Ароматты көмірсутектерді алу диплом жұмысы
МАЗМҰНЫ
Кіріспе 6
1 Әдебиеттік шолу 10
1.1 Мұнайхимиялық өнеркәсіптің даму тарихы 10
1.2 Мұнай және оның дистиляттарының физикалық және химиялық қасиеттері 15
2 Тәжірибелік бөлім 28
2.1 Ароматты көмірсутектерді анықтау 28
2.2 Нафтенді және парафинді көмірсутектерді анықтау 30
3 Талдау және қорытынды 36
3.1 Ароматты қосылыстар 36
3.2 Ароматты көмірсутектерді алу жолдары 45
3.4 Ароматты көмірсутектердің сапасын анықтау әдістері 49
3.5 Гликольдермен ароматты көмірсутектерді экстракциялау 56
Қорытынды 59
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі 62
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Жұмыс көлемі: 59 бет
Пәні: Соңғы қосылған дипломдық жұмыстар
-----------------------------------------------------------------------------------
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫСТЫҢ ҚЫСҚАРТЫЛҒАН МӘТІНІ
МАЗМҰНЫ
Кіріспе 6
1 Әдебиеттік шолу 10
1.1 Мұнайхимиялық өнеркәсіптің даму тарихы 10
1.2 Мұнай және оның дистиляттарының физикалық және химиялық
2 Тәжірибелік бөлім 28
2.1 Ароматты көмірсутектерді анықтау 28
2.2 Нафтенді және парафинді көмірсутектерді анықтау 30
3 Талдау және қорытынды 36
3.1 Ароматты қосылыстар 36
3.2 Ароматты көмірсутектерді алу жолдары 45
3.4 Ароматты көмірсутектердің сапасын анықтау әдістері 49
3.5 Гликольдермен ароматты көмірсутектерді экстракциялау 56
Қорытынды 59
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі 62
Кіріспе
Өзектілігі. Мұнай химиясы – мұнайдан және табиғи газдан
Жасанды органикалық өнімдерді өндірудің үш негізгі шикізат көздеріне
Мұнайхимиялық өндірістің кеңінен дамуына қарамастан шикізатты тұтыну көлемінің
Жер қыртысында түрлі тереңдікте (2000м. дейін және одан
Мұнай біртекті сұйықтық емес, керісінше, ол түрлі молекулалық
Мұнай алғашында теңіз тұнбасы ретінде бөлінген өлі өсімдіктер
Мұнай үшін негізгі органикалық материал ретінде гидросферада өмір
Мұнай өнімдері құрылыс жұмыстарында түрлі маркалы битум сонымен
Мұнай шикізатінан ацетиленді және диолефиндерді, ароматты көмірсутектерді өндірістік
Егер ең алғашқыда мұнайлыхимиялық өндірісінде негізгі алғашқы шикізат
Қырықыншы жылдары мұнайлы шикізаттан бензолды, толуолды және ксилолдарды
Мұнайдан алынып жатқан және әрі қарай химиялық өңдеуге
Мұнай мен табиғи газ барлық халық шаруашылығының дамуында
іштен жану қозғалтқыштары үшін: отын ретінде бензин, керосин,
газды турбиналар мен қазандықты қондырғылар үшін: отын, реактивті
жол құрылысы: үшін түрлі маркалы битум, синтетикалық май
резина өндірісі үшін: күйе;
электродтар үшін кокс және т.б. алынады.
Өлі өсімдік және жануарлар ағзаларының теңіз суларында оттегі
Ароматты көмірсутектер газдық фазада молекулалық оттекпен (катализаторсыз) парафиндерден
Табиғи газды және мұнайлы шикізаттың негізінде мұнайхимиясы синтезінің
Жұмыстың мақсаты: Мұнайдың химиялық құрамын зеттеу. Жұмыстың ғылыми
Зерттеудің негізгі мақсаты: Ароматты көмірсутектерді алу жолдарын талдау.
Дипломдық жұмыс кіріспе, үш бөлімнен, қорытынды, қолданылған әдебиет
1 Әдебиеттік шолу
1.1 Мұнайхимиялық өнеркәсіптің даму тарихы
Мұнайды химиялық өңдеу өндірісі 1919 – 1920 ж.ж.
Жасалған өндірістік процестердің олефиндерді хииялық өңдеудің сол кезеңде
Сол мезгілде осы бағытта қарқынды зерттеулер жүрді, олар
Екінші дүниежүзілік соғысынан кейін қырқыншы және елуінші жылдары
Мұнайдың түзілуі – бұл өте баяу жүретін процесс.
Мұндай факторларға келесілері жатады:
Тау жыныстарының (негізінен балшықтың каталитикалық әсері.
Радиоактивті элементтердің энергиясының әсері.
Жоғары температура (250ºС-дан жоғары).
Жоғары қысым (50 – 200атм).
Микроорганиздердің биохимиялық әрекеті.
Жер қабатында мұнайдың түзілуі, жерде органикалық өмірдің қызу,
Жасанды каучуктың сұранысы (н – бутаннан және н
Нейлонның сұранысы мұнайдан циклогександы бөліп алуды әкелді. Целлюлоза
Өсіп жатқан жасанды шайырға сұранысты қанағаттандыру үшін стиролды,
1 cурет Көмір, мұнай, табиғи газ шикізаты
Қазіргі уақытта майлы сабынның сұранысына қарағанда сұранысының басымдылығы
бензолды немесе керосинді хлорлау арқылы немесе пропиленді полимерлендіру
2) қатты парафиннен екіншілікті спирттердің сульфадтарын өндіруге қажетті
Мұнайдың барлық компоненттерін құрайтын басты элементтері көміртек пен
Мұнай компоненттерінің негізгі салмағы – көмірсутектерден тұрады. Құрылымы
Олар келесі гомологтық қатарларға жатады.
CnH2n+2 – метан немесе парафинды қосылыстар (алкандар), яғни
CnH2n – циклопарафиндер, нафтендер (циклогексан, циклопентан).
CnH2n-2 – дициклопарафиндер (бесмүшелік, алтымүшелік және аралас).
CnH2n-4 – үшциклопарафиндер.
CnH2n-6 – ароматты, бензолды қосылыстар, арендер.
CnH2n-8 – нафтенді ароматикалық қосылыстар.
CnH2n-12 – бициклды ароматикалық қосылыстар.
Мұнай құрамындағы көмірсутектеріне қарай 6 топқа бөлінеді:
парафинді;
парафинді-нафтенді;
нафтенді;
нафтенді-ароматты;
парафинді-нафтенді-ароматты;
ароматты.
Ал мұнай құрамында қатты парафиндер 1,5%-ға дейін болса,
Мұнайдың тығыздығы 0,72 – 1 г/см3, қату температурасы
Бензинді фракцияда қосылыстардың тек үш класы кездеседі: алкандар,
350ºС температурадан жоғары қайнайтын мұнайдың жоғары молекулалық бөлігінің
CnH2n+2 қатарындағы көмірсутектер барлық мұнай түрлерінде кездесіп, оның
С1-С4 көмірсутектер мұнайда: метан, этан, пропан, бутан, изобутан,
Газды кен орындары үш түрлі болады:
1) табиғи газдар негізінен метаннан тұрады. Қоспа ретінде
2) газды – конденсатты газдарда метанға пентан және
3) мұнай газдары мұнайға серіктес газдар деп аталады.
Сұйық парафинды көмірсутектер – С5-С15 көмірсутектер. өздерінің қайнау
Қатты парафинды көмірсутектер – гексадекан С16Н34 18,1ºС температурада
Парафиндер мұнайда еріген немесе кристалды күйде кездеседі. Мазутты
Қазіргі уақытта парафиндермен қатар мұнай да кристаллизацияға қабілетті
Церезиндер – жоғары молекулалы және жоғары температурада балқитын
Парафиндер мен церезиндер өндірістің көптеген салаларында өз қолданыстарын
ХІХ ғасырдың соңында мұнайлардың құрамында циклді құрылымды CnH2n
Қарапайым цикландар – циклопропан, циклобутан және олардың гомологтары
Химиялық қасиеттері бойынша нафтендер алкандарға ұқсас. Олар үшін
ХІХ ғасырда Морковников мен Оглобин ғалымдары мұнайды зерттеу
Құрамында ароматты көмірсутектердің болуы бензин үшін тиімді, себебі
Бензол, толуол, этилбензол, изопропилбензол, ксилол, нафталин сияқты ароматты
Мұнайдың құрамында гетероатомды азотты, күкіртті және оттекті қосылыстар
Нейтралды қосылыстар (80%-на дейін) азотты қосылыстарынан құрылады және
Мұнайдағы көптеген күкіртті қосылыстары термиялық тұрақсыз. Сондықтан
Ондай мұнайларда күкірт келесі түрлерінде болады:
меркаптандар (этилмеркаптан – C2H5SH, бутилмеркаптан – C4H9SH),
тиофендер,
алифатикалық сульфидтер немесе тиоэфирлер (R-S-R’), диметилсульфид, этилсульфид әртүрлі
Мұнайдағы ең жоғары молекулалы гетероорганикалық қосылыстар құрамына күкірт,
Мысалы, молекулярлық салмағы 930 тең шайыр фракциясына элементарлық
Химиялық сипаттамалары бойынша шайырлардан аздаған заттар жиынтығының қышқылды
Нейтралды шайырлардың жіктелуінің негізіне олардың әр түрлі еріткіштерде
Нейтралды шайырлар – бензинде, петролей эфирінде, пентан, гекссанда
Петролей эфирінде ерімейтің, бірақ ыстық бензолда еритін асфальтендер.
Карбендер – пиридинда, көміртекті күкіртте (CS2) еритін
Карбоидтар – ешбір еріткіште ерімейтін қосылыстары.
Сондай-ақ мұнайда аз мөлшерде V, Ni, Fe, Mg,
1.2 Мұнай және оның дистиляттарының физикалық және химиялық
Мұнай және мұнай өнімдерінің салыстырмалы тығыздығы оларды анықтау
Судың +4ºС температурадағы тығыздығы 1г/см3 болса, онда мұнай
(1)
Мұнда γ – (t2-t1)=1 болғандағы меншікті салмақтың (тығыздықтың)
Бұл теңдеумен белгілі t2 температурадағы тығыздықты, меншікті салмақты
Тығыздық пен меншікті салмақты анықтауды ареометр (мұнай денсиметрлермен)
2 сурет Тығыздықты анықтауға қоланылатын пикнометрлердің түрлері
Егер анықтауды белглі температурада жүргізіліп отырса, онда
= +γ(t-20)
Мұнайдың тығыздығына көптеген факторлар әсер етеді. Негізгілері –
Мұнай фракцияларының тығыздығы химиялық құрамынан тәуелді. Мысалы, ароматты
Бір гомологтық қатардағы көмірсутектер үшін Смиттенберг ғалым ұсынған
(3)
Мұндағы х – көмірсутектің физикалық константалары, соның ішінде
Мысалы, н-алкандар (CnH2n+2) үшін
н-α алкендер (α-CnH2n) үшін
Көптеген мұнайлардың орташа молекулалық салмағы 250 – 300-ге
Молекулалық салмақты эксперименталды анықтау үшін криоскопиялық және эбулиоскопиялық
Молекулалық салмақты криоскопиялық әдісімен анықтағанда таза еріткіштің қату
(4)
Мұндағы k – берілген еріткіштің криоскопиялық тұрақтысы; g
Криоскопиялық тұрақтысы k – 1000г еріткіштегі 1 моль
Мұнай өнімдерінің молекулалық салмақты анықтағанда көбінесе бензол (k=5,12),
Молекулалық салмақты эбулиоскопиялық әдісімен анықтағанда, таза еріткіштің қайнау
Қату температурасының төмендеуі де қайнау температурасының жоғарлауы да
Сұйықтың өз бөлшектеріне әсер ететін күштерге қарсыласу қасиетін
Ньютон заңы бойынша сұйықтың ішкі үйкеліс күші (f)
(5)
η – ішкі үйкеліс немесе динамикалық тұтқырлық;
Динамикалық тұтқырлықтың өлшем бірлігі пуаз (пз) немесе 1см2
Практикада көбінесе кинематикалық тұтқырлықты қолданады. Кинематикалық тұтқырлығы белгілі
Майлаушы майлардың гидродинамикалық тәртібінде майлауды жүзеге асыруы, яғни
lglg(vt+0,1)=A-BlgT
Бұл тәуелділік әр түрлі температурадағы тұтқырлықты анықтауды мүмкіндігін
Тұтқырлықты анықтау вискозиметрлерде жүргізіледі. Осы әдістеме негізінде динамикалық
(7)
Мұндағы Р- қысым; V – көлем; r -
Вискозиметрдің геометриялық пішіні тұрақты болғандықтан, Пуазейль теңдеуі қарапайымдалады.
η=DP( және V=k(
D, k – вискозиметрдің тұрақтылары.
Көптеген мұнай өнімдері үшін Энглер вискозиметрлерде анықталатын шартты
Шартты мен кинематикалық тұтқырлық арасындағы келесі тәуелділік бар:
(8)
Мұндағы ШТ – шартты тұтқырлық; vt=7,4ШТt немесе ШТt=0,135vt.
Мұнай және мұнай өнімдердің тұтқырлығын білу әр түрлі
Мұнайдың оптикалық қасиеттері. Мұнайдың оптикалық қасиеттеріне түсі, флуоресценция
Мұнай және мұнай өнімдеріне флуоресценция құбылысы тән. Флуоресценция
Органикалық қосылыстардың оптикалық белсенділігі деп, күн сәулесінің түзусызықты
Егер мұнайды ультракүлгін сәулелерімен сәулендірсе, олар жарқырайды, яғни
Люминисценция негізінде битумды қосылыстардың сапалық және сандық анализдер
Мұнай құрылысын зерттеуінде, әсіресе құрылымдық-топтық анализінде көмірсутектердің және
Көмірсутектердің сыңу көрсеткіші олардың тығыздықтарынан тәуелді, мысалы, алкандар
=0,52167(+1,03104
(10)
Әр түрлі есептер мен салыстырмалар үшін тығыздық пен
Меншікті дисперсия ( деп спектрдің екі әр түрлі
(11)
Мұндағы nF – сутектің көгілдір сызығы үшін көрсеткіші
Мұнайдың фракцияларының химиялық құрамын зерттегенде келесі спектралды әдістері
сәуленің комбинациялық шашырауы спектрлер бойынша анализі;
инфрақызыл және ультракүлгін аймақтарындағы сыңу спектрлер бойынша анализі;
масспектроскопия.
Сәуленің комбинациялық шашырауы құбылысы белгілі зат бойымен белгілі
Сіңіруінің инфрақызыл спекрлері. Кез келген зат әр түрлі
Анализдің масспектрлік әдісі - зерттелетің көмірсутекті қоспасын терең
Мұнайдың электрлік қасиеттері. Сусыз мұнай мен мұнай өнімдері
Мұнай өнімдерінің жоғары диэлектрлік қасиеті олардың бетінде статикалық
Мұнай өнімдері мен көмірсутекті еріткіштерде ароматикалық көмірсутектерді анықтаудың
Анилинді нүктелер әдісі КС 1 ден 5% ароматикалық
Топтық көмірсутекті құрамды анилинді әдіспен анықтау мұнайды жіңішке
Топтық көмірсутекті құрамды анықтау келесі операциялардан тұрады:
бастапқы фракцияда максималды анилинді нүктені анықтау (ароматикалық көмірсутектер
ароматикалық көмірсутектерді силикагельде адсорбция немесе күкірт қышқылымен экстракциялау
ароматикалық КС жойылғаннан кейін максималды анилинді нүктені анықтау
фракция құрамында ароматикалық, нафтенді және парафинді көмірсутектерді есептеу.
Әдістің кемшіліктері ароматикалық көмірсутектердің концентрациялық шектеулерінде (1 –
Ең тиімді техникалық шешімі болып ароматикалық көмірсутектердің сомалық
Берілген әдістің келесі кемшіліктері бар. Ароматикалық көмірсутектерді толқынның
Бұл ароматикалық және парафин - нафтенді фракциялардың дисперсиометрлік
Ұсынылған әдістің мақсаты мұнай өнімдерінде ароматикалық көмірсутектердің құрамын
Қойылған мақсат белгілі әдіспен ароматикалық көмірсутектерді құрамын есептеуде
Бұл әдіспен белгілі магниттік екі сәуле сыну шамасын
Тәжірибе келесі тәртіппен өтеді. Бірінші ұяшыққа мұнай өнім
Осы әдісті қолдану арқылы бензин, керосин және газойльді
Мұнай құрамындағы ароматты көмірсутектер. Ароматты көмірсутекті бөлу кезіндегі
Көрсетілген N-метилпирролидон мен диметилсульфоксид еріткіштері олефиндерді ерітпейді, сондықтан
Қазіргі замаңғы эффективті экстрагенттер ароматты және ароматты емес
Тауарлы өнімде қаныққан қоспалардың болуы риформингтің жоғары температурада
Ароматты көмірсутектің көзі ретінде риформингтің қатты қайнайтын өнімдері
Қазіргі уақыттағы риформинг процессі қуаты 1млн тонна болатын
Жалпы алғанда жылдық экономикалық эффект қондырғыға байланысты 1,2млн.т
Көмірсутекті термиялық пиролиздеу мұнайды деструктивті өндеудегі алғашқы өндірістік
1975 жылы пиролиз өнімдерін шығаратын бензолға шаққанда Шығыс
Олефиндерді алуда ең тиімді шикізат парафин болып табылады,
Бутадиеннің пропиленмен әрекеттесуі нәтижесінде толуол түзіледі, ал бутадиен
Сонымен қатар ароматты көмірсутектерін циклоалканды дегидрлеу нәтижесінде алуға
Ароматты көмірсутектер (бастапқы шикізатта болады, сонымен қоса пиролиз
Сұйық және газ тәрізді өнім пиролизінің арасындағы қатынас
Басқа маңызды фактор – пиролиз өнімінің шығымына әсер
Соңғы уақытта катализатор қолдана отырып пиролиздеу процесіне көңіл
Сұйық өнімдер бірнеше технологиялық схема төңірегінде пиролиз газдарын
Пиролизді смоланың жақсы қайнайтын бөлігінде көп атомды көмірсутек,
Пиролизді смолада ароматты көмірсутектен басқа парафин, циклоалкан, олефин
Ароматты көмірсутектердің тотығуы. Ароматты көмірсутектер газдық фазада молекулалық
Сақиналары аз конденсацияланған полициклді және моноциклдерге қарағанда полициклді
Ароматты көмірсутектерді тотьқтырудың бірнеше маңызды өнеркәсіптік процестері бар.
2 Тәжірибелік бөлім
2.1 Ароматты көмірсутектерді анықтау
Ароматты көмірсутектерінің физикалық константалары абсолютты мәні бойынша қаныққан
1 – термометр; 2 – ішкі пробирка; 3
5 – аралыстырғыштар; 6 – анилиннің зерттелетін ерітіндісімен
3 сурет Анилинді нүктені анықтау қондырғысы
Ароматты көмірсутектер ең төмен анилинді нүктесінің мәніне ие.
А = КА(Т2 – Т1)
Т1 – бастауыш фракцияның анилинді нүктесі, ºС; Т2
КА – коэффициенті ароматты қосылыстарының табиғаты мен молекулалық
Ароматты көмірсутектерді фракцияны силикагель бар колонкадан өткізу арқылы
Келесі әдісі зерттелетін фракцияда қызыл (nC) және көк
(13)
Бұл коэффициент қаныққан көмірсутектер үшін тұрақты мәніне ие,
(14)
– ароматты және қаныққан көмірсутектерді анықтаудағы дисперсиялық коэффициенттердің
Есепті оңайлату үшін k0 коэффициенті енгізіледі.
(15)
(16)
Сонымен қатар ароматты көмірсутектердің сандық мөлшерін анықтауының криоскопиялық
Майлы фракцияларда ароматты көмірсутектерден айыру үшін P2O5 және
CnH2n-6 + H2SO4 = CnH2n-5(SO3OH + H2O
P2O5 + 3H2O = 2H3PO4
Ароматты көмірсутектерді анықтау үшін сұйықтық адсорбциялық хроматографияны да
Фталь ангидридімен ароматты көмірсутектер арилфилкетонкарбон қышқылдарды түзеді.
2.2 Нафтенді және парафинді көмірсутектерді анықтау
Қоспадан қанықпаған және ароматты көмірсутектерді бөліп алған соң
(19)
а, а1, а2 – сәйкесті зерттелінетін сынаманың, парафинді
Көбінесе анилинді нүктені анықтау тәсілі қолданылады. Есептеу үшін
(20)
Бұл әдістер циклогександы мен циклопентанды сақиналары бар нафтенді
Дәлірек анықтау барысында зерттенілетін сынама ректификацияға ұшырап қысқа
Бензинді, керосинді фракцияларда парафинді көмірсутектердің мөлшерін келесі теңдеумен
%П=100-(N-А-Н)
Н – нафтенді көмірсутектер; N – қанықпаған көмірсутектер;
300ºС температурадан жоғары фракцияларда қатты парафиндердіің мөлшері қатыру
Бензинді фракцияларда парафинді көмірсутектердің идентификациясы комбинациялық шашыру спектрлері
Мұнайдың бензинді және керосинді фракцияларының химиялық анализі. Көмірсутектернің
Бұл тізбекті түрде 70% күкірт қышқылымен өндеу (азотты
Мұнайдың май фракцияларын зерттеу. 300ºС температурадан жоғары қайнайтын
Қазіргі уақытта май фракцияларын түпкілікті зерттеу үшін масс-спектроскопия
Майлардың хроматографиялық анализі. Май фракцияларының анализі үшін сұйықты
Қысқаша хроматографиялық анализ келесі жолымен жүргізіледі: 2,5 –
Алынған барлық фракциялардан айдау арқылы еріткішті бөліп алады.
Фракцияларды топтарға бөлу әдетте сыну көрсеткіші емес, меншікті
Жоғарыда айтылған төрт фракция үшін келесі меншікті дисперсияның
1) 100-ге дейін; 2) 102 – 125; 3)125
Майлардың құрылымды-топтық анализі. Майлардың құрылымды-топтық анализінің мәні –
Сақиналардың және парафинді тізбектердің пайыздық үлесін сәйкесті атомдар
С30Н46 (молекулалық салмағы 406)
Ол екі ароматты сақинасынан, бір нафтенді сақинасынан және
С10Н6 (М=126) С4Н6
Белгілі құрылымдық тобындағы сутек пен көміртек атомдық салмақтың
Ватерманмен тікелей әдісі деп аталатын құрылымдық-топтық анализін ұсынған.
Органикалық заттың эмпирикалық формуласын молекулярлық салмақ пен элементтік
87/12,01=7,244 13/1,008=12,897
7,224/7,224=1 12,897/7,244=1,78
Сонымен көміртектің бір атомына 1,78 сутектің атомы келеді.
nС + 1,78n(Н=500
осыдан
Алдында анықталған СnН1,78 n формуласына n мәнін қоятын
Гидрлеуден кейінгі сутектің мөлшері ароматты құрылысының көміртек атомына
Гидрлеу кейін біз зерттеліп жатқан майдын элементтік құрамы
Онда алдында есептелгеніне ұқсас біз гидрленген майының формуласы
Гидрлеу барысында сутек атомдарының қосылуы:
m'-m=70,2-64,4=5,8
Бұл біздің орташа молекласындағы ароматты сақиналарға келетін көміртек
(21)
Жалпы түрде СА-ның гидрлеу алдындағы (H’ және M’)
(22)
Гидрлеу кейін орташа молекуламыздың құрамында тек ғана нафтенді
(23)
Қаныққан сақиналарға келетін көмірсутектің үлесін анықтау үшін әрі
Сонда көмірсутек молекуласындағы сақинаның саны неғұрлым көп болуы,
Осы әдісімен Ск-ның пайыздық үлесін есептеу тек қана
Ката-конденсирленген полициклды 6 циклді жүйелер екі түрде болады
Осыдан конденсациядан жаңа сақина молекулаға 4 көміртек атомын
Мұнайларда полициклды көмірсутектер болғанмен олардың барлығы като-конденсирленген деп
СА мен Ск мөлшерін білгеннен кейін Cn, яғни
Cn=100-(CA-CH)=100-Cк
Біздің мысал үшін Cк=29%, онда CH=Cк-CA=29-16=13% және
3 Талдау және қорытынды
3.1 Ароматты қосылыстар
Ароматты қосылыстар, ароматты қосылыстар жүйесімен сипатталады. Яғни, ароматты
Конденсирленген ароматты қосылыстарда екі көршілес циклді атом бар.
Бірінші қатарға, мысалы, бензол, нафталин, антраценмен бірге, ароматты
ИЮПАК номенклатурасы бойынша және оған қатысты традициялық моноциклді
Ароматты қосылыстардың сұйық және қатты заттары өздерінің алифатты
Ароматты қосылыстарға орынбасу реакциясы тән. Соның ішінде ең
Ароматты қосылыстарға сонымен қатар N-, O-, S-, C
Нуклеофилді орынбасу әртүрлі механизмдер аса танымал қосылу,-бөліну
Сонымен қатар «бөліну – қосылу» механизмі белгілі, мысалы,
Үш байланыстың паляризациялануы селективті нуклеофильдің метиларендерге қосылуын қамтамасыз
Ароматты қосылыстарға ең аз мағынаға гамологтік орынбасу не
Ароматты қосылыстардағы орынбасушы топтар реакциялары негізі алифатты қосылыстарға
Ароматты қосылыстардың қосылу реакциясында ең қажетті каталитикалық гидрлеу
Әдетте майлы ароматты қосылыстар алкиль тобының С атомымен
Ароматты көмірсутектерді өндірісте таскөмірдің кокстелген өнімдер және мұнайдың
Мұнайдағы ароматты көмірсутекті негізді заттар
Синтезге арналған мұнайдағы бензол. Көрсеткіштердің атауы. Маркалық маңызы.
Айдаудағы температуралық шектері 5 – 95 % 0С,
Негізгі заттың құрамы, % моль, 99,7 кем емес
Кристалдану температурасы, 0С – төмен емес
Бром саны өнімдегі, 100 мл бром г, -
Синтетикалық талшықтар, пластмассалар, синтетикалық көксағыз (каучук), бояулар және
9572 – 93 ГОСТ бойынша жіберіледі.
Мұнайдағы толуол: Көрсеткіштердің атауы. Маркалық маңызы. Бірінші сұрып.
Айдаудағы температуралық шектері 5 – 95 %, 0,7
Негізгі заттың құрамы, % моль, 99,75 – 99,6
Кристалдану температурасы, ºС – төмен емес
Бром саны өнімдегі, 100 мл бром г, -
Органикалық синтезде, еріткіштерде және басқа мақсаттарда шикізат ретінде
Мұнайдағы бензол (ГОСТ 9572 – 93) каталитикалық жүйеде
Мұнайдағы ксилол (ГОСТ 410 – 78) үш изомерлі
о-Ксилол, п-Ксилол мөлдір, ұшқыш сұйықтық болып табылады. о-Ксилол
п-Ксилол (ТУ 38. 101255–72) төменгі температурада техникалық мұнайдағы
1 кесте
Бензолдардың сипаттамасы
Көрсеткіштер Жоғары тазалықты Тазаланған Синтез үшін
Жоғары сұрып Бірінші сұрып
20°С тығыздық, кг/м3 878-880 878-880 878-880 877-880
Айдау шегі 95%, °С,үлкен емес(таза бензолдың қайнау температурасы
Кристаллизация температурасы, °С, төмен емес 5.40 5.40 5.35
Массалық үлес, %
Негізгі зат, төмен емес 99.9 99.8 99.7 99.5
Қоспалар, көп емес
н-гептан 0.01 0.06 0.06 -
Метилциклогексан толуолмен 0.05 0.09 0.13 -
1 кестенің жалғасы
Метилциклопентан 0.02 0.04 0.08 -
Толуол - 0.03 - -
Жалпы күкірт, көп емес 0.00005 0.0001 0.0001 0.00015
Үлгі шкаласы номерлеріндегі күкірт қышқылының бояуы 0.1 0.1
Ксилолдардың сипаттамасы
Көрсеткіштері А Б
20 °С тығыздық, кг/м3 862-868 860-870
Айдау шегі, °С:
Айдау бастамасының температурасы, төмен емес 137.5 137.0
98% (ж) температурада айдалады, жоғары емес 141.2 143.0
95% (ж) температурада айдалады, жоғары емес 3.0 4.5
Негізгі заттың массалық үлесі (ароматтық көмірсутектер C8H10), %,
Үлгі шкаласы номерлеріндегі күкірт қышқылының бояуы 0.3 0.5
Жарық температурасы, °С төмен емес 23 23
o- және n-Ксилолдардың сипаттамасы
Көрсеткіштері o-Ксилол -Ксилол n-Ксилол -Ксилол
Бірінші сұрып Таза Техникалық Жоғары сапа
Фракциялық құрам
5тен 95% дейін шекте қайнайды, °С 0.5 0.6
Кристаллизация температурасы,°С, төмен емес -25.6 -26.0 -26.3 13.0
Негізгі заттың құрамы, % (мол.)
Аз емес 98.9 97.8 97.1 99.3 99.1
Сульфирленетін заттың құрамы, % (мол.)
Аз емес 100 99.5 99.5 - -
Бромдық сан, 100 г/см3, аз емес 0.20 0.20
Мұнайдағы толуол (ГОСТ 17410–78) каталитикалық жүйеде бензинді фракцияның
3.2 Ароматты көмірсутектерді алу жолдары
Сақиналары аз конденсацияланған полициклді ароматтық көмірсутектер өте жеңіл
Ароматты көмірсутектерді тотықтырудың бірнеше маңызды өнеркәсіптік процестері бар.
Изопропилбензолды (кумолды) тотықтыру процесі. Бұл процеспен қазіргі уақытта
Изопропилбензолдың гидроасқын тотығын қышқылдық гидролизі жұмсақ жағдайда оның
Гидролизді әдетте сұйытылған күкірт қышқылымен жүргізеді. Негізгі өнімдерінен
Бұл процесті іске асырудың қиындығы – бір жағынан
Ароматты көмірсутектерді сапасын айқындаудың әдістері және олардың талдауы.
Шығым мен риформинг өнімдерінің құрамы катализатордың қасиеттеріне және
Риформингқа қажетті шикізат ретінде әртүрлі қайнау температураларға ие
Алғашқыда риформинг процесі негізінен тек қана дегидрлеуді қамтамасыз
Платиналы катализаторларды пайдалану шикізаттың дұрыстап дайындалуын талап етеді,
Риформингтің негізгі реакциялары (циклоалкандарды дегидрлеу және парафиндерді дегидроциклдеу)
Дегидрлеу мен дегидроциклдеудің қайтымды процестері үшін процесте төменгі
Шикізатты берудің көлемдік жлдамдығының артуы құрылғының өнімділігін арттырады,
Платиналы катализатормен жұмыс атқарғандағы катализаттың тұрақты шығымы жұмсалатын
2 кесте
АП-56 катализаторының қатысында шығыстың мұнайларының әртүрлі фракцияларының риформинг
62 – 85°C 62 – 105°C 105 –
Дебутанизирленген катализаторлар, % 84,0 85,5 85,2 84,8
Газ, % 14,0 12,5 13,3 13,7
Шығым, % 2,0 2,0 1,5 1,5
Дебутанизирленген катализаттың көмірсутекті құрамы, % 74,0 67,8 5,3
Шексіз көмірсутектер 1,5 1,2 1,2 1,7
Ароматты көмірсутектер 24,5 31,0 45,5 47,9
Бензол 21,4 10,3 - -
Толуол 3,1 16,0 5,1 2,9
С8 көмірсутектер - 4,7 29,1 32,3
Риформинг процесінің әріқарай дамуы полифункционалды би- және триметаллды
Биметаллды катализаторлар өте белсенді және тұрақты болып табылады.
Платиналы катализаторларды биметалды катализаторларға ауыстыру арқылы құрылғылардың жұмысы
Би- және полиметалды катализаторлардың толықтай тиімділігі арнайы құрылған
3 кесте
Алюмоплатиналы катализаторлары мен КР сериялы катализаторлардың қатысындағы каталитикалық
Көрсеткіштер ЛЧ-35-11 құрылғысы 35-5 құрылғысы
АП-64 КР-104А АП-56 КР-102
Циркуляцияланатын газдың ылғалдылығы, млн-1 50-ден төмен 50-ден төмен
50-ден төмен
Циркуляцияланатын газдағы сутектің концентрациясы, % (көлем) 78 –
Катализат шығымы, % 78.5 82.0 86.2 82.0
Катализаттың октандық саны (моторлы әдіс) 83 85 75.9
Көмірсутектік құрам
парафинді
3 кесте жалғасы
Олефинді
Циклоалканды
Ароматты
Күкірттің мөлшері, %
Полифункционалды катализаторларды пайдалану үшін одан дакүшті шикізат дайындығы
Алюмоплатиналы катализаторлар қатысында бензинді тікелей айдау риформингісінде бензолды
Риформинг процесін қиындату мен жоғары дегидроциклдеуші қабілеттілігіне ие
4 сурет Каталитикалық риформинг процесінің сызбасы
3.4 Ароматты көмірсутектердің сапасын анықтау әдістері
Хош иiстi көмiрсутектердi мақсатпен талдау үшiн орындалатын әр
дайын өнiмнiң сапасын бақылау;
хош иiстi көмiрсутектердің қоспасын анықтау үшін;
шикiзатқа жеке және жиынтық хошиiстi көмiрсутектердiң құрамын анықтау
хошиiстi көмiрсутектердiң құрамын анықтауы газдар, ауа және суға
Қоспалардағы хош иiстi көмiрсутектердiң құрамын анықтау
Қоспалардағы хош иiстi көмiрсутектердiң құрамын анықтау үшiн химиялық
Химиялық әдiстерде көбiнесе электрофильді орнын басу реакцияларына хош
Бензолды анықтаудың әдiстерi нитробензол немесе динитробензол, бензолсульфоқышқылды алуда
Хош иiстi және қаныққан көмiрсутектердiң әдiстер, физикалық қасиеттердi
Дейiн жанармайлардың тар фракцияларының анилин нүктелерi бойынша және
А = КА·(Т2 – Т1)
А – хошиiстi көмiрсутектердi құрамы % (масс.);
КА – коэффициент, %/град;
Т2 – Т1 – деароматизированногоның анилин нүктелерi және
Мысалы, хошиiстi көмiрсутектердi мазмұнның топтық бағасының басқа әдiстерi
Осылай, топтық құрам құрылым - топтық талдаумен немесе
(СА ) хош иiстi, (Сц ) циклоалкандар және
Са = а/М + b∆d + с∆n
Хош иiстi сақиналардағы хошиiстi көмiрсутектер және көмiртектiң атомдарының
Аналитикалық мақсаттарда және полинитросоединениямимен кешендердiң бiлiмiне (әсiресе жарты)
Полярографиялық әдiстiң электрохимиялық саралау әдiстерiнен нафталинның талдауы үшiн
Осылай, тетрабутиламмонийдың ерiтiндiсi ксилолдың ортасындағы нафталинның полярографиялық анықтауын
Бұл әдiс және нафталинның анықтауы және оның гомосайлары
Бензин хром форалар хошиiстi көмiрсутектердiң ерекше өсiрекүлгiн спектрлерi
Жұтуды жолақтың циклдер санының үлкеюлерi шара бойынша шұбалаң
Ультракөгiлдiр облыстағы жұтуы бойынша хошиiстi көмiрсутектердi анықтаудың әдiстерi
Хошиiстi көмiрсутектер инфрақызыл облыстағы күрделi спектрлерiн бередi. Жұтудың
Құрылыс зерттеуi үшiн үлкен мүмкiндiктер және хош иiстi
Комбинациялық шашыратудың спектрлерiн талдау үшiн қолдануға түбегейлi ықыласты
Хошиiстi көмiрсутек болатын қоспалар сонымен қатар хошиiстi көмiрсутектердiң
Хроматографиялық талдау нефтехимиялық және коксохимиялық өндiрiстердiң ағымдағы бақылауларында
Қалай атап өттi, (полиэфирлар, апиезоны, силоксан майлары және
Апиезонеге және полипропиленгликоль нафталинның қоспаларының толық бөлiнуi және
Әбден қайнаған жарты хошиiстi көмiрсутектердi алкилирлеудiң өнiмдерiнiң хроматографиялық
Органикалық емес фазаларды сорбенттер ретiнде қолданды.
Құрам да, буларды құрамның анықтауында да сұйық өнiмдердiң
Атап өтiп қойылды, хошиiстi көмiрсутектердi сапаның бағасының көп
Шайырдағы анықтаулары үшiн нафталинның мазмұныды (анықтау кристалдану температурасы
Алып келетiн тап қалған температураға тығыздығының анықтауы, өте
Қайнаудың шектерi қасиеттер және кең бөлiкшелердi құрам туралы
Зауыт лабораториялары, жеке алғанда коксохимиялық зауыттардың жұмысы, разгонкалардың
Күкiрттi Қосулардың анықтауы бензин рждердi сапаның бағасының маңызды
Бензол бөлiндiде (тиофен және күкiрт көмiртектен басқа) басқа
Шикi күйiнде бензолда және таза бензин көмiрсутектердiң тиофен
Жақында уақытқа дейiн қаныққан көмiрсутектерiнiң мазмұны несульфируемых сан
Кристалдану температурасының анықтауы хошиiстi көмiрсутектердi тазалықтың бағасының өте
Талдау кристалдану температурасы бойынша анықтауда нафталинның мазмұныды оның
Хроматографиялық талдау нефтехимиялық және коксохимиялық өндiрiстердiң ағымдағы бақылауларында
Қалай атап өттi, (полиэфирлар, апиезоны, силоксан майлары және
Апиезонеге және полипропиленгликоль нафталинның қоспаларының толық бөлiнуi және
Әбден қайнаған жарты хошиiстi көмiрсутектердi алкилирлеудiң өнiмдерiнiң хроматографиялық
Органикалық емес фазаларды сорбенттер ретiнде қолданды.
Құрам да, буларды құрамның анықтауында да сұйық өнiмдердiң
3.5 Гликольдермен ароматты көмірсутектерді экстракциялау
Экстракция үрдісіне негізделген өнеркәсіптер қолданылатын еріткіш, шығын көрсеткіштерімен,
Ароматты көмірсутекті бөлу кезіндегі экстрагент ретінде жиі қолданылатын
Көрсетілген N-метилпирролидон мен диметилсульфоксид еріткіштері олефиндерді ерітпейді, сондықтан
Қазіргі замаңғы эффективті экстрагенттер ароматты және ароматты емес
а – шикізат; б – рафинат; в –
6-еріткішті тазалайтын колонна
5 сурет Ароматтық көмірсутектердің гликольдермен экстракциясының сызбасы
Тауарлы өнімде қаныққан қоспалардың болуы риформингтің жоғары температурада
Қорытынды
«Мұнай – ең қымбатты химиялық шикізат. Оны сақтау
Қазіргі уақытта мұнайды химиялық өңдеу химиялық өнеркәсіпте көп
Мұнай ароматты көмірсутектерді (бензол, толуол, ксилол, нафталин) алудың
Мұнайхимиялық өнеркәсіптің соңғы өнімдерін қолдану бағыттарына қарай 10
Сонымен, мұнайды және табиғи газдарды қазіргі уақытта химиялық
Ароматты көмірсутектің көзі ретінде риформингтің қатты қайнайтын өнімдері
Қазіргі уақыттағы риформинг процессі қуаты 1млн тонна болатын
Жалпы алғанда жылдық экономикалық эффект қондырғыға байланысты
Каталитикалық риформингтің өндірістік процесі 470 – 550°C температуралық
Соңғы уақытта катализатор қолдана отырып пиролиздеу процесіне көңіл
Сұйық өнімдер бірнеше технологиялық схема төңірегінде пиролиз газдарын
Пиролизді смоланың жақсы қайнайтын бөлігінде көп атомды көмірсутек,
Пиролизді смолада ароматты көмірсутектен басқа парафин, циклоалкан, олефин
Химиялық әдiстер жарты хош иiстi көмiрсутектердiң қоспаларын анықтауы
Фенантренді анықтау үшін химиялық әдiсiтің фенантреннiң тотығуында 9,
Аталған әдiстердiң ортақ кемшiлiгi және реакциялардың өнiмдерiнiң фильтрлеу
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
1 Голомшток И. С., Овсянников Д. В., Самсонов
2 Добрянский А. Ф. Химия нефти. М.:Гостоптехиздат,
3 Иванова Л. В., Корнеев М. И., Юзбашев
4 Пархоменко В. Е. Технология переработки нефти и
5 Правила эксплуатации нефтегазоперерабатывающих заводов. - М.: ЦНИИТЭНефтехим,
6 Проблемы переработки высокосернистых нефтей. ЦНИИТЭНефтехим, 1966. -
7 Смидович Е. В. Технология переработки нефти и
8 Соколов В. А. Нефть. М.:«Недра», 1970. –
9 Фарамазов С. А. Эксплуатация оборудования нефтеперерабатывающих заводов.
10 Черножуков Н. И. Технология переработки нефти и
11 Эрих В. Н., Расина М. Г., Рудин
12 Краткий справочник физико-химических величин. М.:Госхимиздат, 1957.
13 Справочник химика. т. 1-3, М.:Госхимиздат, 1951-1952.
14 Обрядчиков С. Н. Технология нефти.- Ч. 2.-
15 Горшко В. Д., Розенбаум Р. Б., Тодес
16 Дезникович К. А., Тодес О. М. //
17 Скобло А. И., Трегубова А. И., Егров
18 Фазовые равновесия легких углеводородов. - М.: Гостоптехиздат,
19 Кафаров В. В. Основы массопередачи. - М.:
20 Кузнецов А. А., Судаков Е. Н. //
21 Дубовкин Н. Ф. Справочник по углеводородным топливам
22 Хамди А. М., Скобло А. И., Молоканов
23 Александров И. А. // Химическая и технология
24 Григорьев В. А., Калач Т. А., Соколовскии
25 Эмирджанов Р. Т. Примеры расчетов нефтезаводских процессов
26 Михеев М. А. Основы теплопередачи. - М.:Госэнергоиздат,
27 Хоблер Т. Теплопередача и теплообменники.- М.:Госхимиздат, 1961.
28 Гребер Г., Эрк С., Григулль У. Основы
29 Кутателадзе С. С., Боришанский В. М. Справочник
30 Реферативный журнал «Химия».- 1963.- № 17, реф.
31 Антуфьев В. М., Белецкий Г. С. Теплопередача
32 Новое нефтяное оборудование. - М.:Гостоптехиздат, 1961.-
33 Теплофизические свойства веществ. Справочник. - М.:Госэнергоиздат, 1956.-
34 Рабинович Г. Г. Расчет нефтеперегонной аппаратуры. -
35 Егиазаров Н. В. Методы расчета аппаратуры и
36 Михеев М. А., Михеева И. М. –
37 Ястржембский А. С. Техническая термодинамика. - М.:
38 Бахшиян Ц. А. Трубчатые печи с излучающими
39 Адельсон С. В. Технологический расчет и конструктивное
40 Блох А. Г. Основы теплообмена излучением. -
41 Чиркин В. С. Теплофизические свойства материалов, М.:Физматгиз,
42 Ярослав К., Владимир Р. Трубчатые печи в
43 Введенскии А. А. Термодинамические расчеты нефтехимических процессов.
44 Экспресс-информация. Химия и переработка нефти и газа.
45 Рабинович Г. Г., Адельсон С. В. Процессы
46 Казьмин Г. И., Гвоздецкий Л. А., Касаткин
47 Экспресс-информация. Процессы и аппараты химических производств. №
48 Америк Б. К. Технология переработки нефти и
49 Экспресс-информация. Процессы и аппараты химических производств. №
50 Краснощеков Е. А., Сукомёл А. С. Задачник
51 Павлов К. Ф., Романков П. Г., Носков
52 Кобе К. А., Мак-Кет Дж. Дж. Новейшие
53 Обрядчиков С. Н. Технология нефти. М.:Гостоптехиздат, 1952.
54 Гоихрах И. М., Пинягин Н. Б. Химия
55 Реферативный сборник. Сер.Химия и переработка нефти. -
56 Вукалович М. П. Термодинамические свойства воды и
57 ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к
58 ГОСТ 12.2.033-78 ССБТ. Рабочее место при выполнении
59 Лазарев Н. В., Левина Э.И. Вредные вещества
60 ГОСТ 12.4.021-75 ССБТ. Системы вентиляционные. Общие требования.
61 СНиП 23-05-95. Строительные нормы и правила. Нормы
62 ГОСТ 12.1.019-79 ССБТ. Электробезопасность. Общие требования.
63 ГОСТ 12.1.030-81 ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление.
64 ГОСТ 12.1.044-89 ССБТ. Пожаровзрывобезопасность веществ, материалов. Номенклатура
65 ГОСТ 17.0.0.01-76. Система станодартов в области охраны
66 Макаров Г.В., Васин А.Л. Охрана труда в
67 Волкова А.А., Тетеркин М.Е., Чекмарева М.А. Определение
68 Белянин Б. В., Эрих В. Н. Технический
7
