Молекулярная структура и свойства асфальтенов. Основные показатели качества кокса. Характеристика видов сырья по содержанию серы. Определение коксуемости по Конрадсону. Применение хроматографического анализа для выделения ароматических углеводородов.
Аннотация к работе
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования КАФЕДРА «ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ И ГАЗА»Сырьем для коксования служат тяжелые остатки, получающиеся в результате атмосферной и вакуумной перегонки нефти, деасфальтизации гудрона пропаном, термического крекинга прямогонных тяжелых остатков и дистиллятного сырья, а также смол пиролиза керосина и бензино-керосиновых фракций, экстаркты селективной очистки масел фенолом и N-метилпирролидоном. За рубежом для их производства используют помимо остатков переработки нефти твердый углеводородный естественный продукт - гильсонит (природный асфальт).В ходе ряда исследований (исследования Сергиенко С.Р.) было установлено, что структуры высокомолекулярных соединений нефти по своей форме не являются ни линейными, ни разветвленными, а кроме того было предложено понятие о «гроздьевидной» структуре, в которой возможны различные сочетания алифатических, нафтеновых и ароматических структур как углеводородных, так и неуглеводородных (гетероорганических). Смолы занимают по составу и свойствам промежуточное положение между высокомолекулярными ароматическими углеводородами нефти и асфальтенами. Граница между смолами и асфальтенами определяется нерастворимостью последних в алканах С5-С8, а между смолами и углеводородами - более сильной адсорбируемостью первых на силикагеле. Предлагаются следующие обобщенные модельные формулы смол: Типы структур, из которых построены молекулы нефтяных смол, и типы химических связей, входящих в эти структуры, по-видимому, не отличаются от структур и связей в молекулах асфальтенов. Они более ароматизированы, чем смолы; соотношение С : Н составляет: для нативных асфальтенов 0,85-0,95, для асфальтенов, выделяемых из продуктов термической переработки нефти - 0,95-1,25 против 0,60-0,83 для смол.Весьма важной характеристикой при оценке сырья для коксования является коксуемость его по Конрадсону, определяемая обычно в стандартном приборе с газовым обогревом. Коксуемость (в процентах) вычисляют по весу образующегося в тигле твердого остатка после нагревания продукта в стандартных условиях. Не смотря на то, что эта константа несколько условна, она прочно вошла в практику нефтепереработки и принята в России и за рубежом как сопоставимая величина. кокс асфальтен углеводород Коксуемость зависит от плотности и химической природы нефтяного остатка. Для сырья одного наименования (прямогонные или крекинг-остатки) и с близким содержанием серы связь между коксуемостью и плотностью можно выразить в виде приближенных эмпирических формул.Одним из важных показателей качества сырья коксования является его вязкость, которая определяется структурными особенностями. Для нитевидных структур органических полимеров существует методика определения молекулярного веса по по вязкостным характеристикам. В этом случае может быть полезным, хотя и довольно относительным суждение о структурных особенностях сырья для коксования по его вязкости. Изменения в структуре тяжелых остатков при термичесом крекинге (обрыв боковых цепей, уменьшение молекулярных объемов и т.д.) придают крекинг-остатку большую текучесть, снижая таким образом его вязкость по сравнению с прямогонным исходным сырьем такой же плотности. Содержание серы в сырье для коксования зависит от природы исходной нефти.Сырье Плотность, кг/м3 Коксуемость, % Содержание серы, % Вязкость условная при 100ОС Крекинг-остаток мангышлакской нефти 939 8,6 0,33 2,6 Крекинг-остаток ромашкинской нефти 1026 21,2 2,9 5,8Важной характеристикой сырья является его коксуемость (по сути, выражающая потенциал сырья), которая в свою очередь обусловлена плотностью и молекулярным строением нефтяных остатков. Выход кокса можно повысить увеличением содержания в сырье смолисто-асфальтеновых веществ и конденсированных ароматических углеводородов.