Методы синтеза пропилена

“1-4” “” Введение
“” Глава 1. Методы получения пропилена.
“” .1. Термодинамика и кинетика термических реакций углеводородов.
“” .2. Нахождение в природе и получение.
“” .2.1. Общие сведения о вторичных процессах переработки нефти.
“” .2.2. Крекинг углеводородов.
“” .2.3. Термические процессы в общем.
“” Глава 2. Структура, физические и химические свойства пропилена.
“” .1. Структура и пространственное строение алкенов.
“” .2. Углеродные двойные связи.
“” .3. Физические свойства.
“” .4. Химические свойства.
“” Глава 3. Использование алкенов в нефтехимическом синтезе.
“” Заключение.
“” Список используемой литературы.
Введение
Непредельные соединения (алкены, ди-, три- и полиены, алкины) в сырой нефти и природных газах отсутствуют. Они образуются в процессах переработки нефти. Непредельные соединения являются важнейшим сырьем для нефтехимического и основного органического синтеза.
Существует две группы процессов получения непредельных соединений: процессы, в которых они являются побочными продуктами, и специальные, направленные на их максимальную выработку. К первой группе относятся термический и каталитический крекинг, риформинг и коксование нефтяных остатков, основное назначение которых
· производство топлив и нефтяного кокса. Вторая группа включает пиролиз, полимеризацию низкомолекулярных алкенов, дегидрирование алканов и синтез высших алкенов в присутствии металлоорганических катализаторов.
Содержание непредельных соединений в газе жидкофазного термического крекинга (470
· 5200С; 2
· 5 МПа) составляет примерно 20% (об.), в фазе парофазного термического крекинга (530
· 6000С; 0,1
· 0,5 МПа) и пиролиза (670
· 9000С; 0,1 МПа) 30
· 50% (об.). Как следует из данных, представленных в таблице 1, среди алкенов по термическим процессам преобладают этилен и пропилен; в заметном количестве присутствуют бутилены и бутадиен. В газах каталитического крекинга содержание алкенов достигает 25% (об.) и более. Алканы отличаются высоким содержанием изобутана
· до 25% (об.).
Непредельные углеводороды содержатся также и в жидких продуктах термической и каталитической переработки нефти. Так, бензин жидкофазного термического крекинга содержит 30
· 35% (масс.) непредельных соединений, бензин парофазного крекинга 40
· 45%, бензин каталитического крекинга (10% (масс.) [9, стр. 169
· 170].

Табл. 1.
Состав газов термической и термокаталитической переработки нефтяного сырья, в % (об.)
Компоненты
Термический крекинг
Коксование
Пиролиз
Каталитический крекинг

Н2
Алканы
СН4
С2Н6
С3Н8
изо-С4Н10
С4Н10
Алкены
С2Н4
С3Н6
С4Н8
С4Н6
0,4

16
· 20
19
· 20
25
· 28
5
· 7
9
· 10

2
· 3
9
· 10
9
· 10
1 – 5
1
· 2

20
· 30
15
· 20
5
· 10
3
· 5
10
· 15

10
· 15
20
· 25
10
· 15

10

40
· 45
6
· 10
1
· 2
1
· 2
1
· 2

20
· 30
12
· 15
1
· 2
3 – 10
1,0
· 1,5

8
· 12
8
· 10
10
· 15
20
· 25
8
· 12

2
· 3
10
· 15
15
· 20

Глава 1. Методы получения пропилена.
1.1. Термодинамика и кинетика термических реакций углеводородов.
Реакции углеводородов нефтяного сырья при высоких температурах чрезвычайно многообразны. Наряду с термическим распадом молекул идут реакции синтеза и, частично, изомеризации. Многие из этих реакций обратимы. Отдельные компоненты сырья могут реагировать в различных направлениях, но с разной скоростью и с неодинаковой термодинамической вероятностью. Главным фактором, влияющим на направление, скорость и глубину превращения углеводородов сырья является температура.
При изучении термических и каталитических реакций углеводородов прежде всего возникает вопрос о влиянии условий процесса на направление реакции и на степень превращения исходного сырья при достижении равновесия. Иначе говоря, выясняют термодинамическую вероятность той или иной реакции и определяют (подсчитывают) константу равновесия.
Термодинамическая вероятность процесса определяется изменением энергии Гиббса (G системы в результате реакций:
(G = Gкон
· Gнач
Энергией Гиббса называется та часть внутренней энергии системы, которая может быть превращена в работу. Она связана с другими основными термодинамическими функциями
· энтальпией ( и энтропией S уравнениями:
G = H
· TS; (G = (H – T(S
где Т
· абсолютная температура, К.
Если при выбранных условиях давления и температуры реакция будет самопроизвольно протекать слева направо, то запас энергии Гиббса будет уменьшаться, так как часть ее превращается в работу, (G при этом будет иметь знак минус. При достижении химического равновесия G конечной системы будет равняться G начальной системы и (G = 0. Отсюда ясно, что чем больше абсолютное значение (G со знаком плюс, тем менее осуществима, с термодинамической точки зрения, данная реакция.
Итак, знак при (G указывает на термодинамическую вероятность прямой реакции. Чем больше абсолютное значение отрицательной величины (G, тем глубже может идти реакция и тем больше будут равновесные концентрации продуктов реакции.