинга синтезируют бензол) • • толуол - фракция с т. кип. 85 -105 °С, • При использовании широкой фракции (например, с т. кип. 62 -140°С) ксилолы - фракция с т. кип. 105 -140°С или 120 -140°С. получают смесь ароматических углеводородов. 19

Реакционный узел флюид-процесса I – реактор, II - регенератор 1 – циклон 2 – катализаторные трубы 3 – распределительная решетка 4 – переточная труба 5 – циклон 6 – подъемник 7 – распределительная решетка

Состав газов крекинга и пиролиза

Технологическая схема разделения газов при пиролизе бензина

Выделение н-парафинов • • • Кристаллизация Карбамидная депарафинизация Адсорбция целитами (Парекс-метод)

Парекс-метод

Олефины

Свойства алкенов

Экстрактивная перегонка • Относительная летучесть

DGo, ккал/моль Температурная зависимость изменения энергии Гиббса DGo (1) – н-гексан (2) – гексен (3) – циклогексан (4) - бензол

Температурная зависимость изменения энергии Гиббса DGo

Выделение бутандиена-1, 3

Разделение изобутилена из бутан-бутеновой фракции

Разделение бутан-бутеновой фракции экстрактивной дисциляцией

Ароматические углеводороды

Температурная зависимость выхода ароматических углеводородов при пиролизе жидких нефтепродуктов 1 – бензол 2 – толуол 3 - ксилолы

Пиролиз нефтепродуктов Первичная переработка продуктов пиролиза • • «головка» - -парафины и олефины до С 5 «легкое масло (75 -180 о. С) – моноцикличесикие ароматические соединения • • «среднее масло» (180 -300 о. С) Остаток