Каталитические процессы в нефтепереработке



Механизм реакций каталитического крекинга

Механизм реакций крекинга был установлен на основании данных о составе продуктов крекинга. Реакции, протекающие при ката-литическом крекинге, коренным образом отличаются от реакций термического крекинга, в первом случае образуются карбоний-ионы, термический крекинг протекает через стадию образования свободных радикалов. При каталитическом крекинге протекают реакции первичные (крекинг) и вторичные, такие как изомеризация углеводородного скелета и перенос водорода. Предположено, что небольшое количество алкена (0,1 - 0,3% масс.), образующееся в результате термического крекинга или вводимое в реакционную смесь специально, оказывают промотирующее воздействие на катализатор (Т.И. Андрианова, С.З. Рогинский, Шмерлинг, Томас).

С.Н. Обрядчиков и Тейлор считают, что реакция крекинга фактически не может иметь места до тех пор, пока углеродный атом углеводорода не приблизится к поверхности настолько, что окажется в пределах расстояния, соответствующего его химическому взаимодействию с кислотными центрами катализатора. Поэтому образованию карбоний-иона обязательно должен предшествовать разрыв связи углерод - водород. С помощью дейтеро-обмена было установлено, что разрыв связи С-Н происходит очень легко, и первой стадией является, по-видимому, реакция дегидрирования.

где А^- - кислотный центр катализатора.

Карбоний-ион тесно связан с кислотным центром катализатора.

Согласно другой гипотезе образования карбоний-иона алкен, образовавшийся, вероятно, благодаря термическому крекингу, захватывает протон кислотного центра

Поскольку каталитический крекинг алкенов протекает при более низких температурах, чем крекинг алканов, предполагают более вероятным образование карбоний-иона из алкена, это означает, что протекание каталитической реакции не исключает одновременно и термического крекинга. В настоящее время с помощью исследований в инфракрасной и ультрафиолетовой областях спектра доказано, что углеводороды при хемосорбции на поверхности катализатора образуют карбониевые ионы. Считается, что образующиеся карбониевые ионы удерживаются вблизи катализатора электростатическими силами и образуют положительно заряженную половину двойного электрического слоя. Валентно-ненасыщенный кислотный центр катализатора стабилизируется за счет электронов углеводорода, из которого образуется карбоний-ион.

Последующее развитие реакции происходит благодаря взаимодействию карбоний-иона с парафиновым углеводородом, который подвергается крекингу.

В соответствии с правилом наименьшей перегруппировки образовавшийся карбоний-иона распадается по в-связи:



Новый карбоний-ион представляет собой первичный карбоний-ион, который должен перегруппироваться в соответствии с правилом Марковникова, давая более стабильный вторичный или третичный карбоний-ион путем простого внутримолекулярного сдвига протона,

Вторичный карбоний-ион после распада по в-связи дает олефин и первичный карбоний-ион, который перегруппировывается в более устойчивый карбоний-ион. Необходимо отметить, что скорость распада связей С-С в молекулах алканов определяется энергией активации (табл. 1).

Таблица 1. Относительные скорости распада алканов

Низшие парафины крекируются с трудом. Пропан не расщепляется даже при температуре 600°С в присутствии алюмосиликатов; бутаны и пентаны незначительно крекируются только при температуре 550°С. С увеличением длины цепи степень распада возрастает и для гексана составляет 13,8%; для н-гептана - 16%; для н-октана - 42%.

Наиболее вероятным в процессе каталитического крекинга парафинов оказывается распад по связи С₃-С₄, С₄-С₅ и далее, ближе к центру молекулы, наименее вероятен разрыв связи С₁-С₂. Именно благодаря этому обстоятельству в результате крекинга мазутов и вакуумных газойлей достигается высокий выход бензиновых и средних дистиллятов, а в газе каталитического крекинга преобладают углеводороды состава С₃ - С₄ и очень мало метана и этана. Например, при крекинге парафинового углеводорода отделившийся осколок представляет собой ион карбония. Однако, теплота образования различных карбоний-ионов неодинакова (табл. 2).

Таблица 2. Теплота образования различных карбоний-ионов

Из табл. 2 видно, что больше всего энергии требуется для образования СН₃⁺. Этим объясняется, почему в газах каталитического крекинга в отличие от термического мало метана, этана и этилена, а преобладают углеводо-роды С₃ - С₄.

Бутильный карбоний-ион может подвергаться реакциям:

а) дегидрогенизации

б) изомеризации



в) изомеризации и отрыву протона водорода

г) реакции переноса гидрид-иона водорода при столкновении карбоний-иона с молекулой алкана

Превращения изоалканов

Скорость крекинга изоалканов больше, чем нормальных алканов.

Установлено, что сравнительные реакционные способности первичного, вторичного и третичного углеродных атомов находятся в отношении 1:2:20. Однако четвертичные углеводородные атомы снижают скорость крекинга. Так, при температуре 550°С степень распада:

Но углеводород типа 2,2,4 - триметилпентан крекируется с такой же скоростью, как и н-октан, т.е. высокая реакционная способность третичного углеводородного атома погашается за счет низкой реакционной способности четвертичного атома углерода, например, 2,2,4 - триметилпентан и Н-С₈ подвергается крекингу на 49% и 42% соответственно.

Превращения алкенов

Наиболее активными в условиях каталитического крекинга являются непредельные углеводороды. Хотя в сырье крекинга они отсутствуют, алкены непрерывно образуются в процессе распада молекул н-парафинов, алкилбензолов и алкилциклоалканов. Алкены обладают очень высокой адсорбируемостью по отношению к алюмосиликатному катализатору, этим объясняется их высокая реакционная способность. Так, в одинаковых условиях С₁₆ Н₃₄ подвергаются распаду на 25%, а С₁₆ Н₃₂ - на 98%.

Карбоний-ион реагирует с олефином с переносом гидридного иона, при этом образуется непредельный карбоний-ион

Далее непредельный карбоний-ион может подвергаться:

1. в-распаду, образуя алкены с меньшей молярной массой, их основное количество усиленно насыщается водородом. Распад сильно разветвленных алкенов протекает значительно легче по сравнению с алкенами нормального строения. Поэтому газ каталитического крекинга богат изомерами бутана;

2. в непредельном карбоний-ионе может происходить внутримолекулярная перегруппировка, заключающаяся в миграции протона (1), после чего этот более стабильный карбоний-ион передает протон другому алкену, в результате образуются диены и новый карбоний-ион (2) (реакция диспропорционированиия водорода):



3. взаимодействию карбоний-ионов с углеводородами (перенос гидрид-иона водорода).

Вторичные реакции:

1. Поли- и деполимеризация.

При низких температурах термодинамически вероятна полимеризация алкенов на кислотных катализаторах, при высоких - деполимеризация с образованием ненасыщенных осколков. Последние легко подвергаются диспропорционированию с образованием диеновых и насыщенных углеводородов

2. Циклизация с последующим дегидрированием до циклических непредельных и ароматических углеводородов

Превращения циклоалканов

Скорость каталитического крекинга циклоалканов близка к скорости крекинга алканов с равным числом атомов углерода. Основными реакциями являются: раскрытие кольца с образованием алкенов и диенов; дегидрирование, ведущее к образованию аренов, изомеризация боковых цепей.

Голоядерные цикланы - циклопентан, циклогексан, декалин - довольно устойчивы. Наличие боковых цепей делает нафтеновые углеводороды склонными к крекингу, что связано с наличием третичного атома углерода.

Во всех случаях нафтеновые углеводороды являются более активными донорами водорода, чем алканы, и продукты крекинга нафтенового сырья носят преимущественно насыщенный характер. Нафтеновые углеводороды распадаются в условиях каталитического крекинга в 500 - 4000 раз быстрее, чем при термическом крекинге. Скорость всех реакций крекинга значительно возрастает с повышением молярной массы. Присутствие циклоалканов наиболее предпочтительно в сырье каталитического крекинга.

Циклоалканы являются активными донорами протона, и для них более эффективно протекает диспропорционирование водорода. Разрыв цикла

Вторичные реакции:

1. Если расщепление идет по связи С-Н, то реакция сопровождается отщеплением атомов водорода:

2. Изомеризация циклов. Классическая схема

Более правильным и обоснованным является объяснение изомерии циклов с помощью пи-комплексов.

Доказательством справедливости теории p-комплексов является изомеризация метилциклогексана. По классической схеме должен преобладать 1,3 - диметилциклопентан, но на самом деле образуется 2-этил цикло-пентан

но через пи-комплекс



Распад декалина происходит легче, чем нафталина, что, вероятно, обусловлено двумя третичными углеродными атомами в молекуле. В результате образуются углеводороды состава С4, олефины, изомеры декали-на, из которых в дальнейшем образуются пропан, пропилен, моноциклические нафтеновые углеводороды.

Превращения ароматических углеводородов

Также как и при термическом крекинге, голоядерная ароматика - бензол, нафталин, дифенил - в условиях каталитического крекинга практически не претерпевает превращений.

Способность к распаду у моноалкилбензолов возрастает с увеличением длины боковой цепи. Например, толуол при 500°С распадается лишь на 1%, этилбензол - на 11%, н-пропилбензол - на 45%. Изостроение боковой цепи значительно увеличивает способность к распаду. Так, изопропилбензол при 500°С распадается на 83,5%, первичный бутилбензол - на 13,9%, вторичный - на 49,2%, третичный - на 80,4%. Во всех случаях алкилбензолы крекируются по связи С_ар - С_ал.



Олефины подвергаются вторичным превращениям.

Алкилнафталины распадаются по аналогии с алкилбензолами. Нафтеноароматические углеводороды распадаются легко и образуют смесь бензола и его гомологов.

Скорость распада зависит от строения нафтеновой части молекулы.

Так, в одинаковых условиях тетралин обладает большей реакционной способностью, чем индан.

Дифенил в условиях каталитического крекинга инертен, его алкил-производные - высокореакционноспособны.

Конденсированная ароматика подвергается в основном реакциям перераспределения водорода, в результате чего образуются продукты, ведущие к образованию кокса и водорода. Поэтому присутствие полициклической ароматики сильно тормозит крекинг, при крекинге в промышленном масштабе эти углеводороды концентрируются в рециркулирующей фракции.

В незначительной степени имеет место алкилирование ароматических углеводородов. Алкилирование сопровождается дегидроциклизацией

Образовавшиеся полициклические ароматические соединения способны вступать в дальнейшие реакции алкилирования и конденсации с образованием кокса.

В результате превращений, ведущих к образованию изоалканов и ароматических углеводородов, бензин каталитического крекинга имеет более высокое октановое число (78 по М.М. и 82 - 95 по И.М.) по сравнению с бензином термического крекинга. Если химизм и механизм превращений индивидуальных углеводородов изучен достаточно подробно, то при переработке смесей нефтепродуктов широкого фракционного состава построение химических схем процесса представляет очень трудную задачу. На данном этапе возможно лишь рассмотрение схемы, которая учитывает основные направления и результирующий эффект деструктивной переработки тяжелых нефтяных дистиллятов. За компоненты обычно принимают фракции, разделяющиеся по температурам кипения, - газ, бензин, легкий газойль, тяжелый газойль, остаток и т.п. Главным недостатком такой схемы является малая чувствительность к химическому составу входящих в нее углеводородов. Это объясняется тем, что вторичные превращения, связанные с перестройкой углеводородного состава продуктов и следующих за первичным актом термокаталитического разложения сырья, практически мало изменяют температурные пределы выкипания продуктов. Поэтому применяемая обычно схема процесса отражает фактически лишь этап распада молекул или их осколков, и наблюдаемая кинетика процесса - это кинетика разрыва углерод - углеродных связей. И хотя при построении кинетической модели используют схемы и реакции, протекающие по первому порядку, в целом скорость процесса превращения промышленного сырья, представляющего собой смесь углеводородов, является величиной, характеризующей сумму различных скоростей реакций отдельных групп и углеводородных соединений, протекающих для каждого из соединений по первому порядку.

Образование кокса

Кокс образуется на катализаторе и, блокируя активные центры, снижает его активность.

Наиболее вероятными реакциями образования кокса являются следующие:

а) перенос водорода

циклоалкан + алкен ® ароматический углеводород + алкан ® арома-тический предшественник кокса + алкен ® кокс + алкан

б) реакции конденсации

Образовавшиеся полициклические ароматические соединения способны вступать в дальнейшие реакции алкилирования и конденсации с превращением в более уплотненные высокомолекулярные углеводороды, а затем в кокс.

Кокс имеет полиароматическую структуру конденсированных циклов и образуется во всех каталитических процессах превращения углеводородов.

Углеводороды с высокой степенью ненасыщенности и высокой молярной массой необратимо адсорбируются на поверхности катализатора. Постепенно все его активные центры закрываются коксом, что приводит к потере активности катализатора и необходимости его регенерации. При каталитическом крекинге индивидуальных углеводородов скорость коксообразования уменьшается в следующем порядке: бициклические ароматические углеводороды; моноциклические ароматические углеводороды; алкены, циклоалканы, алканы. Коксообразование на катализаторе растет с увеличением степени конверсии сырья, кислотности катализатора, длительности контакта с сырьем. Осаждение кокса на активных центрах катализатора отравляет его, и для очистки поверхности кокс выжигают горячим воздухом.

При регенерации катализатора имеют место следующие реакции окисления компонентов кокса с выделением теплоты, кДж/кг,



Режим работы установок каталитического крекинга

Каталитический крекинг происходит, как правило, в паровой фазе в системе без притока и отдачи тепла, поэтому его относят к адиабатическим процессам. При адиабатическом процессе внешняя работа полностью затрачивается на изменение внутренней энергии системы.

В зависимости от характеристик перерабатываемого сырья и системы или типа установки, а также от состава и свойств катализатора устанавливается определенный технологический режим. К основным показателям технологического режима установок каталитического крекинга следует отнести температуру, давление, соотношение количества сырья и катализатора, находящегося в зоне крекинга, а также кратность циркуляции катализатора.

Каталитический крекинг проводят в следующих условиях:

Температура процесса крекинга: 450-525°С

Температура регенерации катализатора: 540-680°С

Давление в реакторе: 0,6-1,4 ат.

Давление в регенераторе: 0,3-2,1 ат.

Результирующий тепловой эффект является эндотермическим и может изменяться от 100 до 400 КДж/кг сырья.

Основные закономерности процесса.

Температура. С повышением температуры увеличивается октановое число бензина, возрастает выход газов С₁ - С₃ и олефинов С₄ и выше, снижается выход бензина и кокса, но повышается соотношение бензин: кокс и снижается соотношение выходов легкого и тяжелого газойля.

Давление. При повышении давления увеличивается выход парафиновых углеводородов и бензина, снижается выход газов С₁ - С₃, олефинов и ароматических углеводородов. Выход кокса в условиях промышленного процесса от давления практически не зависит.

Глубина крекинга. Глубину превращения (или глубину крекинга) принято оценивать количеством сырья, превращенного в бензин, газ или кокс. При крекинге в одну ступень (однократный крекинг) глубина превращения равна 45-60%. Когда хотят достигнуть более глубокого превращения, т.е. получить из сырья больше бензина, подвергают крекингу не только исходное сырье, но и образующиеся в процессе газойлевые фракции. На большинстве промышленных установок каталитическому крекингу подвергают именно смесь исходного сырья с газойлем каталитического крекинга или иногда раздельно свежее сырье и газойлевые фракции. Таким образом газойль возвращается в систему для использования его в качестве вторичного сырья - рециркулятор. В зависимости от того, сколько газойля подвергается каталитическому крекингу, глубина крекинга может достигать 80-90%.

Коэффициент рециркуляции. Это есть отношение массы рециркули-рующего газойля к массе свежего сырья. Оно изменяется от нуля до 2,3 при крекинге с рециркуляцией.

Глубина крекинга возрастает с увеличением коэффициента рециркуляции. Характерно, что выход жидких углеводородов, включая фракцию С₃-С₄, увеличивается до глубины крекинга 80%, а затем снижается. Если же выделить фракцию С₃-С_4, то сумма получаемых жидких продуктов по мере увеличения глубины крекинга непрерывно снижается, в данном случае до 62,9 объемн.%. По мере увеличения глубины крекинга выход газойля падает, а при 100%-ной глубине крекинга, становится равным нулю.

Объемная скорость. Отношение объема сырья, подаваемого в реактор за 1 ч, к объему катализатора, находящегося в зоне крекинга, называется объемной скоростью. Обычно на одну весовую единицу катализатора, находящегося в зоне крекинга, подается от 0,6 до 2,5 вес. ед. сырья в час. Часто объемную скорость выражают в объемных единицах - объем/ (объем*ч) или м3/(м3*ч) и записывают в виде ч-1

Кратность циркуляции катализатора. В системах каталитического крекинга с циркулирующим пылевидным или микросферичёским катализатором на 1 т поступающего в реактор сырья вводится 7-20 т регенерированного катализатора, а на установках каталитического крекинга, где применяются крупнозернистые катализаторы (частицы диаметром 3-6 мм), - от 2 до 5-7 т в зависимости от конструкции установки. Указанное отношение (7 - 20 т/т) называют весовой кратностью циркуляции катализатора. Иногда это соотношение выражают в объемных единицах, тогда оно называется объемной кратностью циркуляции катализатора.

Следует различать кратность циркуляции катализатора по свежему сырью и по всей загрузке реактора (свежее сырье плюс рециркулят). В последнем случае при одном и том же количестве катализатора кратность циркуляции будет меньше.

Жесткость крекинга. Известно, что снижение объемной скорости так же как и увеличение, кратности циркуляции катализатора, способствует повышению выхода бензина и глубины крекинга. Влияние этих параметров на глубину крекинга можно выразить отношением кратности циркуляции к объемной скорости. Это отношение называется фактором жесткости крекинга. Фактор жесткости может быть вычислен по свежему сырью реактора и по суммарной загрузке реактора (свежее сырье плюс рециркулирующий газойль).

Эффективность каталитического крекинга

Отношение суммарного выхода (в объемных иливесовых процентах) дебутанизированного бензина и фракции С₄ к глубине крекинга исходного сырья (в объемных или весовых процентах) именуют эффективностью крекинга. Эффективность (коэффициент) обычно равна 0,75-0,8, если она была подсчитана на основе весовых процентов.

В результате каталитического крекинга на установках получают до 15 вес.% газа, содержащего водород, аммиак и легкие углеводороды, 30-55 вес.% высокооктанового компонента автомобильного бензина (или 27-50 вес.% авиационного бензина), 2-9 вес.% кокса и легкий и тяжелый газойли. Газ после очистки и газофракционирования используется для технологических или бытовых нужд. Компоненты автомобильного (или авиационного) бензина после стабилизации компаундируются с другими компонентами и используются в качестве товарных топлив. Легкий газойль используется как компонент дизельного топлива (при необходимости - после гидроочистки) или, вместе с тяжелым газойлем, как сырье для получения сажи или приготовления сортовых мазутов.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/



2. Методическая часть

2.1 Методы определение непредельных углеводородов в нефтяных фракциях

Непредельные углеводороды проявляют высокую реакционную способность, поэтому для их выделения и количественного определения наряду с физическими используют химические методы. В основе этих методов лежат реакции присоединения по кратным связям различных молекул (серной кислоты, галогенов, водорода и др.). Наиболее широко в аналитической практике для количественного определения алкенов используется их реакция с галогенами (хлором и бромом), например:

Так как галогены при взаимодействии с алкенами в обычных условиях способны не только присоединяться по кратной связи, но и вступать в реакцию замещения атомов водорода, при количественном определении непредельных углеводородов условия анализа подбирают так, чтобы свести к минимуму реакции замещения. Содержание непредельных в анализируемом нефтепродукте характеризуется с помощью иодных (бромных) чисел. Иодным (бромным) числом называют количество граммов иода (брома), присоединившегося при определенных условиях к 100 г. исследуемого вещества. При этом считают, что весь иод (бром) идет на реакцию присоединения по кратной связи и на каждую двойную связь расходуется 1 моль иода (брома). При помощи иодных или бромных чисел можно рассчитать массовую долю алкенов (р, %), если известна средняя молекулярная масса исследуемого продукта. Для этого используют формулу пересчета:



где ИЧ - йодное число; М - средняя молекулярная масса исследуемой фракции; 254 - молекулярная масса иода.

При использовании бромного числа формула пересчета имеет вид:

где БЧ - бромное число; 160 - молекулярная масса брома.

Разработано большое количество вариантов методов определения иодных и бромных чисел. Реагенты вводят как в свободном состоянии, так и в виде соединений или реакционных смесей, для растворения исследуемых веществ и галогенов используют различные растворители. Создание большого числа вариантов анализа непредельных нефтепродуктов связано со стремлением исследователей свести к минимуму протекание побочных реакций замещения атомов водорода галогенами. Однако полностью исключить эти реакции никогда не удаётся. Протеканию реакций замещения способствуют избыток галогена в реакционной смеси, повышенная температура, а также присутствие алкенов изостроения и аренов. Как правило, полученные при анализе значения иодных и бромных чисел несколько ниже теоретических. Особенно заниженными получаются значения непредельности при наличии в испытуемом образце больших количеств изоалкенов.

Для определения содержания алкенов в смесях с аренами, алканами и циклоалканами может быть использована реакция присоединения водорода к алкенам:



Она происходит при комнатной температуре в присутствии платинового или палладиевого катализатора. Арены в этих условиях не гидрируются, и поэтому их присутствие не искажает результаты анализа.

Степень непредельности продукта характеризуют водородным числом. Под водородным числом понимают количество водорода в см³, присоединившегося к 1 г исследуемого вещества.

Для выделения алкенов в чистом виде из смесей с углеводородами других классов может быть использована реакция с ацетатом ртути. Присоединение ацетата ртути к алкенам происходит по схеме:

Реакция лучше всего идет в нейтральной среде в растворе органического растворителя. Хорошие результаты получаются при использовании раствора ацетата ртути в метаноле, при этом продукты реакции легко выделяются путем отгонки растворителя и непрореагировавших углеводородов в вакууме. Алкены выделяют из их соединений со ртутью обработкой минеральными кислотами.

Третичные алкены проявляют повышенную реакционную способность по сравнению с алкенами другого строения, поэтому они могут быть количественно определены в бензиновых фракциях методом гидрохлорирования. Третичные алкены легко взаимодействуют с концентрированной соляной кислотой, образуя третичные алкилхлориды:



Продукты реакции можно отделить от углеводородов бензиновой фракции путем перегонки, так как и их температуры кипения значительно (на 40-50 ^о С) выше температуры кипения исходных углеводородов. Так как третичный алкилхлориды при нагревании легко отщепляют хлороводород, перегонку рекомендуется проводить под вакуумом. Для количественного определения содержания третичных алкенов в исследуемом образце продукт ги дрохлорирования обычно не разгоняют, а подвергают обработке раствором гидроксида калия. При этом происходит гидролиз образовавшегося алкилхлорида:

Содержание в пробе алкилхлорида находят, оттитровывая непрореагировавший КОН серной кислотой.

Непредельные углеводороды легко взаимодействуют с серной кислотой, при этом, в зависимости от молекулярной массы, строения углеводородов и условий, реакции могут протекать по разным направлениям. Наиболее практическое значение имеет обработка бензиновых фракций концентрированной (98-99%-й) серной кислотой для совместного удаления алкенов и аренов. Правда, в настоящее время для этой цели чаще используют адсорбционные методы.

Для выделения, количественного определения и идентификации алкенов различного строения могут быть использованы и другие реакции.

Среди алкадиенов наибольшей реакционной способностью отличаются углеводороды с конъюгированными (сопряженными) связями, такие, как 1,3 - бутадиен, 1.3-пентадиен, циклопентадиен и т.п. Весьма специфической для указанных соединений является реакция диенового синтеза (реакция Дильса-Альдера). Для количественного определения алкадиенов используется их взаимодействие с малеиновым ангидридом, протекающее по схеме:

В процессе реакции образуются кристаллические соединения, скорость образования которых зависит от строения исходных алкадиенов. Наиболее легко реагируют с малеиновым ангидридом циклопентадиен и его гомологи. Алифатические алкадиены реагируют медленнее.

Определение непредельных углеводородов в бензине методом Маргошеса

Цель работы: количественное определение непредельных углеводородов в нефтепродуктах.

Оборудование и реактивы:

- бюретки вместимостью 25 мл, колбы с пробками на шлифе 500 мл, ампулу для взятия навески вещества вместимостью 0,8 -2 мл;

- 0,2 н.раствор йода в 95%-ном этиловом спирте; этиловый спирт,

0,1 н.водный раствор тиосульфата (гипосульфита) натрия, 0,5%-ный раствор крахмала (свежеприготовленный).

Экспериментальная часть

Сущность метода заключается в том, что навеска продукта, растворенная в соответствующем растворителе, обрабатывается определенным количеством титрованного раствора галоида, взятым в избытке. По истечении установленного времени непрореаги-ровавший галоид оттитровывают и вычисляют количество йода, вступившего в реакцию

Исследуемую фракцию - крекинг бензина набирают в заранее взвешенную на аналитических весах ампулку, капиллярный конец ампулки запаивают и снова взвешивают. Разница между вторым и первым взвешиванием составляет массу исследуемой фракции m.

Ампулку с веществом вносят в колбу емкостью 500 мл, в которую заранее наливают 10 мл этилового спирта-ректификата. Ампулку в склянке разбивают стеклянной палочкой. Смывают палочку через горло склянки 10 мл спирта и к содержимому склянки приливают 25 мл 0,2 н. раствора йода (избыток йода должен составлять 85 - 90% от теоретического) и 170 мл дистиллированной воды (воду прибавляют для образования тонкой эмульсии между йодом и анализируемым веществом). Склянку плотно закрывают пробкой, смесь тщательно взбалтывают 5 мин и оставляют стоять в темном месте в течение 5 мин. Затем пробку и стенки склянки обмывают 30 мл дистиллированной воды, добавляют 20 - 25 мл раствора йодида калия и склянку снова закрывают пробкой. После этого непрореагировавший йод оттитровывают тиосульфатом натрия, употребляя крахмал в качестве индикатора (в начале титрование ведут до соломенно-желтого цвета, затем прибавляют 1 - 2 мл крахмала и титруют до исчезновения синевато-фиолетового окрашивания)

Параллельно ставят холостой опыт без навески анализируемого вещества, но с теми же количествами реакторов. Йодное число находят по формуле:

где V - количество раствора тиосульфата натрия, израсходованного на титрование йода в холостом опыте, мл;

V₁ - количество раствора тиосульфата натрия, израсходованного на титрование йода в пробе с навеской исследуемого вещества, мл;

F - фактор 0,1 н.раствора тиосульфата натрия;

m - навеска вещества, г;

0,012092 - количество йода, эквивалентное 1 мл 0,1 н.раствора тиосульфата натрия, г/мл.

Массовую долю (%) непредельных определяют по формуле:

где р - массовая доля непредельных в исследуемой фракции, % масс.;

ИЧ - йодное число, гJ2/100г;

М - молярная масса исследуемой фракции, г/моль;

254 - молярная масса йода, г/моль.



Заключение

Отмеченные в курсовом проекте главные особенности катализатора, а именно то, что он как ускоряет химические превращения, так и позволяет получить ценные продукты, которые невозможно было бы получить, без использования самого катализатора, при этом процессы идут без расхода энергии и практически без расхода самого вещества катализатора, что и делает процесс катализа чрезвычайно ценным средством осуществления химических превращений в промышленности.

Каталитические методы занимают в настоящее время ведущее положение в нефтепереработке. Благодаря катализу ценность продуктов, получаемых из нефти, удалось повысить в несколько раз. Отметим, что эта тенденция продолжается и сейчас. В связи с ростом цен на нефть становится чрезвычайно важным наиболее полно использовать все ее компоненты и переходить к таким ее источникам, которые представляют большие трудности для эксплуатации. Поэтому крайне необходимо повышать степень извлечения из нефти ценных продуктов, что может быть достигнуто более широким применением совершенных катализаторов.



Список использованной литературы

1. Лекции по технологии глубокой переработки нефти в моторные топлива: Учебное пособие для вузов под редакцией С.А. Ахметов СПб.: Недра, 2007. - 312 с.

2. Химия нефти и газа: учеб.-метод. комплекс для студ. спец. 1-48 01 03 и слушателей ИПК УО «ПГУ» по спец. 1-48 01 72 / Сост. и общ. ред. С.В. Покровской. - 2-е изд., доп. - Новополоцк: УО «ПГУ», 2007. - 268 с.

3. Химия нефти. Руководство к лабораторным занятиям: Учеб. пособие для вузов/И.Н. Дияров, И.Ю. Батуева, А.И. Садыков, Н.Л. Солодова. - Л.: Химия, 1990.-240 с.: ил.

Размещено на Allbest.ru