Вопр. Каталит. Крекинг вакуумного газойля. Физ.-хим. И технол. Особенности стадии, ее влияние на окр. Среду. Примеры реакций каталитического крекинга: Изомеризация.

Сырье: вакуумный газойль, Т = 440-480 С (рост Т ведет к усилению газо- и коксообразования, (кокс сниж. активность катализатора) и снижению выхода бензина, но с увеличением о.ч. бензина), Р = 0,14-0,18 МПа. Катализаторы: алюмосиликаты, особенно гидратированные алюмосиликаты (HAlSiO4)_x  H⁺ + AlSiO4⁻, природные и искусственные цеолиты, например Na₁₂[Al₁₂Si₁₂O₄₈] ● 24H₂O

Из-за коксообразования катализатор постоянно нужно выводить из зоны реакции. Подвергать регенерации (выжиганием кокса) и рециркулировать. Кратность циркуляции составляет 2,5-7 кг сырья/кг катализатора.

Сама реакция состоит в перегруппировке атомов в молекуле с перемещением водорода или метильных групп (скелетная изомеризация, приводящая к образованию изомерного иона)

R−C⁺H−CH₂−CH₃  R−CH(CH₃)−C⁺H₂  R−С⁺(СH₃)−CH₃

Особенности: Высокая скорость хим. реакций. Для крекинг-газа характерно выс. содержание изобутана из-за высокой избирательной адсорбции различных ув на катал. (ненасыщ. алкенов, меньше всего адсорб. алканы). Большая ценность получаемых продуктов.

Вопр. (1)Суть термокаталитических методов в нефпер. (2)Выбор метода с точки зрения качества и экологичности получаемых нефпрод. (1)Суть. Термокат. процессы: катал. крекинг, риформинг. Применение катализаторов в процессах нефпер. позволяет резко увеличить выход из нефти ценных продуктов, повысить их качество. Вырабатывается много ароматич. ув. Протекают с большей скоростью, чем термические. Более низкие т и р. Каталитический крекинг. Катализаторы каталит. крекинга д. обладать высокой мех. прочностью, быть устойчивы к действию вод. пара, кот. подается в реактор, выс. Т, ее резким изменениям, устойчивы к истиранию. Применяются катализаторы: 1)гидратированные алюмосиликаты (HAlSiO4)_x  H⁺ + AlSiO4⁻ , 2) природные и искусственные цеолиты. Это позволяет ускорить процесс крекинга и получить новые продукты.

Механизм: R−CH=CH₂ (ув) + H⁺ (к-та)  R−C⁺H−CH₃ (карбкатион или ион карбония)

СН₃СH=СНR + Н⁺  CH₃CH₂CH⁺R (карбкатион)

Ионы карбония являются активными промежуточными продуктами многих реакций, протекающих при каталитическом крекинге. Путем внутренней перегруппировки или взаимодействия с другими молекулами неустойчивые карбокатионы стремятся перейти в более устойчивые формы.

Каталитический риформинг.

Риформингу подвергают бензиновую фракцию прямой перегонки.

При риформинге алканы и циклоалканы

превращаются в арены на Pt и Pd катализаторе в присутствии циркулирующего водородсодержащего газа (являющегося одновременно продуктом риформинга).Т= 470-525 С. Р Н2 = 2-4 МПа для снижения процесса коксообраз. Соотношение водород/углеводороды 6-7 моль/моль.

Дегидрирование шестичленных циклоалканов

ц-C₆H₁₂  C₆H₆ + 3 H₂

Дегидроциклизация алканов

C₇H₁₆  C₆H₅CH₃ + 4 H₂

Циклодегидрирование алкенов

C₇H₁₄  C₆H₅CH₃ + 3 H₂

Недостаток процесса риформинга – велика доля ароматических углеводородов.

Установки риформинга можно переделать на установки изомеризации, осуществляемой также на Pt-содержащем катализаторе при меньшей температуре 350-450 С и давлении 3-3,5 МПа.

(2)Выбор метода.

- В кат. крекинге бензины обогащены изоалканами( ведет к увел. О.Ч.) и аромат ув.

-В кат. риформинге может происходить иногда крекинг высших ув с образованием низших газообразных алкенов и алканов. С повыш. Т и сниж. давл. резко растет число аромат. ув (если их очень много, то с одной стороны это ведет к увеличению О.Ч, но с другой они канцерогены, приводят к образованию отложений в камере внутр. сгорания при использовании топлива, а также к образованию ПАУ и выбросов альдегидов и бенз(а)пирена)

Вопр. Основные способы повышения октанового числа моторного топлива. Сравнение этих способов с точки зрения качества и экологичности получаемых продуктов.

Октановое число характеризует высокую детонационную стойкость топлива, т.е. стойкость к сжатию, полноту сгорания топлива и кпд. О.ч. – это % содержания изооктана (наиб. разветвленный ув) в смеси с н-гептаном, кот. имеет такую же детонац. стойкость, что и бензин.

1.Наиболее эффективным способом повышения октанового числа является использование в топливе или корректоре соединений тяжелых металлов, например тетраэтилсвинца. Даже мг этого соединения способны поднять октановое число на десяток единиц. Но соединения тяжелых металлов являются крайне токсичными и канцерогенными веществами, образуют отложения в камере сгорания, что приводит к неполноте сгорания топлива. Поэтому их использование ограничено. Кроме того, наличие свинца или прочих Ме в отработавших газах опасно для датчиков системы управления двигателем, которые впрыскивают топливо.

2.Другой путь повышения октанового числа - это спиртовые добавки в топливо. Это более безопасный путь по сравнению с использованием соединений металлов, однако, спиртовые соединения обладают большой нестабильностью и малым временем жизни, они чувствительны к t окр. воздуха.

3.Можно добавлять присадки. Это вещества, добавляемые в малых количествах к топливам для повышения их эксплуатационных характеристик. Содержание присадок. в жидких топливах обычно не превышает сотых или десятых долей % по массе. Присадки к топливам улучшают процессы сгорания, способствуют сохранению начальных свойств топлива при хранении, транспортировке и использовании, снижают вредное воздействие топлива на механизмы и аппаратуру, облегчают применение топлива при низких температурах и т. д.

Вопр. (1) Основные виды продуктов, которые могут быть получены из угля. (2)Энергетическое и химическое использование угля. Энергетич. использование угля и состояние окр. среды.