С. С. Наметкин айтып кеткендей, крекинг процесінің мағынасы мұнайды өңдеу арқылы алынатын негізгі өнім бензинмен тоқтап қалған жоқ. Осы мәселені шешумен қатар крекинг процесінің дамуы химиялық өңдеудің өнімін ғылы
Мұнайхимия синтез және органикалық заттардың даму ерекшеліктері. Көмірсутек шикізатының қатты және сұйық гидрогенизация өндірісінің теориялық негізі
жүктеу/скачать 3,34 Mb.
|
Органикалық синтез химия технология теориясының методикалық оқу құралы
- Бұл бет үшін навигация:
- Энергияның экономикалы
- Материалдық баланс реакциясын есептеу.
- Бутадиен 1,3 （ дивинил ） және 2метил бутадиен 1-3,изопрен
- Ароматты көмірсутектер
| Мұнайхимия синтез және органикалық заттардың даму ерекшеліктері. Көмірсутек шикізатының қатты және сұйық гидрогенизация өндірісінің теориялық негізі
Басты тапсырма қазіргі химиялық , ғылыми және техникалық даму мұнайхимиялық синтез және оның қолданылуы халықаралық - тұрмыстық. Мұнайхимиялық синтез химиялық өнім алады, негізгі мұнай және көмірсутек газын синтетикалық жолмен. Мұнайхимиялық синтездің дамуы термиялық мұнай өңдеумен байлынысты. Бірінші ретте крекингпен. Крекинг процесінің мағынасы шектелмейді. Бұл жолмен мұнай өңдеуде мұнай өнеркәсібі негізгі бензин өнімін алады. Біруақытта рұқсатымен алынған тапсырма крекинг процесінің дамуына әкелді. Ғылыми зерттеулерді ғылыми зерттеу облысында химиялық өнімін өңдеу. Негізгі шикізат өндірісте маңызды синтетикалық өнім пластмасс , каучук және азотты қосылыстар. Жоғарғы – активті және жуғыш заттар , пластификатор , отын және экстрагенттер және т.б. (сурет 39). Бұл барлық өнімдер халықаралық тұрмыста кең қолданады . Техникалық облыстардың дамуы осымен байланысты (космонавтар , атом энергетикасы және т .б. ). Мұнай көмірсутегі және газы қолжетімді . Көбіне технологиялық және арзан шикізат , қалған шикізат түрлерін ығыстырады (сланцы , жануарлар шикізаты және т.б.). Барлық процес органикалық синтезде жүреді. Негізгі процесс көмірсутек шикізатын өңдеу мақсатты өнім алу органикалық химияда сансыз реакциялар жатыр. Пиролиз , тотығу, алкилирлеу , дигидрлеу және гидрлеу , галогендеу , полимеризация, нитрлеу, сульфирлеу және т.б. Осылардың арасындағы маңызды каталиктикалық реакцияға ие. Өндңрісте мұнайхимиялық синтез өнімі маңызды орын алады. Көмірсутек шикізатын дайындауға және біріншілік көмірсутектерді алуға және ароматты және нафтендерді. Негізгі бөлігі функциональді топқа оттек, азот, хлор, фтор және т.б. тұратын элементтер. Көп химиялық алуан түрлі айналулар солармен бірге жұмыс істеу мұнайхимиялық синтез процесінде органикалық заттарды бірнеше топтарды біріктіруге әрқайсысы жалпы химиялық топқа келеді: 1. Молекулаға ауысуы 2. Жаңа енгізулерге орынбасу 3. Элиминирлеуді орынбасу 4. Циклизация 5. Қайта топтасу 6. Энантиоселективті реакция. Әр топқа типті процестер қолданылады. Cонымен, болатындардың айналулардың орнбасарлары тотығу реакциясында кең қолданылады, конденсация және қалпына келтіру, жаңа орынбасарларды енгізу үшін – реакция галогендеу, сульфирлеу, нитрлеу, алкилирлеу және ацилирлеу. Элиминирлеу реакциясынан әдетте қанықпаған қосылыс үшін қолданады, көбіне галогенді реакциядан өшру үшін жиі қолданады, галогенсутек (Зайцев реакциясы) , негізгі төртіншілік аммонды ыдырау (Гофман реакциясы). Циклдік жүйе құру үшін конденсация реакциясы қолданылады, әдетте ағатын суды, спиртті, галогенсутек және басқа қосылыстарды бөліп алады немесе қанықпаған қосылыс жолымен ашу (Дильс Альдера реакциясы , синтез ацетилен және т.б) Қайта топтасу мүмкіндік береді орынбасарларды белгілі орналасқан жерімен (Кляйзеннің қайта топтасуы, пинколинді қайта топтасуы және т.б) көміртекті атомдарды молекула санын (Гофман қайта топтасуы , Курциуса, Лоссеня, пиролиз тұзы карбон қышқыл)немесе көміртекті байланыстарды өсіреді ( Вольфаның қайта топтасуы және реакция Арната –Эйстерта). Регио – энантиоселективті синтезін жүргізуді жетілдіру жолы бағытталған әсері белгілі реакционды центріне тиісті реагентті таңдап алуымен, шартты реакция немесе раекция механизмінің өзгеруі. Басты ерекшеліктер өнеркәсіпте негізгі органикалық және мұнайхимиялық синтез – әртүрлі зор алынатын өнімдер , реакция және олардың синтезі және заттарды бөлу процесстері. Ірі өндіріс масштабы үздіксіз және автоматтандырылған технологиялық процесс кең таралуымен анықталады. Саланың биік серпінділігі тән жаңа өнімдер бәрі шығаруын игеруінде көрсететтіні, жаңа реакциялар өңделуде, немесе каталитикалық жүйе , жақында ашылған лабораторияда , жаңа типті аппаратураларды қолданады және т.б . Бәрі қазіргі әдіс математикалық модельдеу немесе оптимизацияны кеңінен қолданады, автоматталған зерттеулер , проектеу және өндірісті басқару. Бағытталған технологиялық процессті жетілдіру органикалық синтезді қоса материлдық ресурстарды үнемдеу және энергияны , қоршаған ортаны қорғауды және сапасын жақсартуды , шикізат сияқты , өнімдерде. Материлдық ресурстарды үнемдеу деп технологияның дамуы қозғаушы күш шығын шикізат болғандықтан және материал химиялық өнімнің негізігі өзіндік құнның бір бөліктерін құрайды. Негізін қалайтын рөл бұл реттеде өткел қол жететінірек немесе жаңа имиялық реакцияларды ашу нәтижесінде әдетте арзан шикізатты жетілдіреді және жаңа технологияның дамуына төңкеріс жасайтын әсері жиі болып табылады . Қазып алынатын шикізатты қарым – қатынаста – бұл мұнайға тас көмірдің органикалық синтездің қайта орнықтыруы және көмірсутек газдар. Мұнайдың біртідеп тауысуы және газ ерте ме , кеш пе, әйтеуір қатты отынға қайтуға әкелуі керек . Химиялық өнімді барлық өндіріс құрылымда шынымен айтылады. Органикалық синтез үшін бастапқы заттардың бес бас топтарының қарым – қатынасында шикізаттың ауыстыруын тенденция анықтайды. Төменгі олефинге қымбат ацетилен және тіпті парфиндер, ал негізі синтездерді күшейтетін СО және Н2, қай көмір негіеле алады. Басқа жағдайда шикізатты алмастыратын жаңа процесстер өңделуде : олефин спирті , фосген диоксид көмірсутегі , қымбат тұартын тотығу ( мысалы көмірсутек пероксиді , азотты қышқыл) оттекпен және ауаға және т.б . Бұл себепке тіке әдістер синтезделеді , шикізат шығаратын қосымша өнімдер , мысалы , олефинді тікелей гидратациялау күкірт қышқыл орнына спирт алуда : +Н2О + Н2SO4 C2H5OSO2OH ← CH2 = CH2 → C2 H5OH Күрделі салымдарды төмендету және еңбек ресурстарын үнемдеу де процесс өңделуде , тұратыны аралық кезеңдегі кіші сандар немесе тіпті бір стадиялы процесстер , егер бұл өндірістің басқа көрсеткіштері түсіп кетпесе. Этиленнен ацетальдегидтің синтезінің артықшылығы бар екі стадиялы процесспен этиленнің бір стадиялы тотығуын болып көрінеді. СН2СН2ОН ← Н2С = Н2 С→ СН2СНО Бір стадиялы жетілдіру сыйыстырылған процестерде аталатын, бір құрылғыда екі және одан да көп реакция жүреді , мақсатты өнімге апаратын , мысалы изобутилметилкетонды ацетоннан алу. Келесі материалдық ресурстарды үнемдеу жолы жоғары селективті процесстер, химялық реакторда жүреді. Жоғары селективті жетілдіру сәйкес параметрді таңдау процесстері ( температура , қысым , уақыт контактісі ) және реактор түрі , көбіне селективті катализатор таңдаумен болады. Селективті 1 % - і көптондық өнім үнемдеуге өте үлкен . Шикізаттың жоғалтуларын төмендету және өнім аппаратураның тығыздығынан кейін және құбырлар , шығатын газдармен және қалдық сулармен және өндіріс қалдықтарымен - бұл шикізат бойымен шығыс коэффиценттерін кемітуін басқа жолы және мақсатты өнімнің шығымын жоғарлату үшін. Шикізатты үнемдеу өнімнің өзіндік құнын төмендету болады және өнеркәсіпте кең қолданылған қосымша өнімдер мақсатты пайдалануда . Келесі жол материалды ресурстарды үнемдеу капитальды өндірістерді осы өнім , яғни цехтардың құрылымына шығын және жабдықтарына . Жаңа құрылыс өндірістің болатыны қайта құрастыруың есебіне өнім көлемдерінің мүмкін болатын тәсілдер көбейту . Бұл идентификациялық өндірістерді жетілдіру, яғни үлесті өнідіріс жабдықтарын жоғарлату немесе бірлікке көлем бірліктен өнімнің съемасы уақытымен. Интенсификацияны температура мен қысым жолымен жүргізуге болады, организация көбіне гидродинамикалық интенсивті және отындық режимде , активті катализатор таңдауда немесе иницаторлар және т.б. Негізгі интенсификация және аппарты размердің өсуіне жетілдіу жабдықтың дара қуатын өсіру, не үлесті күрделі салымдарды төмендету не бағытталады. Энергияның экономикалы (cұйық және газ отын, су буы электр энергиясы) өнімінің өзіндік құнының 20-30%-ын құрайтындықтан энергетикалық шығын ескеріледі. Өндірістік энергиялық эффективтілігі әдетте орнатылған аппараттар мен бөлек агрегаттардың ПӘК көрсеткіші бойынша анықталады. Энергия ПӘК мәнін көтеру бойынша технологиялы дамыту маңызды және әртүрлі бағытта шешілуде. Осылайша ыстық және суық ағын жылуын беру мен ауысуға реакция және ыстық өңдеуде газды қысу кезіндегі пайдалы жұмыс пен заттарды бөлшектеуге қолданады. Сонымен қатар комплекті шешімдер де қабылдануда, ол үшін бүкіл химиялық өндірісті бір элетро технологиялық жүйеге айналдыру және екінші энергия көздерін барынша толықтай қолдану. Капиталдық өсімге қармай , сатылай қыздыру тасымалдаушы дене арқылы суыту жоғары,орта, төмен қысымды газдарды сатылай өңдеу қолдау және осы газ тұрбасын пресорлар мен бу қолданылады. Қоршаған ортаны қорғау технологиялық дамуын көрсететін және оны бағалауда басты пайыз айналуда.балты негізі ретінде және зиян келтіретін заттар. мысалы улы төмендету болуда.Екінші бағыт табиғатқа зиян келтірудің жоғарыда айтылғандай өңдеп қолдану Сыртқа берілген газдарды улы арнайы пештерде өртеледі.ағын суларды да керекті бөліп алып қалған бөлікті Сұйық жел қатты органикалық арнайы бу мен Ең басты ол шығарылатын заттарға шектік норма қадағалау. Шикізат сапасы мен өнім оның құрамындағы қосымшаға байланысты. Бұл қосылысты екі топқа бөлеміз. Олар оретты және инертті. Біріншілерге корозия тудыратын заттар (HCl, SO2, H2S) және дизактирлеуші катализатор. Яғни, (күкірт және судың) ортақ қосылыстарға жатады. Инерттіге ореттіге жатпайтын қоспалар жатады. Мысалы көп сапалы этан синтез кезінде этиленге айналуы реакциясы. Бұл қоспалар өте маңызды емес. Бірақта циркуляциялық ортада маңыздылығы күрт артуы мүмкін. Яғни, бірқалыпты жанса беріп реакция жүру жылдамдығын төмендетеді және де қосымша шығын. Көзге анық бірінші және де екінші топшалардағы қоспаларға шикізаттың және де өнімге деген тазалық критериі әр-түрлі болып келеді. Заттарды зиянды қоспалардан өте жоғары тазалыққа дәуір тазалайды және де қоспаның пайыздық колемі 0,01% немесе одан да төмен, бірақ инертті қоспалардың пайыздық мөлшері жоғары болуы мүмкін. Жалпы үрдістің мақсаты шикізатты және өнімді тазалыққа деген сапасын жоғарылату. Бір жайтты ескерту дұрыс өнімнің сапасы неғұрлым жоғары болса, оған кететін қаражат мөлшері де көп болады. Сондықтан да тазарту кезінде белгілі бір экономикалық критериді ұстанған жөн. Материалдық баланс реакциясын есептеу. Материалдық баланс ХТП-га масса сақталу заңымен түсіндіріледі. Оларға технологиялық операцияға түсетін зат массасы. Операция кезінде түзілетін зат массасына сәйкес келеді. Практикалық материалдық баланс бастапқы шикізат пен дайын өнімді қосымша материалды, катализаторды, еріткіштерді және барлық қосымша реакциялар да есепке алынады. Өйткені бұны есепке алу арқылы шығын көрсеткіші мен процестің экономикалық көрсеткіштері есептеледі. Шекті көмірсутектер мұнайхимиясының синтезі кезінде көлемі бойынша маңызды роль алады. Өндірісте әртүрлі химиялық өнімдерге төмен газды тәрізді көмірсутектер (метан, этан, пропан, бутан) және сұйық немесе қатты парафиндер ( С3 тен С40 дейін ) қолданылады. Төмен парафинді көмірсутектер табиғи және серіктес газдардан бөлінеді. Тұрақтандыру мұнайдың және серіктес мұнай газдардың құрамында С2 – С5 көмірсутектерінен 83-97% көлемінде болады және де бұлардан этан – пропанды фракциялар , изобутан, бутан, пентан алынады. Табиғи газ құрамында 96 - 97% метан кездессе, оны техникалық метан ретінде аламыз. Метил спирті хлортуынды қосылыстар алуда қолданылады. Шикізат ретінде табиғи газ, ілеспе газ, мұнай өнімдері және кез-келген мұнай фракциялары қолданылады. Гидро крекинг, мұнай өнімдерін судан тазарып аммияк синтезі процестеріде көп қолданылатын арзан сутегі синтез газдан өндіріледі. Аммиак – тұз қышқылы және тыңайтқыш өндірісінің басталуы өнімі ретінде қызмет атқарады. Металды екісатылы конверцилау арқылы мұнай синтезінің көптеген процестерінде қолданылатын концентрлі көміртек оксидын өндіреді. Синтез газ олефин, көміртек оксиді жцне сутектің реакциясына негізделген оксосинтезде кеңінен қолданылады. Пластмаса, пак, т.б. Материал өндірісінде кеңінен қолданылатын зат формалдегиті көміртегі (2) оксиді мен сутегі әрекеттесуінен түзілетін метанолдан синтездейді. Тотығу, галогендеу нитрлеу сульфирлеу реакцияларын қолдану арқылы парофиндерден әр түрлі өнімдер алынады. 150-210 градус температурада кобальт немесе маргонец аццетаты қатысында тіке айдау арқылы фракциялы бензинмен сутек фазасын тотықтыру процесінде сірке қышқылы өндіріледі. Қатты нормальды парафиндер мен жоғары майларды ауамен сутек фазалы тотықтыру – ұзақ мерзімді процес болып табылады. Парафиндерді тотықтыру арқылы жоғары спирттері өндіру өндірісіне ең жұмылдырылған олардан алкил сульфат типіндегі жуғыш заттар және беттік активті заттар өндіріледі. Галоген туындыларда парафиндер өндірістік масштабта өндіріледі. Метил хлорид , метилен хлорид , хлороформ және 4 хлорлы көміртекті метаннан алады. Метилин хлоридпен 4 хлорлы көміртек жақсы ериткіш болып табылады. Хлороформды теттра фтор этилиннің бағалы мономері болып табылатын тетра хлор этиленді синтездеу үшін қолданылады. Этанды хлорлау арқылы гиксохлор этан және тағы басқа хлор туындыларды өндіреді. Қатты парфиндерді хлорлау арқылы түзілетін өнімдер – хлор парафин – 40 пластификатор ретінде ал хлор парафин – 70 жоғары отқа төзімді маталар мен қағаздарды пропитиолау үшін өндіріледі. Керосин және газойль фракциялары бағалы зат және гидроникалық сұйықтық болып табылады.жоғары температуралық және химиялық тұрақтылыққа ие болып табылады.метанның және этанның хлор фтор туындылары тоңазытқыш машиналарында хладоагент ретінде қолданылады. Пропанды және парафинді 160-180 С жоғары температурада қайнату арқылы нитрлеп нитропарафиндерді алады. Шектеусіз көмірсұтектер, олефиндердің диенді көмірсұтектердің және ацитиленнің жоғары реакциялық қасиетіне байланысты синтезделінетін өнім. Олефиндер өндірісте қолданылуы жағынан олефиндер ішінде бірінші орынды –этилен алады. Көбінесе қалғандарына пропин мен бутен қолданылады.жоғары олифендер ішінде тікелей байланыстылар маңызды роль атқарады. Қатты және жұмсақ парафиндердің 550с температурада крекинг әдісімен алынады. Бутадиен 1,3 （дивинил）және 2метил бутадиен 1-3,изопрен – басты мономер және синтетикалық каучук өндірісінде қолданылады. Өндірісте бутадиен пиролиз өнімі және бутанды фракцияларын пиролиздеу фракциялары алады. Ацитилен көбінесе метан және т.б парафинді көмірсұтектерді тотығу пиролизі және электрокрекинг және әр түрлі мұнай шикізаттарын пиролиздеу арқылы алады. Ароматты көмірсутектер, бензол, толуол, три және тетрометилбензол, нафталин көп шикізаттарды синтездеудегі заттар болып табылады.ароматтыкөмірсұтектер бензинді каталитикалық риформингтеу арқылы алады. Көбінесе этиленді пиролиздеу арқылы бул қосылыстар синтезделінеді. жүктеу/скачать 3,34 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|