химия, решение задач по химии, репетитор по химии

Новинка!!! Видеоуроки по химии
Узнай подробности прямо сейчас!

Для содержимого этой страницы требуется более новая версия Adobe Flash Player.

Получить проигрыватель Adobe Flash Player


От чего умер Наполеон? Наполеон умер от рака желудка. Это константировали пять английских врачей, присутствовавших при вскрытии. Между тем врач, наблюдавший за здоровьем Наполеона на острове Св. Елены, описал симптомы болезни, весьма сходные с картиной хронического мышьякового отравления. Волосы обладают способностью накапливать мышьяк. Век спустя после смерти императора английские специалисты Смит и Форшуфвуд сделали анализ волос, состриженных с головы Наполеона незадолго до смерти. Оказалось, что начиная примерно с сентября 1820 года в течение четырех месяцев Наполеон регулярно получал значительные дозы мышьяка. Так было доказано, что Наполеон отравлен мышьяком. Впоследствие появилась еще одна версия смерти Великого изгнанника. В краске на клочке обоев из дома Наполеона на острове Св. Елены тоже был обнаружен мышьяк. Однако как из обоев мышьяк попал в волосы императора? Одно из объяснений заключается в деятельности грибков плесени, характерных для тех мест. Эти микроскопические существа переводят неприятные для них соединения мышьяка в летучие производные. Так что мышьяк был, а умышленного отравления, возможно, и не было.

Электронный журнал сайта xumuktutor.ru - это интересные факты из жизни известных химиков, загадочные химические явления, удивительные химические вещества и аудио- и видеопомощь по химии. Посетите наш электронный журнал для студентов и школьников!





Способ электрохимического крекинга углеводородного сырья


Достижения в области химии на xumuktutor.ru

↑ Grab this Headline Animator

Изобретение относится к области химии, касается способа получения низших олефиновых углеводородов крекингом углеводородного сырья в присутствии металлического катализатора с помощью электрических средств, который может быть использован в нефтехимической промышленности для производства этилена и пропилена. Изобретение касается способа электрохимического крекинга углеводородного сырья, включающего электрохимический крекинг углеводородного сырья в реакторе на поверхности металлического проводника, установленного в реакторе в контакте с сырьем, через который пропускают электрический ток. В качестве углеводородного сырья используют пропан-бутановую углеводородную смесь, а металлический проводник выполнен в виде спирали. Технический результат - получение этилена и пропилена с высоким выходом, упрощение производства.

Предлагаемое изобретение относится к области химии, касается способа получения низших олефиновых углеводородов крекингом углеводородного сырья в присутствии металлического катализатора с помощью электрических средств, который может быть использован в нефтехимической промышленности для производства этилена и пропилена.

Известен способ получения этилена и пропилена термическим крекингом нефтепродуктов в трубчатых печах при температурах 700-870°С (Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. М.: Химия, 1981, 608 с.).

Недостатком известного способа является малое время пребывания исходных реагентов в зоне реакции, т.к. наряду с образованием низших олефинов происходит осмоление.

Известен способ повышения выхода целевых продуктов при проведении пиролиза в присутствии гомогенного катализатора аллена. Концентрация катализатора составляет 0,2-2,0 мас.% на сырье (авт.св. СССР 941399, МКИ C10G 9/16, 1982).

Недостатками известного способа являются незначительная активность катализатора, а также необходимость постоянного введения катализатора в зону реакции, что создает дополнительные технологические трудности.

Известен способ получения олефиновых углеводородов путем гомогенного каталитического пиролиза нефтяного сырья с применением в качестве катализаторов органических перекисей и перекиси водорода в количестве 1,0-20,0 мас.% на сырье (авт.св. СССР 620499, МКИ C10G 11/26, 1977).

Недостатком данного способа является повышенный расход катализатора.

Известен способ переработки углеводородов, при котором превращение углеводородов осуществляется в зоне высокочастотного разряда (патент 5131993 США, кл. C10G 15/00).

Недостатками этого способа превращения углеводородов являются проведение процесса при пониженных давлениях и низкая производительность.

Известен способ получения низших олефинов конверсией попутных нефтяных газов C2-C5 в электрическом разряде и в присутствии катализатора, при котором в процессе используют барьерный разряд, где применяют в качестве барьера сегнетоэлектрическую керамику с диэлектрической проницаемостью =40-150 и катализаторы: металлы VIII группы на окисном носителе (RU 2074230 C1, C10G 15/00, опубл. 27.02.1997 г.).

К недостаткам данного способа следует отнести низкий выход олефинов и образование сажи, смолы (4-55 мас.%).

Известен способ получения низших олефинов путем пиролиза углеводородного сырья в присутствии катализатора из титанового сплава, при котором углеводородное сырье предварительно обрабатывают сверхвысокочастотными полями с круговой поляризацией и электронно-программированной модуляцией (RU 2148610 C1, C10G 11/02, C10G 15/00, опубл. 10.05.2000 г.).

Недостатком данного способа получения низших олефинов является технологические сложности в процессе предварительной обработки углеводородного сырья.

Известен способ получения низших олефиновых углеводородов пиролизом углеводородного сырья под действием импульсных разрядов, при котором процесс ведут в зоне низкочастотных импульсных разрядов с напряжением пробоя 7,0-7,5 кВ и частотой 50-130 Гц с использованием углеводородного сырья в газовой фазе (RU 2086605 C1, C10G 15/00, C10G 15/08, опубл. 10.08.1997 г.).

Технический результат - повышается выход этилена и пропилена, а также улучшается технологичность процесса без применения катализаторов.

Известен способ получения низших олефинов (RU 2142495 C1), который включает пиролиз углеводородного сырья в трубчатых реакторах при контакте его с развитой поверхностью металлического катализатора, в качестве которого используют жаростойкий сплав на основе железа, содержащий легирующие присадки хрома (15±1%), алюминия и молибдена (по 1,2±0,5%), при этом носитель катализатора может быть выполнен в виде стружки, проволоки, сетки или колец Рашига с высокой удельной поверхностью контакта углеводородов и каталитической насадки. При 820°С и объемной скорости 6,0 час-1 суммарный выход непредельных углеводородов С2-С4 составляет 50,8 мас.%, в том числе этилена до 26,6 мас.%, пропилена до 14,8 мас.%.

Недостатками способа являются невысокий выход этилена и пропилена, образование кокса, высокие энергозатраты.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ электрохимического крекинга тяжелых нефтепродуктов под воздействием электрического тока, защищенный патентом на изобретение RU 2333932 С1, кл. C10G 15/08, опубл. 20.09.2008 г., принятый за ближайший аналог.

Способ по прототипу осуществляют при избыточном давлении 0,01-0,5 МПа и температуре 380-450°С, в присутствии сплавов металлов Al, Cr, Ni, Fe, которые используют в виде отдельных проводников, установленных в зоне крекинга в контакте с сырьем, через которые пропускают электрический ток с напряжением 0,1-10 кВ и величиной тока 1-1·10 4 А.

Преимуществом и общим признаком с предлагаемым изобретением является разложение углеводородов на более легкие фракции на поверхности металлического проводника, установленного в контакте с углеводородным сырьем, по которому пропускают электрический ток. При этом проводник, выполненный из металла, или из сплава металлов IV-VI периодов VI-VIII групп Периодической системы элементов, выполняет роль катализатора, что обеспечивает увеличение выхода целевых продуктов.

Однако способ по прототипу не лишен недостатков:
- во-первых, он не может быть использован для получения низших олефиновых углеводородов - этилена и пропилена, поскольку направлен на увеличение выхода светлых дистиллятных фракций, получения дизельно-масляных фракций и неокисленного битума при переработке тяжелых нефтей, остатков атмосферной и вакуумной перегонки нефтей, включая мазуты, а также отходов нефтепереработки - нефтешламов;
- во-вторых, он сложен в исполнении, поскольку для получения достаточного выхода целевых продуктов требуется большое количество проводников, обеспечивающих необходимую площадь контакта с углеводородным сырьем, их специальное выполнение в виде труб или прутков различных диаметров из железо-алюмо-хромо-никелевых сплавов, а также необходим контроль параметров, влияющих на процесс электрохимического крекинга: давление, температура, сила тока, напряжение и время пребывания в реакционной камере.

В задачу изобретения положено создание способа электрохимического крекинга углеводородного сырья для получения низших олефиновых углеводородов.

Технический результат от использования предлагаемого изобретения заключается в получении этилена и пропилена с высоким выходом, в упрощении производства.

Дополнительный технический результат от использования предлагаемого изобретения заключается в предотвращении образования кокса, в увеличении срока эксплуатации проводника.

Поставленная задача достигается тем, что в способе электрохимического крекинга углеводородного сырья, включающем электрохимический крекинг углеводородного сырья в реакторе на поверхности металлического проводника, установленного в реакторе в контакте с сырьем, через который пропускают электрический ток, в качестве углеводородного сырья используют пропан-бутановую углеводородную смесь, а металлический проводник - в виде спирали; реактор выполнен в виде кварцевой трубы; температуру поверхности спирали поддерживают в интервале от 380-570°С путем пропускания по спирали электрического тока напряжением 25-37 В, силой тока 7,9-9,2 А и мощностью 200-350 Вт; спираль изготовлена из металла IV-VI периодов VI-VIII групп Периодической системы элементов.

На фиг.1 приведена таблица 1 с результатами электрохимического крекинга пропан-бутановой углеводородной смеси на металлической спирали из вольфрама.

На фиг.2 приведена таблица 2 с результатами электрохимического крекинга пропан-бутановой углеводородной смеси на металлической спирали из нихрома.

На фиг.3 приведена таблица 3 с результатами электрохимического крекинга пропан-бутановой углеводородной смеси на металлической спирали из молибдена.

Таблица 1
Результаты электрохимического крекинга пропан-бутановой углеводородной смеси на металлической спирали из вольфрама, (l=1 м, d=0,05 см).
Порядковый номер T, °С Конверсия ПБУС, вес.% Выход на распавшееся сырье (ПБУС), вес.%
этилен+пропилен метан+этан
1 450 7,9 79,8 20,2
2 485 23,6 75,0 25,0
3 520 58,9 69,5 30,5
4 540 65,7 69,1 30,9
5 565 88,6 62,9 37,1
6 570 89,5 63,2 36,8
Фиг.1
Таблица 2
Результаты электрохимического крекинга пропан-бутановой углеводородной смеси на металлической спирали из нихрома, (l=1 м, d=0,07 см).
Порядковый номер Т, (С Конверсия ПБУС, вес.% Выход на распавшееся сырье (ПБУС), вес.%
этилен+пропилен метан+этан
1 380 4,5 75,6 39,4
2 415 17,0 80,0 24,6
3 460 37,7 76,1 27,2
4 490 58,6 70,8 30,0
5 510 70,2 68,4 36,1
6 530 79,4 67,6 32,2
Фиг.2
Таблица 3
Результаты электрохимического крекинга пропан-бутановой углеводородной смеси на металлической спирали из молибдена, (l=2,3 м, d=0,05 см).
Порядковый номер Т, °С Конверсия ПБУС, вес.% Выход на распавшееся сырье (ПБУС), вес.%
этилен+пропилен метан+этан
1 410 1,7 82,4 17,6
2 440 5,2 73,1 26,9
3 470 18,7 75,4 24,6
4 500 40,1 73,8 26,2
5 515 60,5 71,4 28,6
6 530 83,7 65,1 34,9
7 550 91,2 63,8 36,2
Фиг.3

 

Получение низших олефиновых углеводородов предлагаемым способом осуществляют следующим образом.

Изготавливают проводник в виде спирали из металла, например, IV-VI периодов VI-VIII групп Периодической системы элементов. Металлическую спираль устанавливают в контакте с углеводородным сырьем в реакторе, выполненном, например, в виде кварцевой трубы. По металлической спирали пропускают электрический ток, осуществляя процесс электрохимического крекинга углеводородного сырья на поверхности металлической спирали. В качестве углеводородного сырья используют пропан-бутановую углеводородную смесь. Температуру поверхности спирали поддерживают в интервале от 380-570°С путем регулирования напряжения электрического тока, пропускаемого по спирали. В зависимости от длины (l), толщины (d) и сопротивления спиралей используют электрический ток напряжением 25-37 В, силой тока 7,9-9,2 А, мощностью 200-350 Вт.

Температурный интервал 380-570°С является достаточно глубоким для электрохимического крекинга пропан-бутановой смеси. При температуре ниже 380°С процесс электрохимического крекинга будет неполным, а превышение температуры 570°С экономически необоснованно и приводит к образованию конденсированных продуктов (смолы, сажи).

Использование пропан-бутановой смеси в качестве углеводородного сырья обеспечивает получение этилена и пропилена.

Выполнение металлического проводника в виде спирали способствует увеличению площади соприкосновения металлического проводника с углеводородным сырьем, что обеспечивает увеличение выхода этилена и пропилена, упрощает производство.

Кроме этого выполнение металлического проводника в виде спирали способствует увеличению срока его эксплуатации.

Осуществление процесса при относительно низких рабочих температурах способствует снижению удельных энергозатрат, предотвращает образование кокса.

На фиг.1-3 приведены результаты конкретного осуществления предлагаемого изобретения.

Из таблицы 1 (фиг.1) видно, что в результате электрохимического крекинга пропан-бутановой углеводородной смеси на металлической спирали из вольфрама в интервале t=450-570°C выход этилена и пропилена суммарно составляет 63-80 вес.%, метана и этана суммарно до 20-37 вес.%, кокса нет.

Из таблицы 2 (фиг.2) видно, что в результате электрохимического крекинга пропан-бутановой углеводородной смеси на металлической спирали из нихрома в интервале t=380-530°С выход этилена и пропилена суммарно составляет 68-80 вес.%, метана и этана - суммарно до 25-39 вес.%, кокса нет.

Из таблицы 3 (фиг.3) видно, что в результате электрохимического крекинга пропан-бутановой углеводородной смеси на металлической спирали из молибдена в интервале t=410-550°С выход этилена и пропилена суммарно составляет 64-82 вес.%, метана и этана суммарно до 18-36 вес.%, кокса нет.

Формула изобретения

  1. Способ электрохимического крекинга углеводородного сырья, включающий электрохимический крекинг углеводородного сырья в реакторе на поверхности металлического проводника, установленного в реакторе в контакте с сырьем, через который пропускают электрический ток, отличающийся тем, что в качестве углеводородного сырья используют пропан-бутановую углеводородную смесь, а металлический проводник - в виде спирали.
  2. Способ электрохимического крекинга углеводородного сырья по п.1, отличающийся тем, что реактор выполнен в виде кварцевой трубы.
  3. Способ электрохимического крекинга углеводородного сырья по п.1, отличающийся тем, что температуру поверхности спирали поддерживают в интервале от 380-570°С путем регулирования напряжения электрического тока, пропускаемого по спирали.
  4. Способ электрохимического крекинга углеводородного сырья по п.1, отличающийся тем, что используют электрический ток с напряжением 25-37 В, силой тока 7,9-9,2 А, мощностью 200-350 Вт.
  5. Способ электрохимического крекинга углеводородного сырья по п.1, отличающийся тем, что спираль выполняют из металла IV-VI периодов VI-VIII групп Периодической системы элементов.

Авторы изобретения: Александров Юрий Арсентьевич (RU), Диденкулова Ирина Ивановна (RU), Шекунова Валентина Михайловна (RU).

Другие открытия в области органической химии:

Перейти к полному списку открытий

Присылайте свои научные статьи на электронный адрес admin@xumuktutor.ru, и мы опубликуем их абсолютно бесплатно на страницах нашего сайта. Ваши научные достижения станут известны всем (или почти всем).




smart 609354696
Smart_art13
admin@xumuktutor.ru



Хотите узнать много интересного из области науки? Посетите наш электронный журнал!

Вакансии на сайте

Приглашаем к сотрудничеству преподавателей, аспирантов и успешных выпускников для выполнения студенческих работ на заказ (рефератов, курсовых и контрольных работ). Подробнее >>

Сделать заказ! Решение задач по химии, математике и другим предметам, написание рефератов, курсовых, on-line консультации через Skype - доступно, качественно, в срок. Нам доверяют! Закажи и спи спокойно. Гарантия - высокие баллы.

Полезная информация

Сегодня: 17.12.18

"Прогресс науки обратно пропорционален числу выходящих журналов," - шестой закон Паркинсона

Курсы валют по данным Центробанка:
Доллар 66.4337 рублей
Евро 75.3890 рублей


копирайт