ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Филиал государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Уфимский государственный нефтяной технический университет» в г. Салавате

( Филиал ГОУ ВПО УГНТУ в г. Салавате)

СОГЛАСОВАНО Заведующий кафедрой ХТП профессор _____________ Б.С. Жирнов _____________

Утверждаю Заместитель директора по учебной работе ___________Г. И. Евдакимов ____________ _____________

ТЕРМИЧЕСКИЙ КРЕКИНГ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ

Учебно-метадические указания лабораторных работ

по дисциплине «Химическая технология топлив и углеродных

материалов»

для студентов специальности 240403 «Химическая технология

природных

энергоносителей и углеродных материалов»

Согласовано Инженер по охране труда ______________Г.В. Мангуткина ______________

Разработал доцент кафедры ХТП _____________К.В. Александрова _____________

Салават 2009

Для предварительной оценки цетановых чисел по плотности нефтяной фракции, температурам застывания и вязкости дизельных топлив (фракция 200 — 350⁰С) используют следующие уравнения:

Ц.Ч. = 305,20 — 297,50 · , (21)

Ц.Ч. = 61,7+ 0,35 · Т₃, (22)

Ц.Ч. = 31,7 + 0,49·υ, (23)

где — относительная плотность нефтяной фракции; Т₃ — температура застывания нефтяной фракции, К; υ — кинематическая вязкость нефтяной фракции, мм²/с.

Требования к отчету

В отчёт по лабораторной работе необходимо включить:

1 Краткое введение, в котором раскрывается назначение процесса, описываются основные факторы и принцип технологического оформления процесса в промышленности, перечисляются сырьё и продукты процесса.

2 Цель лабораторной работы. Условия проведения эксперимента состав и количество сырья, температура процесса, объёмная скорость подачи сырья, объём загруженной насадки, объём загруженного катализатора (для каталитического крекинга).

3 Схема лабораторной установки и её описание.

4 Результаты взвешиваний приёмника для жидких продуктов, промежуточной колбы и абсорбера до и после проведения эксперимента (таблица 1).

5 Записи по режиму: значения температуры в реакторе, фактическая скорость подачи сырья, выход газа в ходе процесса (таблица 2).

6 Материальный баланс процесса (таблица 3).

7 Результаты анализов сырья и продуктов процесса.

8 Расчёт степени превращения сырья.

9 Расчёт октанового числа бензина и цетанового числа керосино-газойлевой фракции.

10 Выводы по работе.

.

0

Введение

Дисциплина «Химическая технология топлива и углеродных материалов» является одним из специальных учебных курсов при подготовке дипломированных инженеров-технологов. Целью изучения дисциплины является обеспечение фундаментальной подготовки студента в области промышленного использования природных энергоносителей, их состава, методов подготовки их к переработке, технологии химических процессов переработки природных энергоносителей, производства топлив различного назначения и специальных углеродных материалов на основе нефтяного, газового сырья и каменного угля, технологических основ физического разделения и очистки дистиллятов и остатков.

Задачей лабораторных работ является экспериментальное изучение студентами влияния качества и скорости подачи сырья, параметров деструктивных процессов на выход и качество продуктов в лабораторных условиях.

1 Техника безопасности при выполнении работ

1. Перед началом лабораторных занятий все студенты обязаны пройти инструктаж по правилам техники безопасности в химической лаборатории и техники безопасности, газовой и противопожарной безопасности в лаборатории деструктивных процессов. В получении инструктажа каждый студент должен расписаться в контрольном листе журнала инструктажа и в последующем строго соблюдать эти правила.

2. Приступить к работе можно только с разрешения преподавателя.

3. При выполнении работ необходимо:

- помнить, что деструктивные процессы проводятся с применением oгнеопасных веществ при высоких температурах (до 700 ⁰С);

- знать, что нефтепродукты перед работой, связанной с подогревом, должны быть тщательно обезвожены;

- предварительно проверить путём наружного осмотра состояние стеклянных колб;

- при соединении каучука, резиновых шлангов со стеклом стекло необходимо обернуть ветошью и смочить водой или глицерином;

- следить за герметичностью всех соединений установки и не допускать перегибов газоотводящих шлангов во избежание выхода образующихся газов и паров в помещение лаборатории;

- определение фракционного состава нефтепродуктов проводить в защитных очках;

- загрузку реактора и слив остатка продукта из колбы разгонки проводить только после их охлаждения до комнатной температуры;

- следить за исправностью всех элементов установки, аппаратов, приборов. В случае обнаружения любой неисправности немедленно сообщить преподавателю и учебно-вспомогательному персоналу.

2 Каталитический крекинг нефтяных фракций на шариковом катализаторе

2.1 Теоретические основы процесса каталитического крекинга

Промышленные процессы каталитического крекинга основаны на кон- тактирование сырья с активным катализатором в условиях, при которых значительная часть сырья превращается в бензин и другие лёгкие продукты.

Любой каталитический процесс протекает в более мягких условиях (при более низких температуре и давлении), чем термический. При этом осуществляются даже те реакции, которые не протекают в условиях чисто термического процесса.

В настоящее время из промышленных каталитических процессов в нефтеперерабатывающей промышленности наиболее распространён каталитический крекинг на алюмосиликатных катализаторах.

По сравнению с другими каталитическими процессами каталитический крекинг является самым крупномасштабным: мощности установок достигают 3,2-4,8 млн.т/г по сырью, т.е. по мощности они сопоставимы только с установками АВТ.

Наиболее типичным сырьём для этого процесса являются тяжёлые газойли, выкипающие в пределах примерно 300 — 500 ⁰С и составляющие в среднем 25 — 30% на нефть. Частично используются и более лёгкие фракции, а также сырьё вторичного происхождения, например, газойли коксования.

Основное назначение каталитического крекинга — получение высокооктанового компонента автомобильного, реже авиационного бензина. Этот процесс позволяет получать светлые нефтепродукты с наибольшим выходом при переработке любых нефтей. Кроме целевого продукта — бензина, на установках каталитического крекинга получают газ, каталитические газойли (лёгкие, выкипающие до 350 ⁰С, и тяжёлые — с началом кипения выше 350 ⁰С) и кокс, отлагающийся на катализаторе и выжигаемый при регенерации.

Существует много систем и типов установок каталитического крекинга. Наиболее распространены следующие:

1) установки с движущимся слоем крупногранулированного катализатора (со средним размером частиц от 2 до 5 мм);

2) установки с псевдоожиженным («кипящим») слоем порошкообразного катализатора.