Глава 15. Тех11ологuя нефти

467

ll. Обоснуйте выбор темnературного режима, состава обжигового газа,

конструкции реакторов на стадии контактного окисления диоксида серы

в nроизводстве серной кислоты?

12. Составьте таблицу материального баланса контактного аппарата

для каталитического окисления диоксида серы нр01оводительностью

50 000 м3/ч (nри нормальных условиях) исходного газа следующего соста­

ва (объемные доли, %): S02 - 7; 0 2 - 11; N 2 - 82. Суммарная стеnень

окисления S02 в S03 составляет 99,5%.

13.В чем состоят преимущества схем ДКДА перед схемами с одинар­ ным контактированием? Как достигается увеличение стеnени nревраще­ ния диоксида серы при nроведении npouecca по схеме ДКДА?

14.Почему оnтимальным абсорбентом для nоrлощения триоксида

серы является 98,3%-ная серная кислота?

15.Почему в схемах nолучения серной кислоты, где одним из про­ дуктов является олеум, после олеумного абсорбера расположен моногид­ ратный абсорбер?

16.Какие можно предложить методы снижения содержания S02 в

отходящих газах установок получения серной кислоты?

17.Какие принципы положены в основу ра:щичных способов клас­ сификации минеральных удобрений?

18.Руководствуясь физико-химически ми основами проuессов полу­

чения nростого и двойного суперфосфатов, обоснуйте выбор технологи­

ческого режима.

19.Почему технологический nроцесс получения простого суnерфос­ фата включает в себя стадию хранения (дозревания) на складе?

20.Какие можно предложить методы получения комплексны х N РК­

удобрений?

21.Руководствуясь физико-химическими основами полу•Jенюl амм11-

ачной селитры, обоснуйте выбор технологического режима и конструк­ ции аппарата ИТН.

22.Какие меры принимают для снижения слеживаемости аммиач­ ной селитры?

23.Из каких стадий состоит процесс получения карбамида?

24.Каковы основные источники загрязнения окружающей среды при производстве минеральных удобрений? Как уменьшить газовые выбросы

ивредные выбросы со сточными водами в производстве фосфорных удоб­ рений. аммиачной селитры, карбамида?

Глава 15

ТЕХНОЛОГИЯ НЕФТИ

Сырая нефть впервые в значительных количествах была добыта в 1880 г; с тех пор ее добыча росла экспоненциально. Сырая нефть

является смесью химических веwеств, содержащей сотни компо­

нентов. Основную массу нефти составляют углеводороды - алканы,

циклоалканы, арены. Содержание в нсфп1х алканов (предельных

468 Раздел второй. Промышлеюtые хu.мико-технологическuе процессы

углеводородов) может составлять 50-70%. Циклоалканы могут со­ ставлять 30-60% общего состава сырой нефти, большинство из

них является моноциклическими. Наиболее часто можно обнару­

жить циклопентан и циклогексан. Нспредельныс углеводороды (алкены), как правило, в нефти отсутствуют. Арены (ароматиче­

ские углеводороды) составляют меньшую долю общего состава по

сравнению с алканами и циклоалканами. В легкокипящих фрак­

циях нефти преобладают простейщий ароматический углеводород

бензол и его производные.

В основу классификации нефтей положено преимущсствснное

содержание какого-либо одного или нескольких классов углеводо­

родов, причем количество основного компонента, определяющего

название нефти, должно составлять не менее 50%. Так, различают

нефти парафинавые (например, некоторые нефти Татарии), на­ фтеновые (некоторые бакинские), парафино-нафтеновые (сура­ ханская), парафино-нафтено-ароматические (некоторые майкоп­

ские), ароматические (чусовская).

Помимо углеводородов в составе органической части нефти находятся смолистые и асфальтовые вещества, представляющис

собой высокомолекулярные соединения углерода, водорода, серы

и кислорода, сернистые соединения, нафтеновые кислоты, фено­

лы, азотистые соединения типа пиридина, хинолина, различные

амины и др. Вес эти вещества являются вежелательными приме­

сями нефти. Для очистки от них требуется сооружение специаль­ ных установок. Сернистые соединения, вызывающие коррозию аппаратуры, наиболее вредны как при переработке нефти, так и при использовании нефтепродуктов. По содержанию серы нефти классифицируют на малосернистые (бакинская, грозненская),

содержащие от О, 1 до 0,5% серы; сернистые (волжская и башкир­

ская) -до 2,5-3% серы; высокосернистые (чусовская)- до 5% серы. К минеральным примесям нефти относят воду, присутствую­ щую, как правило, в двух видахлегко отделяемую от нефти при отстаивании и в виде стойких эмульсий. Вода содержит раство­ ренные в ней минеральные соли- NaCI, CaCI 2, MgC\2 и др. Зола составляет в нефти сотые и тысячные доли процента. Кроме того,

внефти имеются механические примеси -твердые частицы песка

иглины.

Фракционный состав нефти оiiределяется фракционной пере­

гонкой, при которой нефть разделяется на фракции по температу­

рам кипения. По плотности фракций, кипящих при одинаковой

температуре, нефть классифицируют на легкую и тЯжелую. Фрак­

ционный состав нефти 11редопределяет пути ее промышленной

переработки.

Глава 15. Технология lteфmu

469

Для переработки и использования нефти и нефтепродуктов

большое значение имеют следующие свойства: температуры за­

стывания, вспышки, воспл аменения и самовоспламенения, взры­

воопасность.

§ 15.1. Важнейшие нефтепродукты

Из нефти в процессе переработки получают топливо (жидкое

и газообразное), смазочные масла и консистентные смазки, раство­

рители, индивидуальные углеводороды - этилен, пропилен, ме­

тан, ацетилен, бензол, толуол, ксилол и др., твердые и полутвер­

дые смеси углеводородов (парафин, вазел ин, церезин), нефтяные битумы и пеки, технический углерод (сажу) и др.

Жидкое топливо подразделяют на моторное и котельное. Мо­

торное топливо, в свою очередь, делят на карбюраторное, реак­

тивное и дизельное. Карбюраторное топливо включает в себя авиа­

ционные и автомобильные бензины, а также тракторное топливо­

лигроины и керосины. Топливо для авиационных реактивных дви­

гателей представляет собой фракции керосина различного состава

или их смесь с бензиновыми фракциями (авиакеросины). Дизель­

ное топливо содержит газойли, соляровые фракции, применяемые

впорщневых двигателях внутреннего сгорания с зажиганием от

сжатия. Котельное топливо сжигается в топках тепловозов, пара­

ходов, тепловых электростанций, в промышленных печах и под­

разделяется на мазут топочный, топливо МП для мартеновских

печей.

К газообразному топливу относят углеводородные сжижен­

ные топливные газы, применяемые для коммунально-бытового

обслуживания. Это смеси пропана и бутана в разн ых соотно­

шениях.

Смазочные масла, предназначенные для жидкостного смазыва­

ния в различных машинах и механизмах, подразделяют в зависи­

мости от применения на индустриальные, турбинные, компрес­ сорные, трансмиссионные, изоляционные, моторные. Специальные

м асла nредназначены не для смазывания, а для применения в ка­

честве рабочих жидкостей в тормозных смесях, гидравлических устройствах, параструйных насосах, а также в трансформаторах,

конденсаторах, маслонаполненных электрокабелях в качестве

электроизолирующей среды . Названия этих масел отражают об­ ласть их использования, например трансформаторное, конденса­

торное и т. п.

Консистентные смазки представляют собой нефтяные масла,

загущенные мылами, твердыми углеводородами и другими загус-

470 Раздел второй. Лромышленные химико-технологические процессы

тителями. Все смазки делят на два класса: универсальные и сnе­

циальные. Смазки отличаются большим многообразием, их насчи­

тывается свыше ста наименований.

Индивидуальные углеводороды, получаемые в результате nерера­

ботки нефти и нефтяных газов, служат сырьем для nроизводства nолимеров и nродуктов органического синтеза. Из них наиболее

важны nредельные - метан, этан, nponaн, бутан и др.; непредель­ ныеэтилен, nроnилен; ароматическиебензол, толуол, ксило­

лы. Помимо nеречисленных индивидуальных углеводородов nро­

дуктами nереработки нефти являются nредельные углеводороды с большой молекулярной массой (С16 и выше)- nарафины, цере­

зины, применяемые в парфюмерной nромышленности и в виде

загустителей для консистентных смазок.

Нефтяные битумы, nолучаемые из тяжелых нефтяных остатков

их окислением, используют для дорожного строительства, получе­

ния кровельных материалов, nриготовления асфальтовых лаков и nолиграфических красок и др.

Одним из главных nродуктов nереработки нефти является мо­

торное тошшво, которое включает в себя авиационные и автомо­

бильные бензины. Важное свойство бензина, характеризующее его

способность nротивостоять nреждевременному воспламенению в камере сгорания,- детонационная стойкость. Стук в двигателе

указывает обычно на то, что nроизошло опережающее взрывное

воспламенение и энергия израсходована бесполезно.

Детонационную характеристику бензина оnределяют в стандарт­

ном одноцилиндровом двигателе nри nерсменном давлении и оце­

нивают значением октанового числа. Октановое число (о. ч.)­

условная единица измерения детонационной стойкости, численно

равная nроцентному (по объему) содержанию изооктана (2,2,4-три­

метилnентана) в его смеси с н-гептаном, эквивалентной по дето­

национной стойкости исnытуемому бензину в стандартных усло­ виях испытания. По эмnирической шкале, введенной в 1927 г.,

принимают октановое число для н-гептана, который очень легко

детонирует, равным нулю, а для изооктана, обладающего высокой

стойкостью к детонации, равным 100. Если, наnример, исnытуе­

мый бензин по детонационной стойкости оказался nри исnытаниях

эквивалентным смеси, состоящей из 80% изооктана и 20% н-геn­

Т<tна, то его октановое число равно 80. Со времени введения шка­

лы были найдены эталоны, nревосходящие по детонационной стойкости изооктан, и в настояшее время октановая шкала расши­ рена до 120.

Оnределение октанового числа различных углеводородов nо­

казало, что в ряду алканов октановое число повышается по мере