|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
HISTÓRIA DA TECNOLOGIA, TECNOLOGIA, OBJETOS AO REDOR DE NÓS
Processo de craqueamento. História da invenção e produção
Diretório / A história da tecnologia, tecnologia, objetos ao nosso redor Craqueamento, processo de craqueamento - processamento em alta temperatura do petróleo e suas frações para obter, via de regra, produtos de menor peso molecular - combustível para motores, óleos lubrificantes, etc., além de matérias-primas para as indústrias química e petroquímica. O craqueamento ocorre com a quebra das ligações C-C e a formação de radicais livres ou carbânions. Simultaneamente com a quebra das ligações C-C, ocorre desidrogenação, isomerização, polimerização e condensação de substâncias intermediárias e iniciais. Como resultado dos dois últimos processos, os chamados. resíduo do cracking (fração com ponto de ebulição superior a 350 °C) e coque de petróleo. A primeira instalação industrial do mundo para craqueamento contínuo de óleo térmico foi criada e patenteada pelo engenheiro V. G. Shukhov e seu assistente S. P. Gavrilov em 1891 (patente do Império Russo nº 12926 de 27 de novembro de 1891). Uma configuração experimental foi feita. As soluções científicas e de engenharia de V. G. Shukhov foram repetidas por W. Barton durante a construção da primeira planta industrial nos EUA em 1915-1918. As primeiras instalações de craqueamento industriais domésticas foram construídas por V. G. Shukhov em 1934 na planta soviética de craqueamento em Baku.
O óleo é um líquido oleoso com um odor pungente característico e uma cor diferente dependendo do local de extração. De acordo com sua estrutura química, é uma mistura extremamente complexa de vários compostos químicos, principalmente substâncias orgânicas - hidrocarbonetos. Os hidrocarbonetos são assim chamados porque são compostos químicos de elementos simples: carbono e hidrogênio. Além deles, a composição do óleo inclui enxofre, nitrogênio, oxigênio e muitas outras impurezas (incluindo água e areia). Apesar do fato de que os hidrocarbonetos incluem apenas dois elementos, seu número é enorme. Isso é explicado pelo fato de que carbono e hidrogênio podem se combinar em várias combinações e proporções. Portanto, as propriedades dos hidrocarbonetos são muito diferentes e um grande ramo da química, a química das substâncias orgânicas, está estudando-as. Os hidrocarbonetos podem ser líquidos, gasosos ou sólidos. Alguns são mais leves que a água e fervem em temperaturas mais baixas, enquanto outros são mais pesados e fervem em temperaturas mais altas. Sua gravidade específica ou densidade é muito diferente (lembre-se de que a gravidade específica é um número que mostra quantas vezes o volume de uma substância é mais pesado ou mais leve que o mesmo volume de água tomado a 4 graus). A propriedade mais importante do óleo e seus produtos, na qual se baseia a destilação primária do óleo, é sua capacidade de evaporar. A composição do óleo inclui hidrocarbonetos que começam a evaporar mesmo em temperaturas normais. Se o óleo for deixado em um recipiente aberto sem aquecimento por mais ou menos tempo, parte dele evaporará e o restante se tornará mais denso e espesso. Devido ao fato de o óleo conter vários hidrocarbonetos com diferentes pontos de ebulição, o óleo não possui um ponto de ebulição constante, como a água. Se começarmos a aquecer a água em um recipiente, notamos o seguinte fenômeno: um termômetro imerso na água mostrará inicialmente um aumento constante de temperatura, mas assim que a temperatura atingir 100 graus, o aumento parará. Além disso, não importa o quanto aqueçamos o recipiente, a temperatura não aumentará até que toda a água tenha evaporado. Isso se deve à homogeneidade da água, ou seja, ao fato de a água consistir em moléculas idênticas. Observaremos um quadro completamente diferente quando aquecido em uma vasilha de óleo. Nesse caso, não importa quanto calor forneçamos, o aumento da temperatura não vai parar. Além disso, no início do aquecimento, os hidrocarbonetos mais leves em termos de gravidade específica evaporarão, da mistura da qual a gasolina é obtida, depois os hidrocarbonetos mais pesados - formando querosene, óleo diesel e óleos lubrificantes. A destilação primária do petróleo foi baseada neste princípio.
Antes da invenção do craqueamento em grandes usinas de querosene, a destilação era realizada em grandes alambiques, nos quais o vapor de água superaquecido era constantemente admitido em grandes quantidades e, ao mesmo tempo, o óleo era aquecido do forno sob a caldeira, queimando carvão ou gás combustível. Passando pelo óleo, o vapor transportou o mais leve dos compostos de óleo com um baixo ponto de ebulição e uma pequena gravidade específica. Essa mistura de querosene e gasolina com água foi então enviada para a geladeira e sedimentada. Como os produtos da destilação eram muito mais leves que a água, eles eram facilmente separados dela. Então aconteceu o derramamento. Primeiro, a camada superior com uma gravidade específica de até 0,77 drenada - gasolina, que foi enviada para um tanque separado. Em seguida, foi derramado querosene, ou seja, hidrocarbonetos mais pesados com densidade de até 0. O querosene bruto assim obtido queimou mal. Precisava de limpeza. Para fazer isso, primeiro foi tratado com uma solução forte (86%) de ácido sulfúrico e depois com uma solução de soda cáustica. O resultado foi querosene refinado - completamente incolor, sem odor pungente e queimando com chama uniforme, sem queimar e fuligem. A composição do óleo também inclui esses hidrocarbonetos pesados, que, antes de atingir seu ponto de ebulição, começam a se decompor, e quanto mais o óleo é aquecido, mais intensa será a decomposição. A essência desse fenômeno se resume ao fato de que várias moléculas menores com diferentes pontos de ebulição e diferentes gravidades específicas são formadas a partir de uma grande molécula de um hidrocarboneto pesado. Essa decomposição começou a ser chamada de rachadura (do inglês para crack - quebrar, dividir). Assim, o craqueamento deve ser entendido como a decomposição sob a influência de alta temperatura (e não apenas a temperatura, a decomposição pode ocorrer, por exemplo, a partir de alta pressão e por alguns outros motivos) de partículas de hidrocarbonetos complexas e grandes em partículas mais simples e menores. A diferença essencial entre o processo de craqueamento e a destilação primária é que durante o craqueamento vários hidrocarbonetos sofrem uma mudança química, enquanto durante a destilação primária há uma simples separação de partes individuais, ou, como se costuma dizer, frações de óleo, dependendo de sua pontos de ebulição.
O fenômeno da decomposição do óleo foi notado há muito tempo, mas na destilação comum do óleo tal decomposição era indesejável, portanto, foi utilizado vapor superaquecido aqui, o que contribuiu para a evaporação do óleo sem decomposição. A indústria de refino de petróleo passou por várias etapas em seu desenvolvimento. No início (da década de 60 do século XIX até o início do século XX), o refino de petróleo tinha um caráter pronunciado de querosene, ou seja, o querosene era o principal produto do refino de petróleo, que permaneceu como principal fonte de luz por meio século. século. Nas refinarias russas, por exemplo, as frações mais leves formadas durante a destilação eram tratadas como resíduos: eram queimadas em valas ou despejadas em reservatórios. No entanto, o desenvolvimento intensivo do transporte rodoviário tem colocado outros acentos. Se nos EUA em 1913 havia 1 milhão e 250 mil carros, então em 1917 - cerca de 5 milhões, em 1918 - 6 milhões e em 25 - já 1922 milhões. A gasolina, que no século 12 encontrou muito pouco uso e foi quase um desperdício desnecessário, tornou-se gradualmente o principal objetivo da destilação. De 1900 a 1912, o consumo mundial de gasolina aumentou 115 vezes. Enquanto isso, durante a destilação do petróleo mesmo rico em frações leves, a gasolina representou apenas cerca de 1/5 da produção total. Surgiu então a ideia de submeter as frações pesadas liberadas após a destilação primária ao craqueamento e, assim, obter delas frações mais leves de gasolina. Logo descobriu-se que não apenas frações pesadas (óleo diesel ou óleo combustível), mas também o petróleo bruto podem servir como matéria-prima para o craqueamento. Descobriu-se também que a gasolina craqueada é superior em qualidade à obtida pela destilação convencional, pois contém hidrocarbonetos que queimam suavemente nos cilindros do motor sem explosões (detonação). Um motor que funciona com essa gasolina não bate e dura mais. No craqueamento líquido, os principais pontos que determinam a essência de todo o processo são: a temperatura e o tempo em que o produto está sob a influência dessa temperatura. O petróleo começa a se decompor já a 200 graus. Além disso, quanto maior a temperatura, mais intensa é a decomposição. Da mesma forma, quanto mais tempo dura o craqueamento, maior o rendimento de frações leves. No entanto, a uma temperatura muito alta e um longo tempo de craqueamento, o processo não ocorre como necessário - as moléculas não são divididas em partes iguais, mas são esmagadas para que, por um lado, sejam obtidas frações muito leves e por outro, muito pesado. Ou, em geral, há uma decomposição completa de hidrocarbonetos em hidrogênio e carbono (coque), o que, obviamente, é muito indesejável. As condições ideais para o craqueamento, proporcionando o maior rendimento de frações leves de gasolina, foram encontradas no início do século 1890 pelo químico inglês Barton. Em 1913, Barton estava envolvido na destilação sob pressão de óleos pesados russos (óleo combustível) na Inglaterra para obter querosene deles, e em 1916 ele tirou uma patente americana para o primeiro método de produção de gasolina a partir de frações pesadas de petróleo. Pela primeira vez, o processo de craqueamento de acordo com o método de Barton em condições industriais foi realizado em 1920 e, em 800, mais de XNUMX de suas unidades estavam em produção. A temperatura mais favorável para rachaduras é de 425-475 graus. No entanto, se o petróleo bruto for simplesmente aquecido a uma temperatura tão alta, a maior parte evaporará. O craqueamento de produtos no estado de vapor era um pouco difícil, então o objetivo de Barton era evitar que o óleo evaporasse. Mas como alcançar tal estado que, quando aquecido, o óleo não ferva? Isso é possível se todo o processo for realizado sob alta pressão. Sabe-se que sob alta pressão qualquer líquido ferve a uma temperatura maior do que em condições normais, e esta temperatura é tanto maior quanto maior a pressão.
A instalação teve o seguinte dispositivo. A caldeira pressurizada (1) foi colocada acima de uma fornalha (1a) equipada com um tubo de fogo (4). A caldeira era feita de ferro bom e forte com uma espessura de parede de cerca de 2 cm e foi cuidadosamente rebitada. Uma tubulação ascendente (5) conduzia a um refrigerador de água (6), de onde uma tubulação (7) conduzia a um tanque coletor (8). Após a passagem do produto craquelado pelo aparelho de contagem de líquidos (10), o tubo (9) localizado no fundo deste tanque ramificou-se em dois tubos laterais (10a e 10b). Cada tubo lateral foi fornecido com uma válvula de controle; um deles levava ao cano 11 e o outro ao cano 12. No início do craqueamento, a caldeira (1) foi abastecida com óleo combustível. Devido ao calor do forno (1a), o conteúdo da caldeira aqueceu lentamente até aproximadamente 130 graus. Ao mesmo tempo, os restos da água contida nele evaporaram do óleo combustível. Condensada no refrigerador (6), a água escoava então para o reservatório (8), de onde descia pela tubulação (21) para a vala (22). Ao mesmo tempo, ar e outros gases escaparam do óleo combustível. Eles também passaram pelo resfriador para o tanque (8) e através do tubo (14a) foram descarregados na tubulação (16). Depois que o óleo combustível se livrou da água, do ar e dos gases dissolvidos nele, ele estava pronto para o craqueamento. A fornalha foi reforçada e a temperatura na caldeira aumentou lentamente para 345 graus. Ao mesmo tempo, começou a evaporação de hidrocarbonetos leves, que mesmo na geladeira permaneceram em estado gasoso. Eles caíram no tanque (8) e depois através do tubo 14a (cuja torneira de saída estava fechada) na tubulação (17), tubo (14) e de volta no tanque (8). Como essas frações gasosas leves não encontraram saída, a pressão dentro da planta começou a aumentar. Quando atingiu 5 atm, os hidrocarbonetos leves não puderam mais escapar da caldeira principal. Esses gases comprimidos mantinham a mesma pressão na caldeira (1), resfriador (6) e reservatório (8). Enquanto isso, sob a influência da alta temperatura, ocorreu o processo de cisão de hidrocarbonetos pesados, que se transformaram em mais leves, ou seja, em gasolina. A uma temperatura de cerca de 250 graus, eles evaporaram, caíram na geladeira e condensaram aqui. Do refrigerador, a gasolina fluiu para o tanque (8) e através do tubo 9 e, em seguida, 11 ou 12 entraram em caldeiras seladas especiais. Aqui, sob pressão reduzida, hidrocarbonetos gasosos leves dissolvidos nele evaporaram da gasolina. Esses gases foram gradualmente removidos das caldeiras e a gasolina bruta resultante foi despejada em tanques especiais. À medida que as frações leves evaporavam com o aumento da temperatura, o conteúdo da caldeira (1) tornava-se cada vez mais resistente ao calor. O trabalho foi interrompido assim que mais da metade de seu conteúdo foi convertido em gasolina e passou pela geladeira. (Esse valor foi fácil de calcular graças ao medidor de líquido (10).) Em seguida, a conexão com a tubulação (17) foi interrompida e a válvula da tubulação (14a), conectada ao compressor, foi aberta e o gás escapou lentamente para o compressor de baixa pressão (simultaneamente, a tubulação foi fechada ( 9), interrompendo a conexão da instalação com a gasolina recebida). A fornalha foi apagada e, quando o conteúdo da caldeira (1) esfriou, foi drenado. Em seguida, a caldeira foi limpa de depósitos de coque e preparada para a próxima partida.
O método de craqueamento desenvolvido por Barton marcou o início de uma nova etapa na indústria de refino de petróleo. Graças a ele, foi possível aumentar várias vezes o rendimento de produtos petrolíferos valiosos como gasolina e hidrocarbonetos aromáticos. Autor: Ryzhov K.V.
▪ Veículos de combustível alternativo
Couro artificial para emulação de toque
15.04.2024 Areia para gatos Petgugu Global
15.04.2024 A atratividade de homens atenciosos
14.04.2024
▪ Processadores de núcleo duplo ▪ Gravador de DVD+R/+RW de disco rígido ▪ Nova lente da lâmpada de rua LED 2х6 ▪ LPS33HW - sensor de pressão à prova de água ▪ Capacete de realidade virtual Alcatel Vision
▪ seção do site Estabilizadores de tensão. Seleção de artigos ▪ artigo Velomóvel de três rodas. transporte pessoal ▪ artigo O princípio de funcionamento da AON. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Comentários sobre o artigo: Anatoly A destilação de óleo em alambiques de destilação de óleo de ação periódica foi iniciada pelos irmãos Nobel em Baku, que foram aprimoradas por Inchik, Tavrizov e Dmitry Mendeleev. Então, em 1885, VG Shukhov e F. A. Inchik desenvolveram um novo método de destilação contínua em baterias de destilação com coluna de destilação (esse esquema é erroneamente indicado como craqueamento de óleo). Em nenhum lugar e nunca o óleo foi submetido a rachaduras. Em 1891, V. G. Shukhov, juntamente com S. P. Gavrilov, patenteou um esquema de craqueamento térmico não de petróleo, mas de derivados de petróleo (patente nº 12926 de 27 de novembro de 1891). Esta é a invenção mais engenhosa de Shukhov, que foi interceptada pelos americanos e que ainda está trabalhando para eles. Resíduos pesados, destilados leves e gás são submetidos ao craqueamento, que são combinados na CÂMARA DE REAÇÃO REMOTA, onde ocorrem profundas transformações de matérias-primas pesadas devido aos produtos do craqueamento de destilados leves e pirólise de gases. O gás e a gasolina desta planta única têm um alto rendimento de hidrocarbonetos insaturados, incluindo hidrocarbonetos dieno, que são matérias-primas petroquímicas. O resíduo craqueado vai para destilação a vácuo, óleo diesel - para hidrotratamento. Os Estados Unidos escondem cuidadosamente o esquema de um processo simples e barato e, de todas as formas possíveis, anunciam o craqueamento catalítico e o hidrocraqueamento, que são significativamente superiores ao craqueamento Shukhov tanto em custos operacionais quanto especialmente em custos de capital. E o primitivo VISBREKING, introduzido artificialmente no esquema de nossas refinarias, com altos custos operacionais devido à baixa quilometragem e alta formação de coque, parece completamente humilhante.
Página principal | Biblioteca | Artigos | Mapa do Site | Revisões do site
www.diagrama.com.ua |
Recomendamos artigos interessantes seção 
Veja outros artigos seção 
Últimas notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica:
Todos os idiomas desta página