ПӘнінің ОҚУ-Әдістемелік кешені «Органикалық заттар технологиясының теориялық негіздері» 5В072100 – Органикалық заттардың химиялық технологиясы мамандығы үшін ОҚУ-Әдістемелік материалдары

3. Каталитикалық риформингтің кең тараған процесі болып бифункциональды катализаторларда жүретін платформинг табылады. Платформинг катализаторы ретінде платина немесе алюмоплатина қолданылады. Алюмоплатина катализаторы – бетіне 0,6%-тен артық емес платина отырғызылған алюминий оксиді. Бұл катализаторларда екі каталитикалық активті орталығы бар: платинада дегидрлеу орталықтары және алюминий оксидінде изомерлеу орталықтары. Алюминий оксидінің қышқылдық қасиеттерін күшейту мақсатында оған галогендерді (фтор, хлор) промоторлар ретінде қосады. Көп жағдайларда гидрлеу және изомерлеу орталықтары бір біріне тәуелсіз болады. Каталитикалық риформинг процесінде газдар және сұйық өнімдер (риформат) түзіледі. Риформатты автомобиль және авиациялық бензиндердің жоғарыоктанды компонент ретінде немесе ароматты көмірсутектерді бөлу үшін қолдануға болады. Каталитикалық крекинг газдарынан сутекті, құрғақ газды С₁-С₂ немесе С₁-С₃ және С₃-С₄ газдарын алуға болады. Риформинг бензиндері құрамында 60-70% арендер болады, олар экологиялық зиянды қосылыстар болып табылады.

Өзін өзі бақылауға арналған сұрақтар:

1. 
   Каталитикалық риформинг қандай мақсатпен қолданылады?
   
2. 
   Каталитикалық риформинг процесінің механизмін түсіндіріңіз
   
3. 
   Каталитикалық риформинг катализаторларының ерекшелігі?
   
4. 
   Каталитикалық риформинг катализаторларының регенерациясын қалай жүргізеді?
   

1 Г.Қ. Бишімбаева, А.Е. Букетова. Мұнай және газ химиясы мен технологиясы. Алматы: Бастау, 2007. 203-212 б.

2 Ы.Қ. Тойбаев, Қ.А. Жұбанов. Химиялық технология негіздері. Алматы. 2011. 91-93 б.
Дәріс 16, 17 - Мұнай, газ, көмір мен олардың өңдеу өнімдерінің термототығу және каталитикалық процестері

Дәріс жоспары:

1. 
   Гидрогендеу процестерінің теориялық негіздері
   
2. 
   Гидротазалау
   

2.2 Гидротазалау процестерінің катализаторлары

3. Гидрокрекинг

3.1 Гидрокрекинг катализаторлары

4. Гидрокрекинг жағдайларындағы көмірсутектер айналуларының химизмі

1. Гидрогендеу процестерді мұнай өндеуінде және мұнай химиясында кеңінен пайдаланады. Гидрогендеу процестерді жағармайлардың, дизельді және қазандық отындардың сапасын жақсарту, сонымен қатар жоғарыоктанды бензиндерді алу үшін қолданады. Бұл процестердің негізгі арнауы – өнделген мұнай фракцияларының құрамын реттеу, отындар, майлар және мұнайхимия шикізаттың пайдалану сипаттамаларын жақсарту мақсатында құрамындағы күкіртті және азотты қосылыстарды кетіру.

Гидрогендеу процестері негізгі екі бағытта дамып келеді:

1. 
   Молекулалық массасы төмен өнімдер алу мақсатында мұнай шикізатын үздіксіз деструктивті ыдыратып өндеу (гидрокрекинг);
   
2. 
   Әр түрлі мұнай фракцияларын қанықпаған және күкіртті қосылыстардан тазалау (гидротазалау).
   

RSR + 2H₂ → 2RH + H₂S ↑

RNHR + 2H₂ →2RH +NH₃↑

Кәдімгі жағдайда күкіртсутек газ тәрізді зат, мұнайөнімді қыздырғанда бөлініп шығады. Суармалау колонналарда түзілетін күкіртсутекті сіңіртеді, соңынан одан элементті күкіртті немесе концентрлі күкірт қышқылын алады.

Жалпы, мұнайды күкіртқұрылымды қосылыстардан тазалау әдістерді екі топқа бөлуге болады: күкірторганикалық қосылыстарды ыдыратып отындардан шығарып тастау тәсілдері; бір мезгілді күкірттің органикалық қосылыстарын таңдамалы бөліп алу және мұнай фракцияларын тазалау әдістері.

Гидрогенолиз күкірттің барлық органикалық қосылыстардың топтарына сипатты реакция:

Тұрақтылықтарына сәйкес келетін КОҚның гидрлену жылдамдығы мына ретте артады: меркаптандар > дисульфидтер > сульфидтер = тиофандар > тиофендер.

2.1 Гидротазарту процестерінің кинетикасы. Ауыр өнімдерді гидротазартуда процесстің кинетикасына диффузиялық шектеулер әсер етеді. Гидротазартудың жылдамдығын есептеу үшін бірінші ретті теңдеуін қолданады:

Өндірістік шикізат үшін:

Мұндағы С – өнімдегі күкірттін мөлшерінің өнімдегі күкірттің мөлшеріне проценттік қатынасы; k – реакцияның жылдамдық константасы; υ – көлемдік жылдамдық.

3. Гидрокрекинг – ол жарқын түсті мұнай өнімдерін (жанармайды, керосинді, дизель отынын) алу үшін, сонымен қатар С₃ – С₄ қойытылған газдарды мұнай шикізатының, молекулярлық массасынан жоғарырақ болатын, мұнай шикізатын сутегінен өңдеуде қысым арқылы алу үшін қолданылатын катализдік процесс. Гидрокрекинг мұнай өнімдерінің кең түрдегі ассортиментін алуға мүмкіндік жасайды – тәжірибеде қандай да болмасын мұнай шикізатынан, тиісті катализаторларды және шарттарды таңдай алу арқылы және мұнай өңдеудің ең бір тиімді және икемді процесі болып табылады.

Катализаторлар әдетте келесі компоненттерден тұрады: қышқылдық, гидрлеу және байланыстурышы. Қышқылдық компонент ретінде цеолиттер, алюминий оксидтері, алюмосиликаттар пайдаланылады. Гидрлеу компоненті болып әдетте Pt, Pd, Ni, Co, Fe сияқты металдар, сонымен қатар кейбір металдардың Mo, W оксидтері немесе сульфидтері қызмет атқарады. Белсенділікті көтеру үшін пайдалану алдында сутегімен қалпына келтіреді, ал оксидтік молибден және құрамында вольфрамы бар катализаторлар – сульфиттеленеді.Сонымен қатар катализаторды белсендіру үшін әртүрлі промоторларды пайдаланады. Промоторлар ретінде ең белгілі болып рений, родий, иридий және кобальт мен никель оксидтері саналады. Байланыстырушы қызметін қышқылдық компонент, сонымен қатар кремний, титан, цирконий, магний және цирконий силикаттары атқарады.