 |
Общие характеристики некоторых кислот и щелочей.
|
|
|
|
Соляная кислота – чистый продукт представляет из себя газ. Транспортировка осуществляется 38 % водного раствора соляной кислоты, который является сильнейшей коррозийной жидкостью.
Серная кислота - способна растворять большинство металлов с образованием водорода. Сталь может выдерживать воздействие серной кислоты только в том случае, если её концентрация выше 80 %.
Азотная кислота - способна растворять многие металлы с выделением водорода. Сильнейший окислитель. Только некоторые виды нержавеющей стали устойчивы к воздействию азотной кислоты.
Фосфорная кислота - растворяет металлы с выделением водорода, особенно при высоких температурах. Нержавеющая сталь обычно устойчива к воздействию фосфорной кислоты, однако присутствие в продукте хлоридов может вызвать коррозию танка.
Ацетатная кислота – (СН3СООН) – растворяет большинство металлов, исключая алюминий. Нержавеющая сталь устойчива к воздействию данной кислоты. Пары кислоты взрывоопасны – НПВ 4 %.
Едкий натр (Caustic Soda) – твердое кристаллическое вещество, обычно перевозится в виде 50 % водного раствора, оказывает коррозионное воздействие на большинство органических соединений и металлы, особенно на алюминий. Эпоксидное покрытие танка или нержавеющая сталь устойчивы к воздействию щелочи.
Едкое кали (Caustic Potash) – имеет те же самые свойства, что и едкий натр.
Водный раствор аммиака – воздействует на медь, цинк и алюминий, а также на сплавы, содержащие эти металлы. Пары аммиака взрывоопасны. НПВ – 16%.
Переработка нефти и природного газа.
Нефть, природный газ и каменный уголь являются основными природными источниками углеводородов. Переработка нефти и природного газа позволяет получить практически весь спектр углеводородов, который используется в современной промышленности.
|
|
|
Сырая нефть Природный газ
 |
Метан, этан
Прямая перегонка пропан, бутан
используется
в виде топлива
Насыщенные углеводороды Ненасыщенные углеводороды
 |
Газолин керосин дизтопливо мазут
 | |||
 | |||
Летучие растворители повторная перегонка крекинг
 |
Смазочные масла битум
 |
Алкены Алкины
Петролейные эфиры
Этанол Полиэтилен ПХВ
Полистирол Акрилан
Синтетический Орлон
каучук Растворители
Ацетальдегид Этилен гликоль Органические
Эфиры Растворители кислоты
Хлороформ
Сложные эфиры
Растворители
Сырая нефть представляет собой маслянистую жидкость от светло-бурого до практически черного цвета с характерным запахом. В зависимости от месторождения нефть имеет различный качественный и количественный состав. Так, например бакинская нефть богата циклопарафинами и бедна предельными углеводородами, а грозненская и ферганская нефти, наоборот – содержат больше предельных углеводородов. Пермская нефть относится к нафтеновым нефтям, поскольку в ней высоко содержание ароматических углеводородов.
|
|
|
Прямая перегонка нефти.
Прямая перегонка нефти или дистилляция – метод первичной переработки нефти. До проведения прямой перегонки производится стабилизация нефти – отделение от нефти газов (пропана и бутана).
Перегонку нефти проводят в ректификационной установке (рис 2).
Нефть
 |  |
пар
Рис.2. Прямая перегонка нефти
Колонна ректификационной установки (2) представляет из себя стальную цистерну, внутри которой расположены поперечные тарелки с отверстиями (рис. 3)
 |
Рис.3. Устройство ректификационной тарелки.
В подогревательном кубе (1) нефть нагревается до температуры примерно 350° С, пары поступают в колонну (2). Проходя через отверстия в ректификационных тарелках, пары постепенно конденсируются. В первую очередь конденсируются те компоненты нефти, которые имеют наибольшую температуру кипения при атмосферном давлении. Наиболее легкие компоненты нефти – бензин, конденсируются в холодильнике (3) и частично возвращаются в колонну, орошая её. Для увеличения эффективности разделения в колонну подают горячий водяной пар. По мере конденсации паров, компоненты (фракции нефти) постепенно отводятся из колонны. Установка прямой перегонки нефти является непрерывно действующей. В результате прямой перегонки нефти выделяют следующие фракции:
1. Газовая фракция (температура кипения до +40° С) – содержит нормальные и разветвленные предельные углеводороды, имеющие в составе молекул до 5 атомов углерода (петролейные эфиры).
2. Газолиновая фракция бензинов (температура кипения от +40° С до +180° С). Содержит в своем составе углеводороды с числом атомов углерода в составе молекул от 5 до 11. После дальнейшей переработки из этой фракции получают газолин, автомобильный и авиационный бензин.
|
|
|
3. Лигроиновая фракция (температура кипения от 150° С до 250 ° С). Содержит в своем составе углеводороды с числом атомов углерода в составе молекул от 8 до 14. Легроин используется как горючее для тракторов.
4. Керосиновая фракция (температура кипения от 180° С до 300° С). Содержит углеводороды с числом атомов углерода 12-18. После очистки керосин используется как самолетное или ракетное топливо.
5. Дизельная фракция (температура кипения от 200° С до 300° С). Содержит углеводороды с 13-18 атомами углерода в составе молекул.
6. Мазут – остаток прямой перегонки нефти, который при последующей перегонке разделяют на следующие фракции:
§ Соляровые масла
§ Смазочные масла
§ Вазелин
§ Парафин
§ Гудрон (остаток после перегонки мазута)
Крекинг нефти
Наиболее ценными нефтепродуктами являются легкие (бензиновые) фракции нефти. Для повышения выхода бензиновых фракций и улучшения их качества, тяжелые нефтепродукты подвергают дополнительной переработке. Важнейшие способы переработки нефти – крекинг, пиролиз, риформинг.
Крекинг- разложение тяжелых углеводородов на более легкие
Например, при крекинге додекана С12 Н26 протекают следующие процессы:
Как видно, при крекинге, наряду с предельными углеводородами (алканами) образуются и непредельные углеводороды (алкены) содержащие в молекуле одну двойную связь между атомами углерода.
В промышленности используется термический и каталитический крекинг.
Термический крекинг проводят при температуре 450-600° С и давлении от 20 до 70 бар. Термическим крекингом получают автомобильный бензин, технический углерод, газообразные углеводороды.
Каталитический крекинг проводится при более низком давлении в присутствии катализатора. Обычно в качестве катализатора используется смесь оксидов алюминия, железа, кремния и кальция. Температура при каталитическом крекинге от 450° С до 525° С.
Процесс каталитического крекинга протекает с более высокой скоростью, чем термический крекинг. При этом углеводороды не только расщепляются, но и подвергаются изомеризации. В результате каталитического крекинга получают пропан и бутан, а также бензин и газойль.
|
|
|
Пиролиз
 |
При температурах от 700° С до 1000° С проводят пиролиз (термическое разложение) нефти и нефтепродуктов, в результате которого получают главным образом легкие непредельные углеводороды (алкены – этилен, пропилен) и ароматические углеводороды. При пиролизе возможно протекание следующих реакций:
Каталитический риформинг
Каталитический риформинг – процесс обогащения бензиновых фракций ароматическими и циклическими углеводородами. Он проводится в присутствии катализаторов из платины или сплавов платины и рения.
При каталитическом риформинге бензинов из предельных углеводородов образуются ароматические соединения, например:
 |
Пропан Толуол
Топливные нефтепродукты
Важнейшим топливным нефтепродуктом является бензин. Топливный бензин представляет из себя смесь предельных, непредельных и ароматических углеводородов с числом атомов углерода в молекулах от 4-х до 12. Бензин получают смешивая фракции прямой перегонки нефти с продуктами крекинга и риформинга.
Важной характеристикой бензина является октановое число, которое характеризует стойкость к детонации (взрыву0 топлива при его сжатии и воспламенении от искры. Октановое число изооктана принято равным 100, а нормального гептана – 0. Для автомобильных бензинов октановое число равно 66-98, а для авиационных – 91-100.
Дизельное топливо – смесь керосина, газойля с добавкой продуктов каталитического крекинга.
Котельное топливо – смесь мазута, остатков крекинга и каменноугольных смол.
Растворители – в качестве нефтяных (технических) растворителей используются бензины и керосины, а также петролейный эфир. В лакокрасочной промышленности в качестве растворителей используются ароматические углеводороды. Получаемые при каталитическом риформинге нефти (толуол, бензол, ксилолы)
Битум - жидкие и твердые вещества черного цвета, содержащие высокомолекулярные углеводороды нефти, масла, смолы, органические кислоты. Используется при производстве асфальта, электроизоляции, лаков.
|
|
|
Парафин – твердое вещество, представляющее смесь нормальных алканов с числом атомов углерода в молекулах от 18 до 35. Применяется для пропитки древесины и бумаги, изготовления свечей, твердых смазок и моющих средств.
Церезин – смесь твердых алканов, нормальных и с разветвленной структурой (изомеров) с числом углеродных атомов от 35 до 55. Применяется в качестве электроизоляции, при производстве вазелина, кремов, твердых смазок.
|
|
|
