Шпор билет бойынша


15-билет
1.Органикалық қосылыстардың жіктелуі.
Органикалық қосылыстар құрылымына қарай ашық тізбекті (алифаттық қатар немесе май қатары) және циклдік қосылыстарға жіктеледі.
Кейінгілердің өзі карбоциклдік және гетероциклдік қосылыстар болып екі топқа бөлінеді.Карбоциклдік қосылыстар өз алдына алициклдік және ароматтық болып екі қатарға бөлінеді.Ароматтық қатарға бензол және оның туындылары, сол сияқты көп бензол сақиналы қосылыстар да жатады, айталық нафталин, антрацен және т.б.Бірнеше мыңдаған органикалық қосылыстарды үлкен екі топқа бөліп қарастырған ыңғайлы:Молекуласының құрамында тұйық тізбегі жоқ ациклді заттар.Құрамында тұйық тізбегі бар циклді органикалық қосылыстар.Ациклді заттардың молекуласын құрастырып тұратын көміртегі атомдары кеңістіктік бір түзудің бойында немесе алуан түрлі тармақталып орналасуы мүмкін. Алайда, олар бір-бірімен ешуақытта тұйық тізбек түзбейді.Органикалық заттардың молекуладағы көміртегі қаңқасының орналасуына қарай екі топқа бөледі.а) қаныққан көмірсутектері; б) қанықпаған көмірсутектері.
Циклді органикалық заттар да екі топқа бөлінеді: 1.карбоциклді қосылыстар; 2.гетероциклді қосылыстар.
Өз кезегінде карбоциклді органикалық қосылыстардың өзі екі топшаға бөлінеді:а) алициклді қосылыстар ә) ароматты қосылыстар (арендер) деп бөлінеді.Алициклді қосылыстардың молекулалық құрылысында циклдер (тұйық тізбек) болғанымен, олардың физикалық және химиялық қасиеттері ациклді заттардың қасиеттеріне өте ұқсас.Карбоциклді заттардың да екі түрі бар: қаныққан карбоциклдер және қанықпаған карбоциклдер.Органикалық қосылыстардың, оның ішінде алифатты қатардағы қосылыстардың жіктелуінің бір түрі ол олардың құрамындағы функциональды топтардың табиғатына байланысты жіктелуі. Белгілі кластарға жататын заттардың химиялық қасиеттерін құрамындағы функциональдық топ анықтайды.
Функциональ
дық топ Қосылыстардың аты Қарапайым өкілдері
Аталуы формуласы
Галоген Галогентуындылар йодты метил CH3J
Гидроксил
-ОН Спирттер метил спирті CH3OH
Фенолдар Фенол C6H5OH
Карбонил
=С=О Альдегидтер сірке альдегиді CH3- COH
Кетондар Ацетон CH3-CO-CH3
Карбоксил
- СООН Карбон қышқылдары сірке қышқылы CH3COOH
Нитротоп
- NO2 Нитроқосылыстар Нитрометан CH3NO2
Аминотоп
-NH2 Аминдер Этиламин CH3-CH2-NH2
Меркаптан тобы
- SH Меркаптандар
(тиоспирттер) метилмеркаптан,
метантиол CH3SH
Сульфотоп
- SO3H Сульфоқышқылдар метансульфо-
қышқылы CH3SO3H
Егер органикалық қосылыстың молекуласында бірдей бірнеше функционалды топтар болса, ондай молекуланы полифункциональдық деп, әртүрлі функциональдық топтар болса гетерофункциональдық деп атайды.Органикалық химияда өте маңызды жайт – гомолықтық қатар туралы түсінік. Химиялық қасиеттері ұқсас, бір-бірінен бір немесе бірнеше СН2 топқа айырмашылығы бар қатарды гомолықтық деп атайды. Мысал, метан СН4 және этан С2Н4, метил спирті СН3ОН және пропил спирті С3Н7ОН өзара гомолықтар. Сонымен гомолықтық қатарға функционалдық топтары бірдей тек көмірсутек радикалдарының шамасы әртүрлі қосылыстар жатады.
1.Массаалмасу аппараттары. Насадкалы ректификациялық колонна және оның негізгі элементтері. Насадкалардың түрлері.
Насадкалы колонналар. Конструкциясы қарапайым насадкалы ректификациялық колонна цилиндрлі тік аппараттан тұрады, белгілі өлшемді инертті материалдан тұратын насадкалармен толтырылған.
Насадка сұйықтық пен бу ағынының жанасу бетін үлкейту және олардың араласуын жақсарту үшін пайдаланылады. Насадкалы колонналарда фазалар арасындағы жанасу мен масса алмасу насадка толтырылған аппараттың барлық учаскелерінде үздіксіз жүріп отырады. Насадкалы аппараттың табақшалы аппараттан айырмашылығы осыда.
Насадкалы колоннада іс-жүзінде сұйықтық аппараттың барлық көлденең қималары бойынша біркелкі таралуы мүмкін емес. Әсіресе колонна диаметрінің өлшемі үлкен болған жағдайда сұйықтық әркелкі таралады. Фазалар жанасуы жеткіліксіз болуы себебінен нақты бөліну қиын жүреді.
Қазір ректификациялық насадкаларды сирек қолданады, оларды табақшалы колонналарға ауыстырды. Табақшалы колонналар абсорбция, экстракция, т.б. процестерінде жиі пайдаланылады. Бірақ қоспаның бөлінуі көп табақша санын қажет ететін жағдайда, насадкалы ректификациялық колонналар пайдалану тиімдірек. Практикада бір немесе екі табақшасы-насадкалы болып келген табақшалы ректификациялық колонналар кездеседі. Мұндай насадкалы табақшалар отбойниктің қызметін атқарады, бірақ олардың да бетінде ректификация жүреді.
Насадкалы колонналардың жұмысының сапалығы олардың аз гидравликалық кедергісіне байланысты. Осының арқасында вакуумда қайнау температурасы жоғары сұйықтықтың ректификациясына жақсы жағдай туындайды.
V-2 суретте гудроннан дистиллятты цилиндрлі май алу үшін жоғары вакуумды қондырғының насадкалы ректификациялық колоннасының сызбасы корсетілген. Колонна- тік цилиндрлі аппарат, жоғарғы және төменгі эллиптикалық түптері бар, биіктігі бойынша ішкі құралдармен бірнеше секцияға бөлінген.
2 арнайы шашыратқыштармен жабдықталған 1 құбырлы коллектор арқылы алдын-ала белгілі температураға дейін қыздырылған шикізат су буымен қоса колоннаға жіберіледі. Коллекторлар және шашыратұыштар колоннаның бүкіл көлденең қимасы бойынша бірдей және бір қалыпты күш түсіру үшін арналған.
3 Насадкалардың бірінші қабатының биіктігі 0,75-1,20м, шикізат пен су буының кіретін жерінің жоғарғы жағында орналасқан, фазалардың жанасуы және жоғарыға бағытталатын (сұйықтық) шикізат ағынынан колоннаның төменгі бөлігіне түсетін ауыр сұйыұтық тамшыларын бөлу үшін, яғни отбойник қызметін атқарады.
Бірнеше 5 өтпелі құбырлармен жабдықталған 4 жинағыш табақшадағы 3 және 6 насадкалы қабаттарында ректификация нәтижесінде пайда болған мақсатты май дистиллятының конденсацияланған булары сораппен айдалады.
Мұнай өнімдерінің жеңіл булары су буларымен бірге жоғары көтеріліп, 7және 8 насадкалар қабатынан өтеді. 9 табақшадан алынатын сұйықтық жылуалмастырғыштар және тоңазытқыштарда суытылып, сораппен қайтадан колоннаға 11бүріккіш арқылы беріледі. Бүрку көлемін өзгертіп, колоннаның жоғарғы жағының температуралық режимін реттейді және жоғары қайнайтын компоненттердің колоннадан шығуын болдырмайды. Конденсацияланған жеңіл компоненттердің бір бөлігі 9 жинағыш табақшадан дайын дистиллят түрінде айдалынып, қалған бөлігі одан төмен ағып кетеді. Конденсацияланбаған булар колоннаның жоғарғы бөлігіндегі 12 шлем құбыры арқылы барометрлік конденсаторға түседі, онда олар жартылай конденсацияланады, ал жартылай вакуумтүшуші құралдармен сорылады. Колоннаның түбінен айдаудың қалдығы (гудрон) сораппен резервуарға жіберіледі.
Насадкалы колонналардың диаметрін анықтауда әдетте булардың колонна бойынша және насадка каналында рұқсат етілген жылдамдықтарын жетекке алады. Булардың жылдамдығы сұйықтың насадкамен ақпайтын кезегі жылдамдығынан төмен болуы және сұйық насадка астынан үстіне қозғалатын бу ағынының күшімен жұту режимін түзіп, ысырылуы керек.
Жұту режимі булардың қозғалысына кедергі жасайды, яғни қысым пайда болады. Сондықтан берілген өнімділікте колонна диаметрі- булардың жылдамдығы сұйық және бу фазалардың үздіксіз қарама- қарсы ағымын бұзбайтындай болуы қажет.
Бірақ булардың тым төмен жылдамдығы жақсы масса алмасуды қамтамасыз етпейді. Колоннаның өнімділігін кемітсе, ректификация процесінің тиімділігі бірден төмендейді.
Сөйтіп насадкалы колоннаның ең жақсы жұмыс режимі болып- жұтудан кейінгі режимі саналады.
Бұл режим «іліну» режимі деп аталады. Іліну режимінде сұйықтықтың төменгі қозғалысы газ ағынының әсерінен тежеледі, содан газ сұйықтық арқылы барботирлей бастайды. Режим басына сәйкес келетін бу жылдамдығы-бу мен сұйықтық тығыздығына, насадка диаметріне тағы басқа байланысты эмпирикалық формула арқылы анықталады. Белгіленген будың (газдың) оптимальды жылдамдығы бойынша колоннаның көлденең қимасының диаметрін табады, (бос қима) насадка мен онымен ағатын сұйықтықтан бос қима кішкентай болатынын ескеру керек.
Іс жүзінде «іліну» және «жұту» режимдерін насадканың үстіңгі және астынғы қысымдарын салыстырумен бірге анықтайды.
Масса алмасу интенсивтілігі және қозғалушы бу ағыны мен сұйықтық кедергісі қолданылатын насадкаға байланысты. Насадка биіктігі мен оның элементтерінің өлшемдерін тәжірибелік мәліметтерден алып тағайындайды. Кішкентай өлшемді және күрделі конфигурациялы насадкалар үлкен жанасу бетін түзеді, бірақ жоғарғы кедергі түзеді. Сонымен, насадка таңдағанда, майда насадканың беріктігі төмен болатынын және қатты қалдықтармен (кокс, т.б.) бітелуін білу керек.
Ректификациялық колоннада керамикалық 50X50 X8; 80 X80 X8;
100 X100 X10 өлшемді насадкалар жеткілікті беріктік және коррозияға, эррозияға тұрақтылық көрсететіні белгілі.
Насадкаларды перфорирленген, металл және пластинкалық торлардан тұратын табақшада қондырылған колосникалық торға тәртіпсіз орналастырады. Колосниктер берік және ұзақ мерзімді болу керек.
Насадкалы колонналар қолданылуы күрделі емес. Оптимальды температуралық режим, бу жылдамдығын ұстап тұру қажет, сонымен қатар насадкалардың әсіресе шикізат енгізердегі насадка қабатының кокстенбеуін қамтамасыз ету керек. Жөндеу кезінде кокстелген насадканы колоннадан шығарып, жаңасына ауыстырады. Бұл өте қиын операция, сондықтан насадканың жұмыс қабілеттілігін ұзаққа жеткізуге тырысады.
1.Парафиндер. Жалпы сипаттамасы. Төменгі және жоғарғы парафиндер. Төменгі парафиндердің бөліну технологиясы.
Органикалық синтез үшін техникалық маңызды қаныққан көмірсутектерді екі топқа бөлуге болады: төменгі парафиндер (от С1 до С5), индивидуалды түрде алынатын; жоғары парафиндер (примерно от С10 до С40) олар сұйық немесе көміртек саны әртүрлі гомологты қатты қоспасы болады.
Төменгі парафиндер. Метаннан бутанға дейінгі парафинді көмірсутектер қ.ж. газды заттар, пентан төмен қайнайтын сұйықтық. Метан қиын сығылатын газға жатады, ал қалғандары қысым астында суытқанда конденцацияланады. Бутан мен изобутанның, сонымен қатар н/пентанмен изопентанның қайнау температуралары айырмашылығы жоғары, бұл изомерлерді ректификациямен айыруға мүмкіндік береді.
Төменгі парафиндер суда ж/е полярлы сұйықтықтарда ерімейді (в низших спиртах, кетонах, альдегидах), бірақ басқа көмірсутектермен ж/е қатты адсорбенттермен (активным углем) сіңіріледі. Парафиндердің ММ артқан сайын олардың сорбциялық қабілеті артады, бұл С1 С2, С3 и С4 парафиндерін абсорбция ж/е адсорбция көмегімен бөлуге мүмкіндік береді.
Төменгі парфиндерден орг синтез үшін жиі метан н ж/е изобутан, изопентан қолданады, ал этан мен пропан сирек қолд.
Жоғары парафиндер. Орг синтез үшін бастапқы заттар ретінде практикалық маңызы бар көміртек атомы тура тізбекті жоғары парафиндер. Олардың С16 дейінгі өкілдері комнаталық температурада сұйық, ал одан жоғарысы қатты, олардың балқу температурасы көміртек атомы тізбегі өсумен өседі. н/парафиндердің балқу температурасы сәйкес сұйытылған изомерлерінен жоғары, олар суытқанда кристалданады. н/парафиндердің басқа ерекшелігі карбамидпен кристалды аддукт бере алуы, на 10 атомов С приходится примерно 8 молекул (NH2)2СО. Өзінің тура тізбекті құрылысына байланысты н/парафиндер цеолиттердің кіші тесіктеріне кіріп сорбциялана алады. Барлық бұл қасиеттері н/парафиндерді басқа көміртекті қоспаларынан бөлуге мүмкіндік береді.
Төмен парафиндерді бөлу.Төменгі парафиндердің негізгі көзі табиғи ж/е ілеспе газ, газоконденсат кенорнының газы, с/қ сутек қатысында мұнай өнімдерін өңдейтін (например, риформинг) мұнай зауыттарының газы.
Табиға газдар д/з таза газ кенорындарынан алынатын газдар. Кейде олар көп мөлшерде диоксида углерода, азота, гелия болады. Газконденсат орындарына жоғары қысым тән, ол төмендегенде сеперация болып ж/е газ бен сұйық конденсат бөлінеді.
Ілеспе д/з мұнай кенорындарынан мұнай өндіргенде бөлінетін газды айтады. Оның бір жартысы сеператорда бөлінсе, қалғаны мұнайда еріген түрде қалып ж/е тұрақтандыруда, яғни ұшқыш компоненттерді айдауда бөлінеді.
Табиғи газды тек метан алуда қолдану тиімді. Оған газоконденсат газдары да құрамы жағынан жақын. Ал ілеспе газдар С3—С5 парафиндеріне алуда маңызды.
Газофракционирующие установки. Ілеспе газдарды бөлу үшін абсорбции, адсорбции, конденсации и ректификация қолд болады. Ең кең қолданыс тапқан ректификация, онда қиын конденсацияланатын газды бөлуге тек жоғары қысымды ғана емес (2—4 МПа), с/қ терең суыту, мыс пропанды суық циклді қолд болады. Этанның ж/е особенно метанның басқа көмірсутектерін бөлуде төмен температуралы ректификацияны тым терең ж/е қымбат суытуды болдырмас үшін абсорбциямен комбинирлейді.
На комбинатах, базирующихся на переработке попутного газа, разделение его осуществляют на газофракционирующих (ГФУ) или центральных газофракционирующих установках (ЦГФУ). Они работают по разным схемам с числом колонн 5—10 и суммарным количеством в них тарелок от 400 до 700. При этом предусматривается выделение достаточно чистых фракций н- и изобутана, н- и изопентана, в то время как низшие углеводороды могут выпускаться в виде смеси (сухой газ) или фракций С1 и С2 с разным содержанием других углеводородов.
Одна из эффективных схем разделения углеводородов С1—С5 (кроме стадий очистки от механических и кислых примесей) изображена на рис. 2. Попутный газ сжимают в компрессоре 1 и после охлаждения водой направляют в ректификационную колонну 2, в которой углеводороды С1—С3 отделяют от высших. В зависимости от применяемого давления и содержания в газе фракций С1 и С2 для создания флегмы в дефлегматоре 3 используют в качестве хладагента воду или кипящий пропан из холодильного цикла. Легкая фракция подвергается ректификации в колонне 5, в которой флегма получается за счет охлаждения кипящим пропаном из холодильного цикла. Верхним продуктом этой колонны является сухой газ, а в кубе остается жидкий пропан.
Тяжелая фракция углеводородов С4—С6 из куба колонны 2 дросселируется до давления 0,8 МПа, и в ректификационной колонне 6 из нее отгоняют фракцию С4, которую подвергают ректификации в колонне 7, получая фракции н- и изобутана с содержанием основных продуктов 98% (масс.).
Кубовая жидкость колонны 6 дросселируется до давления 0,3 МПа и поступает на дальнейшую ректификацию в колонну 8, где углеводороды С5 отделяются от высших, остающихся в кубе. В ректификационной колонне 9 фракция С5 делится на изопентан и н-пентан, которые содержат 97—98 °/о основного вещества. Ввиду малой разности температур кипения изомеров пентана и бутана колонны для их разделения имеют по 100— 180 тарелок и работают при большом флегмовом числе.
Метан и этан, содержащиеся в сухом газе, можно разделить низкотемпературной ректификацией, при которой флегма создается путем охлаждения жидким пропаном и этаном при давлении 4,0—4,5 МПа. Кроме того, природный газ, содержащий 96—97 % СН4, может непосредственно применяться в качестве технического метана.
1.Мұнайды ұңғылар басында тасымалдауға және өңдеуге дайындау. Мұнайларды сусыздандыру және тұзсыздандыру процестерінің теориялық негіздері мен технологиясы.
Жер қойнауынан жер бетіне шыққан мұнайдын құрамында ілеспе газ(50-100 м³/т),су(200-300кг/т), минералды тұздар(10-15кг/т), механикалық қоспалар болады. Оны тасымалдау және өңдеуге беріу алдында газдардан, механикалық қоспалардан,судын және тұздын негізгі бөлігінен тазарту қажет. Шикі мұнайды кен орында жинау мен тасымалдаудың әр түрлі желілері бар, олар мұнай мен газдың ауысу жағыдайында және мұнайдан газды бөлу әдісіне байланысты. Соңғы кездерге дейін көп кен орындарында санылауы бар екі құбырлы өздігінен ағатын желілер қолданылып келеді.
Екі құбырлы деп аталуының себебі, мұнай мен газ төтел ағуына орналасқан сеператорларда бөлінеді де екі дара құбырлармен орталық пункітіне жіберіледі,ал өздігінен ағушы деудің себебі мұнай төтел аузынан жинау пункітіне дейін геодезиялық белгілердің айырмашылығының,яғыни төтел аузының белгісінің қондырғының белгісінен жоғары орналасуы есебінен қозғалады. Мұнай газ және су 1 төтелден 2 жеке өлшеу төтелге жақын орналасұан қондырғысына (жөқ) тұседі.

1-төтел; 2-жеке өлшеу қондырғысы(жөқ); 3-газ желісі; 4-өздігінен ағызып шығаратын желі; 5-жинау пункітінің резервуар бөліктері; 6,15,18-сораптар; 7-жинау коллекторы;8-шикызат резервуарлары; 9-мұнайды дайындау қондырғысы(мдқ); 10-компрессор стансасы; 11-газ өңдеу зауыты(газ); 12-топтық өлшеу қондырғыдары(төқ); 13-мұнайды,газды және снды жинау коллекторы; 14-сығушы сорап стансасы; 16-магистрлды мұнай желісі; 17-суды тазалау қондырғысы; 19,21-бергіштер; 20-жиынды сорап стансасы; 22-қысушы төтелер; 23-“рубин”автоматтандырлған қондырғы; 24-дайындалған мұнайдың тауарлы өнімге арналған резервуарлар.
1.1 сурет - Мұнай кең орындарында мұнайды, газды және суды жинаудың өздігінен ағатын(а)және санлаулаусыз(б)желілері
ЖӨҚ-да газдан мұнайды және суды бөледі.оларды 4 өздігінен ағатын жолмне 5 толық бекітілмеген бөлімдік резервуарға жіберіледі. 5 резервуардан 6 насостармен мұнай 7 каллектормен 9 мұнайды дайындау қондырғысына жіберіледі, ал су тұндырғыштардан кейін канализацсияаға жіберіледі.егер жер беті мұмкіндік берсе, онда 6 сорапты салмайды, ал 7 коллектор оздігінен ағатын құбыр желісі болып саналады. ЖӨҚ бөлінген газды газөңдеу зауытына (ГӨЗ) береді.
Одан шикі мұнай төтелден әуелі сеператорға(трапқа) түседі,одан кейін мұнай 2 өлшеуішке тұсетіні көрініп тұр. Егер жер таулы болса, онда 2 өлшеуіш жер бетіне орналастырылады . көтерінкі жер мұнайдыңбөлімшелік жиналу нуктесіне өзіндік қозғалуына жағыдай жасауға қажет.
Мұнайды жинаудың өзіндік желісінің көптеген кемшіліктері бар: сұйық ағын қозғалысының жылдамдығының аздығынан механикалық қоспалардың, тұздардың, парафиндердің түнбаға тұсуі орын алады:өлшеуіштер менрезервуардың ашық болуынан жалпы мұнай көлеміне есептегенде 3%ке дейін жететінң газдың және жеңіл фракуиалардың жоғалуы орын алады . бұл желілерді автоматизацияалау қиын және оларды жұмыс істеуге көп адам қолы қажет .
Жаңа мұнай кен орындарында мұнайды, газды және суды жинаудын әр тұрлі толық белгіленген жоғары қысымды желілер пайдалалынады. Жинау желісінің технологиалық схемасы кен орынының мөлшері және формасымен, жердің рельефімен, мұнайдын физика-химиялық қасиеттерімен анықталады. 2б суретте сондай көптеген кен орындарына тәң, желілердің біреуі келтірілген .

1 - сеператор (трап), 2 - өлшеуіш, 3 - (бақлауыш орын); I - төтел, II - ГӨЗ-на берілетін газ, III - жинау пункітіне берілетін мұнай.
1.2 сурет - Жеке өлшеу қондырғысы
Шикі мұнай 1 төтел аузынаң өзінің қысымымен сыртқа тебу желісімен ұзындығы 1-3 км 12 топтық өлшеу қондырғыларына (ТӨҚ) беріледі. Бұл (ТӨҚ ) мұнай газының сүйықтан бөлінуі жұреді және алынған өнімдержің мөлшерін автоматикалық жолмен өлшенеді. Одан кейін газ қайтадан сумен және мұнаймен қосады қоспада км ұзындықты 13 коллектормен 14 қосымша қысатын сорап стансасына құрмында газды мұнайдан айратынбірінші дәрәжелі сеператорлы бар ауысады. сеператорлардан газ өзіндік қысыммен 11 ГӨЗ тұседі, ал газдан айырылған мұнайдың аз бөлігі 9 мұнайды дайындау қондырғасына (МДҚ) беріледі. МДҚ – ында газды мұнайдан екінші және үшінші дәрежеде сепарауиялау, мұнайды тұздан және судан тазарту жұреді. Газды МДҚ – нан ГӨЗ – на береді, ал суды – 17 судан тазарту қондырғасына. тазаланған суды 20 жиынтық сорап стансасының сораптарымен 22 басына төтелдері арқылы қабатқа жіберіледі .
МДҚ – судан және тұздан тазаланған мұнайды толық бекітілген резервуарларға, ал одан кейін 6 сораптармен – мұнайдын сапасымен мөлшерін бағалайды, автоматизацияаланған 23 “Рубин” қондырғысына береді. Мұнайды “Рубин” қондырғысынан 24 тауар резервуарларына береді, олардан сораптармен мұнайды магистралды мұнай құбырына, мұнайды өңдеу зауыттарына тасымалдайды, жібереді. Егерде “Рубин” қондырғасында мұнай сапасы стандартқа сәйкес келмесе, онда оны МДҚ қайта жөнелтіледі. толық бекіту көмегімен мұнайдын жеңіл фракцияаларының жоғалуын болдырмайды, мұнайды тасымалдаудың кен орының барлық аумағы бойынша төтел аузындағы қысым есебінен мұмкіндік жасалады.
Мұнайды тұрақтандыру жер қойнауынан шығатын мұнай құрасында C1-C4 жеңіл көмір- сутектерінің мөлшері едауыр көп болады. Осы көмірсутектердің едауыр көп бөлігі мұнайды сақтағанда және тасымалдағанда жоғалуы мұмкін.газдардың сонымен бірге жеңіл фракцияаларыныңжоғалуын болдырмау, қоршаған ортаны ластамау үшін, мұнайдан мұмкіндігі болғанда, мұнай өңдеу зауытына жіберу алдында C1-C4 көмірсутектерді бөләп алу қажет. Мұнайдан жеңіл көмір сутектерді және мұнай фракцияаларын бөлу процесін тұрақтандыру деп атайды.
Тианақты жағыдайда алынатың өнімдерге қойылатынталапқа байланысты мұнайды тұрақтандыруды сеперация және ректификация процестерін қолданып жұргізеді. Сеперация дегеніміз жеңіл фракцияалардың төменгі қысмда бір және бір неше буландырумен алу процесі сеперацияның жеке өлшеу қондырғысында, сығып тұсуші сорап стансаларында іске асатыны туындайды. сепарацияаны қолданумен мұрақтандырған мұнайда 1,5-2,0% дейін C1-C4 көмір сутектері қалады. Жеңіл көмір сутектерді оңай бөлу үшін мұнайды арнайы тұрақтандыру қондырғасына, құрамында ректификациялаушы калоннасы бар, бағыттайды. Бұл қондырғылары болып: а) тұрақтанған мұнай; б) газ конденсаты, арталық газ фракцияалаушы қондырғысына (ОГФҚ) болып саналады. ОГФҚ өте ірі мұнай химия комбинаттар құрмына кіреді және және бірнеше тұраұтандыру қондырғыларының газ конлденсаттарын жеке көмір сутектерін бөлуге арналған.
Өте ірі мұнай кен орындарында мұнайды комплекті дайындау, судан және тұздан тазарту және мұнайды тұрақтандыру процестері құрасына кіретінқондырғылары жұмыс істейді.
Өңдеуге тұсетін мұнай құрамында судың және тұздың болуы МӨЗ-ның жұмысына көп зияан келтіреді.судың мөлшері көп болса, мұнай айдау қондырғысының аппараттарында қысымын көтереді, олардың қуаты кемиді. Суды қыздыруға және буландыруға артық жылу шығыны орын алады. Сулармен бірге болуы ондағы тұзды ерітіп, гидролиз реакциясын күшейтіп аппараттардың корозиясың ұдетеді.
Одан да күшті теріс әсер тұздар, отың ішінде хлоридттер етеді.
Пен пештің құбырларының қабырғаларына отырады, бұның татижесінде құбырларды жиі ауыструға тура келеді, жылу алмастру коффициентін үдетеді.
Хлорлы натыри іс жұзінде гидролизденьейді. Хлорлы кальций HCl тұзын 1O%-ке дейін гидролизге тұсуі мұмкін.хлорлы магний 90% гидролизденеді, яағыни бұл процес төмен температурада жұреді. Сондықтан тұздар мұнай өңдеу аппараттарыныңкорозияға Ұшрауының негізгі себебі болуы мұмкін. Хлорлы магний гидролизі:
MgCl + H2O ↔ Mg(OH)Cl + HCl
Мұнайдағы бар судың әсерімен және хлорлы магынидің өзінің кристалды суының әсерімен жұмкін. Аппараттардың гидролиз өнімдерімен бұзлуы жоғары температура аймақтарында (пеш құбырларында,буланғыштарда, ректификацияалау колонналарда) және төмен температурада істейтін аппараттарда да конденсаторлар және тоназытқыштар) орын алады. Кейбір тұздар қалдық өңімдерде(мазутта және гудронда), олардың сапасын төмендетеді.
Мұнайды айдау кезінде кұкіртті қосылыстар ыдырап, кұкіртті сутегі тұзіледі. Ол(әсіресе хлорлы сутегімен бірге) аппараттардың корозиясының кұшті себепшісі болады. Кұкіртті сутегі су болса және жоғары тепературада аппараттардың металдармен реакцияға түсіп, күкіртті темір түзеді:
Fe+H2S→FeS+H2
FеS тұратын қорғау қабаты металл бетін аздап болса да одан арғы коррозиядан қорғайды,бірақ хлоридтің гидролизінен үзілген хлорлы сутегі болған жағдайда, FеS тұратын қорғау қабаты онымен реакцияға түсіп бүзылады:
FeS+2HCl→FeCl2+H2S
EQ Хлорлы темір су ерітіндісіне өтеді де бөлінген күкіртті сутегі темірмен қайтадан реакцияа түседі.
Мұнаймен бірге өндірілетін судың минералдығын немесе тұздығын 1л суды буландырғаннан кейінқалатын құрғақ заттар мөлшерімен өлшейді. Мұнайлар тұздығы 1л шикі затқа келетін милиграммен алынған хлоридтер мөлшерімен анықталынады жәнпе оның мөлшері жерасты суының минералдану дәрежесі мен мұнайдағы мөлшеріне байланысты. Мұнай өңдеу зауытына жіберілетін мұнайды түздар мөлшері 50мг/л көп емес, ал айдауға берілетін мұнайда – 5мг/ - көп емес болуы қажет.
Сондықтан, мұнайды өңдеуге жіберу түздарды бөлуді бірінші кезеңінде кен орнындағы дайындау қондырғыларында іске асырады. Кен орнындағы мұнайды дайындау дәрежесіне байланысты, қалдық су жәе хлоридтер мөлшеріне қарап, үш топқа бөледі. МӨЗ мұнайды екінші сусыздандыру және тұзсыздандыру кезеңінен өткізеді. Мұның нәтижесінде су мөлшері 0,05 – 0,1% дейін, ал тұздар – 3,0-5,0 мг/л және одан да төмендейді.
Кен орындарында және мұнайды МӨЗ қондырғыларында да дайындағанда, сусыздандыру мен тұзсыздандыру үшін, ал МӨЗ-да – жасанды, арнайы мұнай мен таза судан дайындалған, мұнай эмульсияларын бұзу процестерін пайдаланады.
14-билет
2.Алкандар. Изомерлері. Номенклатурасы. Физикалық қасиеттері.
Көмірсутектердің бірнеше тобы (қатары) бар. Ең алдымен қаныққан көмірсутектердің гомологтық қатарымен танысамыз. Оларды алкандар немесе парафиндер деп атайды, жалпы формуласы:CnH2n+2
Көмірсутек атомдарының бәрі қаныққан көмірсутектер үшін sp3 гибридтелген жағдай да болады.
Қаныққан көмірсутектердің ең қарапайымы - метан. Ол табиғатта өсімдік және жануар организмдері қалдығының ауасыз ыдырауы нәтижесінде түзіледі. Сондықтан ол батпақты суларда, тас көмір шахталарында кездеседі және табиғи газдың құрамында 90% дейін метан бар.
Құрылысы
Қаныққан көмірсутектер үшін көміртегі атомдары бір-бірімен жай бір байланысты байланыспен байланысуы тән. Осы байланысты түзу үшін бір пар электрондар қолданылады, және бұл байланыс σ - байланыс деп аталады.
Көміртек атомдарының бәрі қаныққан көмірсутектер үшін sp3 - гибридтелген болады және көміртегінің әр атомы өзара не болмаса сутегі атомымен төрт σ - байланысын түзеді. Молекула аралық қашықтығы 109028/.
Изомерлері
Бұл қатардың алғашқы үш мүшесінің (метан, этан, пропан) изомерлері болмайды, ал бутан үшін (С4Н10) екі изомер болады. Екеуі де газдар - бірақ қайнау температуралары әртүрлі, қ- бутан үшін -0,50С, изобутан үшін - 10,20С.
Изомерлердің формулаларын жазу үшін ең алдымен көміртек скелетінің схемасын құрып алу қажет. Содан кейін негізгі тізбекті біртіндеп қысқарта отырып, негізгі тізбектен алынған көміртек атомдарын бүйір тізбек түрінде барлық мүмкіндік жағдайын пайдаланып орналастырады. Көмірсутегінің толық формуласын шығару үшін, көміртек атомының 4-валенттілігін еске ала отырып, көміртек скелетін қажетті сутек атомдарымен толтырады. Олар көміртек және сутек атомдарының әртүрлі санымен байланысқан. Егер көміртек атомының бір валенттілігі көміртек атомының С - С байланыс құруға жұмсалса, оны біріншілік көміртек атом, егер екі валенттілігі екі С атомымен байланыс құруға жұмсалса - екіншілік, егер үш валенттігі жұмсалса - үшіншілік, барлық төрт валенттілігі де С - С байланыс құрса - төртіншілік көміртек атомы деп атайды.
Алкандардан бір сутек атомын алып тастағанда қалатын бір валентті қалдықты алкилдік радикал деп немесе радикал деп атайды. Оны дұрыс атау үшін соған сәйкес көмірсутектің атындағы ан деген жұрнақты ил деген жұрнаққа алмастырады.
Физикалық қасиеттері. Алкандардың гомологтық қатарындағы бірінші төртеуі (метан, этан, пропан, бутан) газдар, С5-С15 - сұйықтар, ал С16 жоғары - қатты заттар. Гомологтық қатардағы көміртек атомының саны өскен сайын қайнау және балқу температураларымен қатар, салыстырмалы тығыздығы да өседі. Айталық гексанның қайнау температурасы 68,80С, ал гептандікі 98,40С. Яғни СН2 - тобына өсу 29,60С көтеріп отыр. Тармақталған тізбекті қаныққан көмірсутектері, тармақталған тізбекті көмірсутектеріне қарағанда төменгі температурада қайнайды. Олар суда ерімейді, тек эфирде және органикалық еріткіштерде ериді.
2.Массаалмасу аппараттары. Клапанды табақшалы ректификациялық колонна және оның негізгі элементтері, жұмыс істеу принципі.
Получающие распространение клапанные тарелки представляют собой цельные или собранные из нескольких секций диски, в которых имеются продолговатые щели либо круглые отверстия. Щели прикрываются пластинчатыми (рис. V-19, б), а отверстия— круглыми (рис. У-19, а) клапанами. Клапаны установлены свободно и удерживаются скобами, приваренными к поверхности тарелки.
В зависимости от напора паров клапаны приподнимаются на различную высоту в пределах, определяемых высотой удерживающих скоб На некоторых тарелках колпачки не накрываются удерживающими скобами, а снабжаются рожками, которые при подъеме клапана упираются в нижнюю поверхность тарелки (рис. У-19, в).
В отличие от тарелок, работающих в статическом режиме, т. е. при неизменном расстоянии между конструктивными элементами (например, между желобом и колпачком), клапанные тарелки работают в динамическом режиме. В зависимости от напора восходящих по колонне паров клапаны поднимаются на соответствующую величину (обычно на 4—10 мм), регулируя тем самым площадь свободного сечения тарелки. Это позволяет поддерживать скорость паров примерно постоянной при изменении общей нагрузки на колонну, т. е. осуществлять наилучший режим ректификации.
Конструкция удерживающих скоб и клапанов такова, что обеспечивается их подъем с наклоном к поверхности тарелок и, следовательно, лучший барботаж паров через флегму на тарелке. Для большего повышения эффективности массообмена клапаны можно снабжать тангенциально расположенными щелями; выходящие через них пары будут вращать клапан.
Важным эксплуатационным показателем клапанных тарелок является вес каждого клапана, который подбирают таким образом, чтобы при возможных колебаниях нагрузок клапан работал в заданном диапазоне подъема. В тех случаях, когда возможны очень большие изменения нагрузок, тарелки снабжают одновременно клапанами различного веса. В таких тарелках при малых нагрузках открываются легкие клапаны, а затем, по мере нарастания нагрузок, — более тяжелые.
Перелив флегмы с тарелки на тарелку происходит через сливные устройства, конструкция которых принципиально не отличается от обычно принятых.
Общий недостаток всех клапанных тарелок — возможность засорения или закоксовывания клапанов, в результате чего они «прихватываются» и не работают в динамическом режиме.
2.Олефиндердің жалпы сипаттамасы. Төменгі және жоғарғы олефиндер. Көмірсутегі атомдары бірдей олефиндермен парафиндердің айырмашылықтары.
Олефины, используемые в качестве исходных веществ для основного органического и нефтехимического синтеза, можно разделить на две основные группы: 1) низшие газообразные или низкокипящие олефины от этилена до пентенов (С2—С5) и 2) высшие олефины от С6 до С12—С18 (главным образом С7—С15), обычно представляющие собой не индивидуальные вещества, а смеси изомеров и гомологов.
Низшие олефины. Олефины от этилена до бутенов при обычных условиях являются газами, пентены С5Н10 — низкокипящими бесцветными жидкостями. Из данных по критической температуре ясно, что этилен можно превратить в жидкость только при низких температурах и высоких давлениях, охладив, например, кипящим аммиаком. Другие газообразные олефины сжижаются под давлением уже при охлаждении водой. При сравнении олефинов с соответствующими парафинами видно, что этилен кипит ниже этана на 15 °С, а пропилен — ниже пропана на 5,5 °С. Это очень важно для процессов переработки, когда этилен отделяют от соответствующих парафинов ректификацией. Температуры кипения бутенов и бутанов очень близки, и для их разделения простая ректификация не пригодна.
Важными отличиями олефинов от парафинов с тем же числом атомов углерода являются более высокая растворимость и способность сорбироваться, обусловленная наличием ненасыщенной углерод-углеродной связи. Олефины лучше, чем парафины, адсорбируются твердыми веществами, поглощаются растворами медноаммиачных комплексов и растворяются в полярных жидкостях, таких как ацетон и фурфурол. Это позволяет выделять их специальными методами, из которых наиболее важное значение приобрела экстрактивная перегонка. Принцип ее состоит в том, что при наличии третьего компонента, имеющего меньшую летучесть и способного к диполь-дипольному взаимодействию или образованию различных комплексов с олефинами, парциальное давление олефинов снижается в большей мере, чем у парафинов. В результате относительная летучесть парафинов, измеряемая отношением давлений насыщенных паров а = рА/рв, значительно возрастает.
Высшие олефины. Олефины С6—С18 являются жидкостями, температура кипения которых зависит от числа атомов углерода и строения цепи.
Олефины с разветвленной цепью углеродных атомов кипят при более низкой температуре, чем их изомеры нормального строения.
Ввиду высокой реакционной способности и сравнительной доступности олефины заняли преобладающее место как исходные вещества для органического синтеза. Из них наибольшее значение имеют этилен и пропилен. В меньшем масштабе применяют бутены, высшие олефины и еще меньше изопентены.
Главным методом получения олефинов в промышленности являются процессы расщепления нефтяных фракций или углеводородных газов. Эти процессы можно разделить на две группы: термические (пиролиз и термический крекинг парафинов) и каталитические (каталитический крекинг). Первые осуществляют для целевого получения олефинов, а вторые — для производства бензина, и олефины получаются как побочный продукт. Кроме того, часть олефинов получают дегидрированием соответствующих парафинов, а некоторые олефины — реакциями их взаимного превращения (олигомеризация и диспропорциопирование).
2.Мұнай эмульсияларының түрі мен оларды ыдырату әдістері.
Мұнай эмульсия түрлері. Су мен мұнай өте қиын бөлінетін эмульсияны жиі түзеді. Эмульсия деп бір біінде ерімейтін немесе қиын еритұғын екі сұйқтықтан тұратын, біреуі екіншісінде өте көп микроскопиялық тамшы (глобул) күйнде, оның мөлшері эмульсияның бір литрінде тараған сұйықтығын дисперс ортасы, ал дисперс ортадағы тараған екінші сұйықтықты – дисперс фазасы деп атайды. Шайырлы қосылыстары бар, эмульсия түзуге өте бейімдеу келеді. Эмульсияның түзілуіне мұнайды өндіруде оны сумен өте қатты араластыру әсер етеді.
Мұнай эмульсиялары ашық сары түстен қою-қоңыр түске дейін кездеседі. Көп жағдайларда олар судың мұнайдағы эмульсиясы, дисперс орта есебінде мұнай, ал дисперс фазасы – су түрінде қалқын жүреді, ал бенизнде немесе басқа еріткіштерде біркелкі тарайды. Мұндайдың судағы эмульсия түрі, дисперс орта күйнде су болатын өте сирек кездеседі. Мұндай эмульсиялар гидрофильді келеді: олар суда біркелкі тарайды да бензинде шөгеді.
Эмульсияның түзілуі беттік құбылыстармен байланысты. Сұйықтықтың беттік қабаты ауамен немесе басқа сұйықтықпен шекарада белгілі беттік кернеумен, яғни өзінің бетінің өсуіне кедергі жасайтын сұйықтыұ күшімен сипатталады. Мұнайдың және мұнай өнімдерінің беттік кернеуі 0,02-0,05 н/м аралығында болады. Таза мұнай өнімдеріне кейбір заттарды қосу олардың сумен шекарадағы беттік кернеуінің төмендеуіне алып келіпр соғады. Бұл құбылыс жалпы сипатты.
Кейбір кездерде заттар тіптен өте аз концентрацияда ерігеннің өзінде сұйықтықтың беттік кернеуін едауір төмендетеді. Беттік кернеуді төмендететін заттарды беттік-активті заттар дейді. Бұл заттардың ерекшелігі, оларың құрамына, әдетте көмірсутекті радикалы (молекуланың гидрофобты бөлігі) және полярлы топты бөлік (молекуланың гидрофилді бөлігі) кіреді. Екі фазалы сұйық жүйеде фаза аралық шекте полярлы заттардың әсерінен беттік кернеудің төмендеуін қосылған заттың жүйе компонентінде оған еріткіш болатын бір келкі тарамаумен түсіндіріледі. Шекара фазадағы оның концентрациясы еріткіштің барлық көлемдегісінен жоғары болады. Басқаша айтқанда, қосылған полярлы зат еріткіштің беттік қабаты мен ассорбцияланады да оның беттік энергиясын төмендетеді. Осының нәтижесінде фаза бөлу шекарасына адсорбцияланушы қабат түзіледі, еріткіш бетінегі беттік активті затын молекуласы қабаты деп қарауға болады.
Әртүрлі эмульсия, оның ішіне мұнай эмульсиясы да егер бір біріне ерімейтін екі сұйықтыққа механикалық әсер дисперстенуге яғни сұйықтықтыың өте кішкентай бөлшектерге бөлуіне алып кеп соқанда, түзілуі мүмкін. Сұйықтықтардың беттік кернеуі аз болған сайын тамшының түзілуі жеңіл жүреді, яғни сұйықтықтың жалпы беті өшеді, себебі ол аз күш жұмысауды қажет етеді. Бірақ екі фаза бір бірінде ерімейтін сұйықтықтарды араластырудан кейін алынған эмульсия тұрақтылығы жоғары болмайды. Ауырлау сұйықтықтық түбіне отырады, дисперс фазасының тамшылары бір бірімен соқтығысып үлкейеді. Бұл екі процессте эмульсияның екі қабатқа бөлінуіне алып кеп соғады. Тек қана дисперстігі өте жоғары дәрежеде, дисперс фазасының тамшысының диаметрі микрометрден ондық бөлшегімен ( м) өлшенгенде және молекулалық күшті гравитациялық күштер теңестіргенде эмульсияны бұзу қиындайды.
Егер екі бір біріне ерімейтін сұйықтықтар қоспасы дисперстенуге қаблетті жағдайда болса және онда адсорбция қабатын түзу арқылы беттік кернеуді төмендететін беттік-активті зат болса, жағдай басқаша болады. Біріншіден, бұл тамшының бөлінуіне жағдай туады, екіншіден, (бұл өте шешуші рөл атқарады), тамшы дисперс ортаның молекуласымен емес, ол күшті адсорбциялық қабатымен қапталады. Мұндай жағдайда тұрақты, қиын бөлінетін эмульсия түзіледі, себебі дисперс фазасының тамшысы - өзіндік өте тұрақты қабатымен қапталғандықтан, олар бір бірімен қосыла алмайды. Кейбір кездерде адсорбция қабатының қалыңдығы микроскоппен байқауға болатындай дәрежеде болады.
Эмульсияның түзілуімен тұрақтануына жәрдемдесетін заттарды эмульгаторлар дейді. Оларға мұнайдың шайырлары, асфальтендері, асфальтоген қышқылдары және олардың ангидридтері, нафтен қышқылының тұздары, тағы да әртүрлі анорганикалық қоспалар жатады.
Тұрақты мұнай эмульсиясының түзілуіне әртұрлі қатты көмірсутектері – парафиндер, церезиндер және қоспа алкан, сақиналкан көмірсутектерінің микрокристалдары қатысады, олар эмульсия глобуласының бетіне адсорбцияланады., тұрақты қабат түзеді. Шикі мұнайда эмульгатор болып көбінесе шайырлар саналады. Олар мұнайда жақсы ериді және суда ерімейді. Шайырлар мұнай-су шекарасындағы бетке адсорбцияланып, мұнай жағынан беттік қабатқа түседі де су бөлшегінің айналасында тұрақты қабат түзеді.
Мұнай қышқылының алюминий, калций, магний және темір сабынтүздары мұнайдың және оның дитиляттарында жақсы ериді және сондықтан олар гидрофобты эмульсиялар түзуге көмектеседі. Керісінше мұнай қышқылдарының натри сабын түзы суда және көмірсутектерінде жақсы ериді. Сондықтан олар су фазасы жағындағы беттік қабатқа, мұнай тамшыларын қоршап, адсорбцияланады да, мұнайдың судағы гидрофилді эмульсиясының түзуіне жәрдемдеседі. Эмулгаторлардың екі тұрі де болған жағдайда эмульсиялардың айналуы, яғни бір түрінен екінші тұріне өтуі мүмкін. Осы құбылысты кейбір кездерде эмульсияларды бұзуға пайдаланады.
Мұнай эмульсиясының қасиеттері. Мұнай эмульсиясына мынадай физика-химиялық қасиеттер тән: дисперстік, тұтқырлық, тығыздық, электр қасиеті, тұрақтылық. Дисперстік деп дисперс фазасының дисперс ортадағы бөлуін атайды. Дисперс фазасының эмульсиялардағы мөлшері 0,1-нан 100 мкм дейін өзгереді. Мұнай эмульсиясының тұтқырылғы сумен мұнай тұтқырлығынан жоғары. Эмулсилардың электр тоғының өткізгіштігі судың эмульсия дисперстігінен, тағы суда еріген тұздармен қышқылдар мөлшеріне байланысты.
Мұнай эмульсияларының тұрақтылығына, яғни белгілі уақытта мұнаймен суға бөлінбейтін, дисперстік, араластрушы сұйықтар температурасы, эмульсия құрамында эмульгаторлар болау әсер етеді.
Мұнай эмульсияларын бұзу әдістері. Мұнай эмулсияларын бұзу тетігі бірнеше сатыдан тұрады: 1) су глобуларының қақтығысуы; 2) глобулдардың үлкендеу тамшыларға бірігуі; 3) тамшылардың тұнуы.
Эмульсияны бұзу үшін өндірісті тәжірибеде мынадай әдістер қолданылады: 1) механикалық; 2) термиялық; 3) химиялық; 4) электр тоғының әсер ету.
Механикалық әдістерге тұндырыу, центрифугирлеу және сүзу жатады. Тұндыру процесін мұнайды кен орнын жинау жүйесінде шикі зат резервуарларында судың негізгі бөлігін бөлу үшін пайдаланады. Сүзу және центрифугирлеу әдістері іс жүзінде қолдану таппады.
Термиялық әдіс жылу пайдалануға негізделген. Эмульсияны қыздырғанда эмульгаторлардың жұқа қабығы кеңейеді де жарылады, ал сұйықтық тамшылары бір-бірімен бірігеді.
Эмульсияларды бұзу үшін химиялық әдіс – эмульгаторлармен әрекеттеу – су тамшыларының қабаттарының құрылымдық механикалық тұрақтылығын әлсірететін қаптау – көп қолдану табуда. Деэмульгатор есебінде әртүрлі беттік-активті заттар қолданылады, бірақ олардың эмульсияға әсері өте күрделі және аз зерттеледі. Деэмульгаторлардың судағы ерітіндісінің әрекетіне қарап, оларды ион-активті және ионсызактивті деп бөледі. Ионактивтілер ерітіндіде катиондар мен аниондарға диссоциацияланады, ал ионсыз деэмульгаторлар иондар түзбейді. Ең жақсы деэмульгаторлы әсер қазіргі кезде кен орнында және МӨЗ қолданатын ионсыз деэмульгатор – проксамин, диссолтван, прогалит, оксиэтилденген май қышқылдары.
Электр тоғмен эмульсияларды бұзу су глобуласының электр өрісінің әсерімен соқтығысып іріленуіне негізделген. Мұнай эмульсиясы айнымалы электр өрісіне түскенде, теріс зариадталған су бөлігі тамшы ішінде қозғала бастайды да, нәк тәрізді пішін алып үшкір жағымен оң зарядты электродпен бағытталады. Электродтардың полярлығын ауыстырғанда тамшы конфигурациясы өзгереді. Кейбір тамшылар электр өрісінде оң электрод бағытында, бір-бірімен соқтығысып қозғала бастайды, бірігіп іріленеді де бөлінің төмен түседі.
Өндіріс тәжірибесінде мұнайдан су мен тұзді бөлу үшін эмульсияларды бұзудың қосарланған әдістерін – термохимиялық, электртермоимиялық және басқа қолданады.
Мұнайды кен орындарында судан және тұздан айыру. Кен орындарында эмульсияны құбыр ішінде және термохимиялық бұзу әдістері ең көп тараған.
Эмульсияны құбыр ішіде бұзу мынаған негізделген.
Ұңғының құбыр аралық аумағында немесе мұнайды жинау коллекторының кіре берісіне 1т шикі мұнайға есептегенде 15-20г эмульгатор беріледі, ол эмульсияны кенжардан мұнайды дайындау қондырғысына дейінгі қозғалу процесінде бұзады. Процес тиімді мына факторларға – эмульсияның деэмульгатормен араластыруды жеделдету мен жүргізу уақытына, ағым температурасына, эмульсиядағы судың мөлшеріне байланысты. Эмульсияны құбыр ішінде бүзу әдісін қолдану мұнайды дайындау қондырғыларының қуатын арттырады, дайындау сапасын жақсартады.
Елдегі өндірілетін мұнайдың 80% кен орындарында судан айыруды термохимиялық қондырғыларда жүргізеді. Жай термохимиялық судан айыру қондырғылары атмосфералық қысымда істейді. Мұнайға деэмульгатор қосады, одан кейін ол жылытылады да тұндыру резервуарына түседі. Мұнайды былай әрекеттегенде тығыз жабылмайтұғын резервуарларда жеңіл мұнай фракцияларының жоғалуы мүмкін.
Мұндай кемістіктер қысыммен жүргізілетін термохимиялық тұндыруда жойылады. Газдан айырылған шикі мұнай 2 сораппен 1 ыдыстан алынып, 3 жылуалмастырғыш пен 4 буқыздырғыш арқылы 5 термотұндырғышқа итеріп жіберіледі. Мұнайға сорапқа түсер алдында деэмульгатор қосылады. Термотұндырғышта мұнай 1,5 МПа қысыммен 1-3 сағаттай болады. Судан айырылған мұнай 3 жылуалмастырғыш арқылы 6 резервуаға жәберіледі. Резервуарда мұнай қосымша судан бөлінеді. Су 5 және 6 ыдыстардан 10 мұнайұстағышқа, одан кейін 7 ұңғыға жіберіледі. Ағын судың бір бөлігі 8 сораппен шикі зат ілеспе судағы деэмульгатордың қайта пайдалнуға береді. Мұнай 11 сораппен ұстағыштан қайтадан судан айыруға беріледі.

1,13-сыйымдылықтар: 2,8,9,11,12-сорантар; 3-жылуалмастырғыш; 4-буқыздырғыш; 5-термотұндырғыш; 6-резервуар; 7-ұңғы; 10-мұнайұстғыш; I - шикі мұнай; II - судан айырылған мұнай; III - су; IV - деэмульатор.
1.3 сурет - Қысыммен істейтін мұнайды судан айыру қондырғысының жүйесі
13-билет
3.Алкендер. Изомерлері. Номенклатурасы. Алыну тәсілдері.
Этилендік көмірсутектер деп молекулаларындағы көміртек атомы бір-бірімен қос байланыс арқылы байланысқан органикалық қосылыстарды айтады.
Этилендік көмірсутектердің жалпы формуласы СnH2n. Бұлардың ең қарапайым өкілі этилен, СН2 = СН2.
Изомерлері
Этилендік көмірсутектердің гомологтық қатарының структуралық изомериясы қаныққан көмірсутектері сияқты төртінші мүшесінен басталады. Алайда, бұларға бірнеше изомерлер түрі тән.
1. Қанықпаған көмірсутектердің құрылымына байланысты изомерлері
2. Қанықпаған көмірсуктердегі қос байланыстың орналасу орнына байланысты изомерлері:
3. Геометриялық кеңістіктік изомерлері де тән (цис 1 жағында, транс 2 жағында).
Олефиндердің жүйелік номенклатура бойынша аталуы өздерімен құрылысы бірдей парафиндердің атынан түзіледі, бұл үшін парафиндер аттарының ан деген жалғауы ен-ге ауыстырылады және цифрмен қос байланыстың орны көрсетіледі. Көміртек атомдарын нөмірлеу жақын тұрған қос байланыс жағынан басталады.
Рационалдық номенклатура бойынша олар этиленнің туындысы есебінде қарастырылады.
Мысалы:

Тарихи аталу бойынша тиісті қаныққан көміртегіндегі ан жалғауын илен жалғауына айырбастау арқылы атайды.
Алыну тәсілдері
1. Олефин қатарының алғашқы төрт мүшесін таза күйінде мұнай өнімдерін жоғары температурада ыдырату арқылы алады.
2. Лабораториялық жағдайда алудың ең көп тараған жолы ол спирттерді сусыздандыру арқылы алу жолы
CH3 – CH2OH → CH2 = CH2 + H2О
Сусыздандыру катализаторы ретінде әртүрлі қышқылдар (күкірт, фосфор қышқылдары), қышқыл тұздар (КНSO4) т.б. қолданылады.
3. Этиленді өнеркәсіпте ацетиленнен алады:
CH ≡ CH + H2 → CH2 = CH2
Физикалық қасиеттері. Қанықпаған көмірсутектердің гомологтық қатарындағы алғашқы төрт мүшесі газдар.
С5 - С17 - сұйықтар, С18 - қатты заттар.
Олефиндерді тығыздығы бірден кем, суда ерімейді.
3.Массаалмасу аппараттары. Қалпақшалы табақты ректификациялық колонна және оның негізгі элементтері, жұмыс істеу принципі.
Табақшалы колонналар.Табақшалы колонналардың принципиалды қондырғысы ондағы ректификация процесі көп рет сатылап жүретін бу және сұйық фазалардың жанасуына негізделген. Осы мақсатта ол арнайы табақшалармен жабдықталған; масса алмасу негізінен осы табақшаларда өтеді.
Табақшалар колоннаның ішінде көлденең орналастырады. Конструкциялық жағынан (ерекшеленеді) және элементтер құрамымен ерекшеленетін түрлі табақшалар кездеседі. Жиі қолданылатын табақшалар үшін сәйкес МЕСТ немесе ТШ бар.
Жай колонна. Ректификациямен қоспаны екі фракцияға бөлуге арналған жай табақшалы колоннаның жұмысының схемасы V-4 суретте көрсетілген. Шикізатты алдын- ала белгілі температураға дейін арнайы қоздырғыш аппараттарда қоздырады, содан кейін сұйықтық, бу немесе булы-сұйық түрде колоннаның қоректендіру секциясына жібереді.
Қоректендіру секциясы колоннаның шартты түрде екіге бөледі: жоғарғы бөлігі-қаныққан, концентрациялық төменгісі-айдау.
Концентрациялық және айдау секцияларында қажетті табақшалар саны орнатылады, оларды төменнен көтерілетін бу және жоғарыдан төмен ағатын сұйықтықтың жанасуы жүреді. Бу мен сұйықтықтың қарама-қарсы қозғалысы керекті температурамен бақыланып тұрады. Жұмыс істеп тұратын ректификациялық табақшалар беті-төмен ағатын сұйықтыққа толтырылып тұрады.
Табақшалардағы артық сұйықтық одан төмен орналасқан табақшаға ағып отырады. Табақшадағы сұйық (флегма) қоспаның екі компонентінен тұрады. Табақшадағы компоненттердің сандық қатынасы-оның қоректендіру секциясына және басқа табақшаларға қатысты орналасуына байланысты. Бөлінетін компоненттер түрлі қайнау температуралы болуы керек.
Температура айырымы жоғары болған сайын қоспаның бөлінуі оңай жүреді. Бөлінетін компоненттерді шартты түрде жоғары қайнаушы (ауыр) және төмен қайнаушы (жеңіл) деп атайды.
Ректификация нәтежесінде колоннада екі өнім алынады; құрамында төмен қайнайтын компоненттері бар бу түріндегі өнім колоннаның жоғарғы жағынан, ал сұйық түріндегі жоғары компоненттер құрайтын өнім колоннаның төменгі жағынан шығарылады.
Қоспаның жоғары қайнаушы және төмен қайнаушы компоненттерге бөлінуі былай жүреді.
Сұйық және бу фазаларының масса алмасуы нәтежесінде төмен және жоғары қайнаушы компоненттер концентрациялары колонна бойынша үздіксіз өзгеріп отырады. Колоннаның астынан көрінетін булар табақшадағы сұйық қабаты арқылы өтіп, оған жылуының бір бөлігін береді. Осыдан сұйық температурасы жоғарылайды және ол жартылай буланады, бу фазасында қосылады. Сонымен бірге, бу фазасы әрбір табақшада суық сумен араласып, суиды да, жартылай конденсацияланады, сонымен қатар сұйықтықта (флегма) жоғары қайнаушы компоненттер қалып қояды. Бұл өз кезегінде, сұйық фазада жоғары қайнаушы компоненттер, ал бу фазасында – төмен қайнаушы компоненттер концентрациясының жоғарлауына әсер етеді.
Осылай, бу және сұйық фазалардың масса алмасуы нәтежесінде әр табақшада сұйықтық жартылай булануы және булардың конденсациясы үздіксіз өтеді, бұл сұйық және бу фазаларының компоненттер концентрациясының белгілі өзгерісін қамтамасыз етеді. Булар төменнен жоғары қозғалады, және әр келесі табақша сайын төменқайнаушы фракцияның концентрациясы арта береді, ал жоғары қайнаушы компоненттер концентрациясы азаяды. Ал сұйық жоғарыдан төмен түскен сайын жоғары қайнаушы компоненттермен қанығады.
Ректификация процесін жүргізуде колонна температурасын табақшадан табақшаға бу қозғалысы бойынша төмендетіп отырады, және сұйық қозғалысы бойынша жоғарлатып отырады. Ол үшін колоннаның жоғары жағында парциалды конденсатор қондырады, онда булар жылуы алынып, олардың жартысы конденсацияланады, бұл табақшадан табақшаға сұйықтық үздіксіз қозғалыс ағынын қамтамасыз етеді. Қазіргі кезде жылудың алынуы үшін өткір буландыру қолданады. Дайын өнім ретіндегі колоннаны жоғары бөлігінен будың жартысы – арнайы конденсатор-тоңазытқышта суығаннан кейін колоннаның жоғарғы табақшасына қайта оралады. Жоғарғы табақша -- өткір, буландыру, біріншіден, колоннаның жоғарғы жағындағы температураны төмендетеді, бұдан будың жартысы конденсацияланады; екіншіден, сұйыққа қосылып, қажетті флегма мөлшерін түзеді.
Коланнаның төменгі жағындағы температураны оған белгілі көлемде жылу беру арқылы реттеп отырады. Ол үшін айдау бөлімінде арнайы кайнатқыш орнатады немесе су буын жібереді, ол ректификациялық колоннасын эксплуатациялауда қажетті режимді ұстап тұру үшін керек.
Колоннаның айдау бөліміне ағатын сұйықтық жылуы арқасында, жоғарлайтын бу ағынына қосылатын төменқайнаушы компоненттер буланады.
Күрделі колонна. V-4 суретте көрсетілген жай колоннада қоспаны тек екі бөлікке бөлуге болады. Мұнай өңдеу көмірсутектер қоспасын қайнау температуралары әртүрлі фракцияларға бөлу жиі кездеседі. Мысалы, мұнайды айдау процесінде көмірсутектерді бензин, лигроин, керосин, соляр майы және мазут фракцияларына бөлу керек. Мұндайды жай колоннада іске асыру мүмкін емес. Ол үшін кезекпен жұмыс істейтін бірнеше табақшалы жай колонналар керек. Олардың саны мақсаты фракциялар санынан 1-ге кем болуы керек, өйткені әрбір жай колоннада қоспа тек екі компонентке бөлінеді. Мұндай қондырғы ыңғайсыз және үлкен, сондықтан мұнай шикізатын үш және одан да көп фракцияларға бөлу бір күрделі колоннада жүргізіледі. Ол бір қорапқа біріктірілген, бірінің үстінде бірі орналасқан бірнеше жай колонналардан тұрады.
V-5 суретте қоспаны төрт компонентке бөлетін күрделі табақшалы колоннаның принципиалды схемасы көрсетілген. Ол кезекпен байланысқан бірінің үстінде бірі орналасқан үш жай колоннадан тұрады. Бұл колоннаның жетістігі бөлек тұрған үш жай колонналарға қарағанда үш есе аз ауданды алады және ондағы ашты орошение (острое орошение) тек ең жоғарғы табақшаға ғана түседі, сол кезде әр жай колоннаға аз орашениесі түседі.
Күрделі колоннада қақпалап шығару секциясы бар, оның саны бөлінетін компонент санынан бір санға кем. Негізгі жағдайда қақпалап шығарғыш секциялар бір корпуста біріккен және жай колонналар сияқты бірінің астына бірі орналасқан. Секцияларын біріктірілген колонналарды зауытта ст -колонна деп атайды. Олар өте үлкен диаметрлі емес және негізгі ректификациялық колонна қасына жай қондырылған. Әр секция бірнеше ректификациялық колоннамен жабдықталған. Күрделі колоннада қоспаны фракцияға бөлу процесі келесі түрде жүреді. Керекті температураға дейін қыздырылған қоспа бірінші (төменгі) жай колоннаның бу ағыны фракциядан бірінші колоннада бөлінеді де, колонна төменгі жағынан жоғарықайнаушы ретінде көтеріліп келесі екінші фракция бөлінеді. Бұнда қоспадан қалдық түрінде екі фракция бөлінеді. Құрамында екінші фракция бөлігі бар бу үшінші колоннаға түседі, осында қалдық түрінде үшінші фракция қалады да, бу күйінде төртінші фракция жоғары кетеді.
Колоннаның жоғары жағында парциялды конденсатор бу жылуын алады. Бұдан бу бөлігі конденсацияланып флегма түзеді де, күрделі колоннаның жоғары жағынан үшінші (ең жоғарғы) жай колоннаның барлық табақшадан ағады. Осы колоннаның соңғы табақшасынан флегманың бөлігі стриппинг-секцияға булануға өтеді, ал қалған бөлігі флегма-орашение ретінде екінші колоннаға ағады. Аналогтық процесс екінші колоннада да жүреді.
Әр жай колоннаның соңғы табақшасынан алынған фракциялар құрамында аздаған шекаралық фракция болады. Тапсырылған фракцияны алу үшін жекеленген табақшадан алынған флегманы стриппинг-секцияда булайды. Әр секцияның төменінен берілетін су буымен сол буды жүзеге асырады. Флегмадан буланған төменқайнаушы булар су буымен бірге флегманы, көзделген өнім ретінде әр стриппинг-секция төменінен әкетеді.
Негізгі колоннаның төменгі бөлігіндегі қалдықты жай колоннадай булайды т.с.с. шығару секциясыз колоннаның төменгі бөлігіне үздіксіз бу беру арқылы.
К колпачковым относятся ректификационные тарелки с круглыми колпачками, с желобчатыми и из 5-образных элементов.
Колпачковые тарелки, как и все другие ректификационные тарелки, предназначены для создания возможно лучшего контакта между парами и жидкостью и поэтому должны иметь развитую поверхность контакта. Однако при этом следует избегать создания больших гидравлических сопротивлений поднимающимся по колонне парам. В настоящее время находятся в эксплуатации тарелки различных конструкций, отличающиеся устройством и принципом работы. Принцип работы тарелки характеризуется способом контакта паров с жидкостью и движением жидкости как по поверхности тарелки, так и от тарелки к тарелке вниз по колонне.
Принцип работы. Работу колпачковой тарелки легко проследить по схеме тарелки с круглыми колпачками, приведенной на рис, У-7. Поток паров через патрубки 1, называемые стаканами, попадает под круглые колпачки 2, установленные над ними. Стаканы вварены или ввальцованы в отверстия чугунного или стального диска 3 тарелки. Нижняя часть колпачка имеет по всей окружности щели (прорези), погруженные в жидкость, находящуюся на тарелке. Через эти прорези пары из-под колпачка попадают в жидкость, что обеспечивает контакт между фазами.
На каждую тарелку жидкость поступает с вышележащей тарелки через сливные устройства в виде труб 4 или плоских перегородок 5. С помощью выступающих над тарелками частей этих труб и перегородок (которые в большинстве случаев можно регулировать по высоте) поддерживается необходимый уровень жидкости на каждой тарелке.
Нижние концы сливных труб и перегородок должны быть погружены в жидкость на нижележащей тарелке. Благодаря образующемуся при этом гидравлическому затвору предотвращается свободное восхождение паров через сливы. Величина h3 должна быть больше 30 мм.
При установившейся работе колонны уровень жидкости на поверхности тарелки всегда выше, чем на участках под колпачком, причем величина ∆h зависит от перепада давления потока паров. Уровень жидкости в сливных устройствах выше уровня на тарелке, так как они связаны с нижележащей тарелкой, где давление паров больше. На рис. У-7 этот перепад уровней обозначен ∆h1.
Высоту выступающей над тарелкой части сливной трубы или перегородки lсл выбирают таким образом, чтобы в рабочих условиях прорези колпачков были полностью погружены в жидкость на поверхности тарелки. При этом учитывается высота подпора при сливе жидкости hсл.
Колпачки устанавливают по высоте так, чтобы верхний край их прорезей был погружен в жидкость на 20—50 мм, в зависимости от режима работы. Установку колпачка увязывают с соответствующей регулировкой по высоте сливных труб или планок сливных перегородок. Чем больше давление в колонне, тем больше h. Наименьшее значение к принимают для вакуумных колонн.
Стакан должен выступать над уровнем жидкости на тарелке на 10—25 мм.
3 Парафиндерді изомерлеу процесінің маңызы және жалпы сипаттамасы. Процестің катализаторлары мен температурасы.
Реакции изомеризации парафинов являются дополнительным источником получения изобутана и изопентана. Эти реакции играют также важную роль в некоторых процессах нефтепереработки (каталитический крекинг и риформинг), когда н-парафины изомеризуются в разветвленные углеводороды, имеющие значительно более высокое октановое число.
Эти реакции являются обратимыми процессами, при которых устанавливается термодинамическое равновесие между парафинами нормального и изостроения:


В равновесной смеси, полученной при изомеризации н-бутана, содержание изобутана непрерывно падает с повышением температуры. В случае изомеризации пентанов то же самое наблюдается для неопентана, в то время как содержание изопентана проходит через максимум при 180—200°С. Это показывает, что при низких температурах самым стабильным из углеводородов с открытой цепью является наиболее разветвленный изомер, а при высокой—н-парафин.
Изомеризация парафинов может осуществляться в присутствии хлорида алюминия или бифункциональных контактов, состоящих из металлов платиновой группы на носителе кислотного типа (оксид алюминия, алюмосиликат, цеолит).
Реакция изомеризации протекает по ионному механизму через промежуточное образование карбокатионов. Сначала вследствие крекинга парафина или в результате его дегидрирования получаются олефины. Из них на гетерогенном контакте за счет его активных центров, играющих роль доноров протона, образуются карбокатионы:

Для успешного протекания изомеризации в присутствии хлорида алюминия необходим сокатализатор — хлорид водорода, так как карбокатионы образуются только при совместном действии на олефин А1С13 и НС1:

Карбокатионы способны отрывать атомы водорода (в виде гидрид-ионов) от других молекул углеводорода и изомеризоваться с перемещением атомов водорода или алкильных групп внутри молекулы. В результате идет ионно-цепной процесс изомеризации:



Изомеризация парафинов всегда сопровождается побочными реакциями расщепления (крекинг), полимеризации и алкилирования, вследствие чего в продуктах изомеризации присутствуют более низкокипящие и в небольшом количестве высшие углеводороды. Очевидно, что при целевом направлении изомеризации что побочные процессы нежелательны. Для их подавления нужно выбирать соответствующие температуры и время контакта.
Первоначально изомеризацию проводили только при катализе хлоридом алюминия, который использовали в твердом виде, в виде жидкого комплекса с углеводородами (плюс НС1) или в виде раствора в трихлориде сурьмы, не растворимом в избытке парафина. Исходный углеводород предварительно насыщают хлоридом водорода и подают в реактор с мешалкой или в колонну с противоточным потоком катализатора, где под давлением при 80—120 °С протекает изомеризация. Углеводородный слой отделяют от катализатора, отгоняют НС1 и нейтрализуют, после чего подвергают ректификации, возвращая непревращенное сырье на изомеризацию.
Бифункциональные катализаторы (например, 0,5—1,0 % Р1 или Рd на А1203) менее активны и работают при 350—450°С, когда равновесие не так выгодно для образования изопарафинов. В этом оформлении процесс становится похожим на описываемый ниже риформинг нефтепродуктов. Его проводят в адиабатическом проточном реакторе при 2—4 МПа и избытке водорода (мольное отношение водород : углеводород от 2 : 1 до 3 : 1). При таких условиях предотвращается развитие реакций дегидрирования парафинов и полимеризации олефинов, благодаря чему катализатор не загрязняется смолистыми веществами. Продукты реакции после конденсации и отделения от циркулирующего водорода подвергают ректификации; затем непрореагиронавший н-пентан возвращают в цикл, а изопентан выделяют в виде товарного продукта. Степень превращения н-пентана за один проход через реактор составляет 50—60%, а общий выход изопентана превышает 90 %.
Подобно парафинам изомеризуются и нафтеновые углеводороды, когда наблюдается, например, обратимое превращение метилциклопентана в циклогексан:

3 Мұнай және мұнайөнімдерінің физико-химиялық қасиеттері (Мұнай мен мұнайөнімдерінің компонентік құрамдарын, қаныққан буларының қысымдарын, критикалық параметрлерін анықтау.)
Мұнай мен мұнай фракциялары n компоненттерінен тұратын қоспа. Олай болса осы компоненттердің сандық және сапалық қасиеттері қоспаның қасиеттерін береді. Қоспадағы компоненттің концентрациясын массалық мольдік және көлемдік үлеспен немесе пайызбен өрнектеуге болады. Мұнайөндеуде әдетте сұйық қоспа құрамын сипаттайтын үлесті х әрпімен, ал газ немесе булы қоспаны сипаттайтын үлесті х әрпімен, ал газ немесе булы қоспаны сипаттайтын үлесті у әрпімен белгілейді.
Демек: Компоненттің массалық үлесі (хi немесе уі) дегеніміз оның массасына m қатынасы:

бұдан mi = m ал хi =1
Компоненттің мольдік үлесі (хi немесе уі) дегеніміз осы компоненттің моль санының Ni қоспаның жалпы моль санына N қатынасы:

бұдан N` = 1, ал X`I = 1.
Қоспаның массалық құрамын біле отрып, оның мольдік құрамын анықтауға немесе керісінше мольдік құрамы арқылы массалық құрамын есептеуге болады.
Ол үшін келесі формулалар пайдаланылады:

бұнда Мі – компоненттің молярляқ массасы, кг/кмоль.
Компоненттің көлемдік үлесі xVi (yVi)дегеніміз оның көлемнің vi қоспаның жалпы көлеміне V қатынасы:

Көлемдік үлесті массалыққа немесе керсінше айналдыру үшін әр компоненттің тығыздығын білу қажет, сонда
(8)
Сұйық қоспа үшін көлемдік үлесті тікелей мольдәк үлеске айналдыру күрделі, сондықтан оны массалық үлеске айналдыру арқылы сипаттайды.
2. Біз білеміз мұнай мен мұнай фракциялары әр түрлі көмірсутектердің күрделі қоспасы болып табылатынын, сондықтан олар бір белгілі тұрақты температурада емес, белгілі температуралық аралықта қайнайды. Олай болса технологиялық есептеулерде олардың орташа қайнау температуралары пайдаланылады.
3. Тығыздық дегеніміз мұнай мен мұнайөнімдерінің химиялық және фракциялық құрамын басқа компоненттер жинағында шамалап болса да бағалауға мүмкіндік беретін маңызды сипаттама болып табылады.
Абсолютті тығыздық дегеніміз көлем бірлігіндегі зат массасы. СИ жүйесінде абсолютті тығыздық кг/м3 өлшенеді.
Мұнайөңдеуде мұнайөнімдерінің физико-химиялық қасиетін есептегенде салыстырмалы тығыздықтың өлшемсіз шамасын қолдану қабылданған, ол 20°С мұнай өнімінің тығыздығының 4°С су тығыздығына қатынасына тең әрі мынадай белгіленеді - 420. Бірқатар елдерде стандартты деп мұнайөнімі мен судың бірдей температурасы қабылданған, ол 60°F тең, әрі 15,5°С сай келеді, салыстрмалы тығыздық 1515 белгіленеді.
420 мен 1515 мәндерін өлзара қайта есептеу мынадай болып жүргізіледі
1515=420+5, (1)
мұндағы - температура 1° өзгергендегі тығыздық өзгеруіне түзету. ( мәні анықтамалықта келтіріледі)
Мұнайөнімдері мен мұнайдың тығыздығы температура жоғарлаған сайын төмендейді. Бұл тәуелділік сызықты сипатта болады және Менделеев формуласымен өрнектеледі:
4t=420- (t-20) (2);
4t-берілген температурадағы t мұнайөнімінің салыстырмалы тығыздығы.
Менделеев теңдеуі мына температуралық аралық үшін нақты 0°С ден 150°С (қателігі 5-8% құрайды).
Біршама үлкен температуралық аралықта яғни 300°С дейін тығыздықтың температурадан тәуелділігі Мановян теңдеуі бойынша есептеледі:

Сұйық мұнайөнімдерінің тығыздығының температурадан графиктік тәуелділігі әртүрлі анықтамалықтарда келтірілген.
Тығыздық аддитивті қасиет болып табылады, сондықтан әртүрлі мұнайөнімдері араласқан кезде қоспа тығыздығы оңай анықталады. Реагент үшін қоспа құрамын суреттеу тәсіліне тәуелді келесі теңдеулер қолданылады:
Компонентердің берілген массасы бойынша:

массалық үлесі бойынша:

Көлемдік үлесі бойынша:

Сұйықтар сияқты газдың тығыздығы да абсолютті немесе салыстырмалы мәнге ие.
Газ немесе будың ауамен салыстырғандағы салыстырмалы тығыздығы мынаған тең:
(7)
М-газдың молярлық массасы,
28,9 – ауаның молекулалаық массасы
Газ немесе будың қалыпты жағдайдағы абсолютті тығыздығын 1 кмоль (22,4м3) газдың көлемі мен массасын (М) біле отырып табуға:
(8)
Абсолюттік температура Т(К) мен қысымда Р(0,1МПа) газ тығыздығы (кг/м3) мына формула бойынша табылады:
(9)
немесе
(10)
4. Мұнай мен оның фракциялары әртүрлі көмірсутектердің күрделі қоспасы болғандықтан, олар нақты бір температурада қайнамайды, яғни бірқатар температуралық аралықта қайнайды. Осыған байланысты есептеулерде орташа қайнау температурасы деген түсінік бар. Оның бірнеше модификациясы бар, бірақ орташа-молекулалық қайнау температурасы біршама жиі қолданылады (Торт.мол, К). Шамамен орташа температурасын фракцияның 50%-ды айдалу температурасы ретінде шынайы қайнау температурасының қисығы бойынша (ШҚТ) (МЕСТ бойынша) немесе бастапқы және соңғы қайнау температурасының арифметикалық орташасы ретінде анықтауға болады.
5. Мұнайөнімдерінің химиялық табиғаты туралы сипаттама беретін және тығыздық функциясын көрсететін параметрлердің бірі сипаттамалық фактор болып табылады ол мына формуламен анықталады:
(11)
6. Мұнайөнімдерінің молекулалық массасы бутүзілу жылуын, бу көлемін, парциалдық қысым мен өзге де сипаттамаларды есептегенде кең қолданылады. Мұнай фракциялары мен мұнайөнімдері үшін «молекулалық масса» дегеніміз оның орташа мәні, ол эксперименттік және эмпирикалық тәуелділіктер бойынша есептеледі. Мұнай фракцияларының қайнау температуралары мен молекулалық масса арасында белгілі бір тәуелділіктер бар: молекулалық масса > болған сайын, оның қайнау Тқайн жоғары болады. Осы тәуелділікті ескеріп, Б.П. Воинов келесі формуланы ұсынды: М=a+bt+ct2; а, b, c – тұрақтылар, оның мәні әр топ көмірсутектері үшін әртүрлі; t – өнімнің орташа молекулалық қайнау температурасы, °С.
Парафинді көмірсутектер үшін Воинов формуласы мына түрге енеді:
М=30+0,3t+0,001t2 (12)
Сипаттамалық факторды енгізгенде бұл формула мынадай болады:
М=(7К-21,5)+(0,76-0,04К)· tср.мол.+(0,0003К-0,00245) t2ср.мол. (13)
Осы формуланы 350°С дейінгі қайнайтын фракцияның молекулалық массасын анықтау үшін қолдануға болады.
Молекулалық масса мен мұнай фракциясының салыстырмалы тығыздығы арасындағы қатынасты Крэг формуласымен орнатады:
(14)
Реакторлар, ректификациялық бағанның өлшемдерін анықтағанда сұйық мұнайөнімдері немесе олардың буларының мольдік көлемін білу керек. Сұйықтардың мольдік көлемін V(м3) мына формуламен есептейді:
(15)
мұндағы m – сұйықтардың массасы, кг
М – молекулалық массасы
- сұйық тығыздығы, кг/м3
Булардың көлемін Клайперон теңдеуінен табуға болады:
(16)
мұндағы m – бу массасы, кг;
М – молярлық масса;
Р – жүйедегі қысым, МПа;
t – жүйедегі температура, °С.
Бензинді фракциялардың орташа молекулалық массасын табу (кг/кмоль).
Мәні =0,000831 (қайта санау үшін 420 ны 1515).
7. Қаныққан бу қысымы – бұл белгілі бір температурада сұйықпен тепе теңдікте болатын бу фазасынан туындаған қысым. Таза заттың қаныққан бу қысымы тек емпературадан тәуелді болады. Мұнайөнімі мен мұнайфракциялары үшін қаныққан бу қысымы тек температурадан ғана тәуелді емес ол бу қысымы мен сұйық фаза құрамы мен олардығң қатынасынана тәуелді болады. Төмен қысымдағы тар мұнай фракцияларының қаныққан бу қысымын есептеу үшін Ашворта формуласы қолданылады:
(1)
мұндағы Р – қаныққан бу қысымы, МПа;
Т – сәйкесті температура, К;
Т0 – орташа қайнау температурасы, К.
f(T) мен f(T0) температураларының функциясы мына теңдеумен суреттеледі:
(2)
(3)
В.П. Антонченков нақтылаған Ашворта формуласының түрі мынадай:
lg(p)=A[1-(T0lgT0/TlgT)lgB], (4)
мұндағы А=2,9+0,0125Т0-0,058М+0,0000482Т0М;
В=10+0,5·10-6/Т0+ТМ2; (5)
М – мұнайөнімінің молекулалық массасы, яғни осы формулада қаныққан бу қысымы Т мен Т0 функциясы болып қана қоймай, фракцияның молекулалық массасы болады. Қаныққан бу қысымын бір температурадан екінші температураға қайта есептеу үшін номограммалар қолданады. Біршама кең таралған Кокс (график) номограммасы болып табылады.
Рауль және Дальтон заңына бағынатын ерітінділер мен қоспалар үшін, қаныққан будың жалпы қысымы (Р0см) мына формуламен есептеледі:
Р0см=Рi ,
мұндағы Рi – берілген температурадағы қоспа компоненттерінің парциалды қысымы.
Рi= Р0i·xI,
мұндағы Р0i – қоспа компоненттерінің қаныққан бу қысымы; xi – қоспа компоненттерінің мольдік үлесі.
Жоғары қысым аумағында шынайы газдар Рауль мен Дальтон заңына бағынбайды. Мұндай жағдайларда есептік және графиктік әдістермен табылған қаныққан бу қысымы критикалық параметрлермен, сығылу факторларымен, фугитивтілікпен нақтыланады.
8. Заттың критикалық жағдайы дегеніміз оның бу және сулы фазасы арасындағы шекара жоғалып кетеді, яғни олардың негізгі қасиеттері бірдей болады. Әр зат үшін қандай да бір қысымды жоғарлатқанда сұйыққа өтпейтін температура болады. Бұл температура критикалық температура Ткр деп аталады. Критикалық температураға сай келетін қаныққан бу қысымы критикалық қысым Ркр деп аталады. Критикалық температура мен қысымдағы бу көлемі критикалық көлем Vкр деп аталады. Критикалық параметрлер эмпирикалық формула бойынша анықталады:
Ткр=355+0,97а-0,00049а2 (6)

Келесідей есептеледі:
а = (1,8 Тср.мол.-359)1515

(7)
t70, t10 –70 және 10% мұнайөнімінің айдалу температурасы
Орташа қайнау температурасы мен тығыздық шамасы белгілі болғанда мұнай фракциялары үшін критикалық температура мен қысымды графиктік жолмен табуға болады. Үлкен көмірсутектер санынан тұратын мұнай фракциялары үшін критикалық параметрлерді псевдокритикалық яғни орташаланған параметрлер деп атайды.
Тп.кр және Рп.кр фракцияның молекулалық массасы мен сипаттамалық факторлар тәуелділігінен график бойынша табады.
Қолайлы салыстыратын жағдайда болатын заттар үшін Т-Р-V күйі, келтірілген деп аталады. Келтірілген параметрлер мына формуламен анықталады:
Тпр = Т/Ткр;
Рпр = Р/Рпр
Vпр = V/Vпр
Тпр, Рпр, Vпр мәндерін сығылу факторы, энтальпия және т.б. үшін технологиялық есептеулерде жиі қолданады.
9. Жоғары қысымдағы және жоғары температурадағы мұнайөнімдері мен олардың буы шынайы күйінен ауытқиды, сондықтан есептеуші формулаларға түзетуші коэфициентін енгізеді.
Егер Ван-дер-Ваальстың негізгі теңдеуіне z коэфициент енгізеді, ол сығылу коэффициенті деп аталады, сонда газ күйінің теңдеуі мына түрде болады:
PV = zRT,
мұндағы z –сығылу коэффициент, ол газ табиғатынан, t, p тәуелді (мұнай буы)
z эксперименталды немесе график көмегімен табылады. Қысым (Рпр) мен температура (Тпр) келтірілген мәнін біліп, z график бойынша табуға болады. Шынайы газдар үшін z=1. мұнай булары мен газды қоспалар үшін 7.3 мен 7.4 формуладағы критикалық параметрлер орнына (Ркр және Ркр) псевдокритикалық параметрлер мәнін қоюға болады (Тп.кр және Рп.кр). Псевдокритикалық параметрлер газтәрізді жеке көмірсутектердің қоспасы үшін, аддитивтілік ережесі бойынша формуламен анықтайды:
Тп.кр = уi·Ткрi;
Рп.кр=уi·Tкрi;
Pп.кр=уi·Ркрi (8)
уi – компоненттердің мольдік үлесі.
10.Фугитивтілік (ұшқыштық). Химиялық таза сұйықтың ұшқыштығы сұйық фазамен тепе теңдік жағдайында оның буының қысымымен өлшенеді.
Рауль және Дальтон заңы бойынша тепе теңдік жағдайында бу және сұйық фазасындағы компоненттің парциалды қысымы өзара тең болады:
(1)
Осыдан келіп
(2)
Р – жүйедегі жалпы қысым; Р°i – жүйе температурасындағы таза компоненттің қаныққан бу қысымы; уi мен хi - бу мен сұйықтағы сәйкесті компоненттің мольдік концентрациясы; k – фазалық тепе теңдік const.
Шынайы газдар мен булар Дальтон мен Рауль заңына бағынбайды әрі жоғары қысым жағдайында сәйкесті түзетулер енгізуді талап етеді. Дегенмен (1) теңдеу сақталады, егер Р мен Р°i орнына мына мәндерді fж және fп енгізсе яғни бу мен сұйықтың фугитивтілігі, сонда (1) мына түрге келеді

fп · уi = fж ·хi; а k= fж/ fп; (3)
Фугитивтілік қысым сияқты сол бірлікте өлшенеді. Фугитивтіліктің қысымға қатысы активтілік коэфициенті деп аталады.
Идеалды газ үшін =1
(4)
осыдан f = · Р (5)
Р – жүйедегі немесе қаныққан бу қысымы
енгізілген температура мен қысымдағы функция болып табылады. Сондықтан графиктік анықтауға болады
12-билет
4 Алкандардың химиялық қасиеттері.
Химиялық қасиеттері. Химиялық тұрғыдан қарастырғанда алкандардың активтілігі төмен, сондықтан да оларды парафиндер (латынша - жақындығы жоқ) деп атайды. Парафиндердің химиялық енжарлығы молекулаларындағы С-С және С-Н байланыстарының беріктігіне байланысты. Оларда тек радикалдық (гомолитті) үзілу болуы мүмкін, ол үшін көбірек энергия жұмсау қажет болады. Молекула мұндай энергияны қыздырғанда немесе жарықпен әсер еткенде ала алады. Оларға қалыпты жағдайда, яғни бөлмелік температурада концентрлі минералды қышқылдар мен сілтілер, тотықтырғыштар әсер етпейді.
Парафиндерге әсіресе орын басу реакциялары тән және де мұндай реакциялар радикалды-тізбекті механизм бойынша жүреді.
Галогендеу реакциясы, мысалы метанды галогендеу.
Нитрлеу реакциясы.
Жоғарыда айтқанымыздай қалыпты жағдайда парафиндер концентрлі азот қышқылымен әрекеттеспейді. Бірақ сұйытылған азот қышқылының ерітіндісімен қыздырғанда нитрлеу реакциясы жүреді. Бұл реакцияны алғаш 1888 ж. Коновалов ашқан, сондықтан ол Коновалов реакциясы деп аталады.

Сульфохлорлау реакциясы.
Парафиндерге күкірт газы және хлордың қоспасымен әсер еткенде радикалдық сульфохлорлау реакциясы жүреді. Бұл процесс фотохимиялық ультракүлгін жарықпен (УКЖ) иницирленеді.
Cl → 2Cl˙
RH + Cl˙ → R˙ + HCl
R˙ + SO2 → RSO2˙
RSO2˙ +Cl2 → RSO2Cl + Cl˙
сульфохлорид
Сульфохлоридтер тез арада гидролизге түсіп сульфоқышқылдар түзеді.
RSO2Cl + H2O → RSO3H + HCl
Бұлардың натрий және калий тұздары сульфонаттар деп аталады
RSO3Na; С16 - С18
Тотығу реакциясы.
Парафиндер қалыпты температурада тотықтырғыштармен әрекеттеспейді. Бірақ жоғарғы температурада олар жанып, көмір қышқыл газына және суға айналады:
CH4 + 2O2 → CO2 + H2O + 891 кДж/моль
Мысалы, 1 кг метан жанғанда 57000 кДж жылу бөлінеді.
Крекинг реакциясы.
Алкандарды 400-6000С қыздырғанда, олардың молекулалары гомолитті ыдырап крекинг (ыдырау) процесі жүреді.
Мысалы:
CH3 – CH2 – CH2 – CH3 → CH3 –CH3 + CH2 = CH2
Бұл реакцияның практикалық маңызы өте зор. Жоғары температурада қайнайтын мұнай өнімдерін (мазут) ыдырата отырып, төменгі температурада қайнайтын бағалы өнімдер алуға болады - бензин, керосин және де басқалар.
Крекинг немесе ыдыраудың жоғарғы температурада негізгі мәні мынада. Көміртек және көміртек молекуласының арасында гомолитті айырылу процесі жүреді. Сол гомолитті ыдырау процесі барысында пайда болған радикалдар әртүрлі жолмен тұрақталады, яғни өнім береді.
Мынадай мысал қарастыралық: пентанның ыдырауы

4.Массаалмасу аппараттары. Қалпақсыз табақты ректификациялық колонна және оның негізгі элементтері, жұмыс істеу принципі.
Принцип работы. Конструктивно бесколпачковые тарелки представляют собой ситчатые или решетчатые диски. Они могут быть со сливными устройствами и без них.
Схема ситчатой тарелки со сливными устройствами показана на рис. V-14. Поток паров, движущихся снизу, пройдя через множество отверстий на тарелке, делится на мелкие струйки. Напором этих струек на тарелке поддерживается слой флегмы, через, который барботируют пары. Высота слоя тем больше, чем больше напор паров. Сливные устройства регулируют так, чтобы не допустить поднятия уровня жидкости на тарелке выше расчетного (обычно 30—100 мм).
На рис. V-15 приведена схема бесколпачковой тарелки без специальных сливных устройств, называемой тарелкой провального типа. Слив флегмы на нижележащую тарелку, как и подъем паров из пространства под тарелкой, осуществляется через отверстия тарелки. Тарелки этого типа могут работать нормально лишь в узких диапазонах нагрузок по парам и жидкостям. При напоре паров выше 'нормального слив флегмы через отверстия тарелки нарушится, а при малом напоре не будет обеспечен нужный уровень флегмы на тарелке.
На бесколпачковых тарелках со сливными устройствами при малом скоростном напоре паров также не поддерживается соответствующий слой жидкости. В таких случаях жидкость проваливается не через сливные устройства, а через те отверстия, через которые проходит пар (как и в тарелках провального типа).
Конструкция. По конструкции бесколпачковые тарелки отличаются друг от друга наличием сливных устройств или отсутствием их. Остальные элементы тарелок (в частности, те, которые составляют зеркало тарелки) могут быть одинаковыми (например, решетчатые, ситчатые и др.).
На рис. V-16 приведена из секций решетчатой тарелки. Она представляет собой лист толщиной 2—3 мм с просеченными в них щелями шириной по 4 мм. Шаг щелей выбирают из условия свободного прохождения паров и прочности листа.
Секции тарелок устанавливают на металлический каркас, приваренный к корпусу колонны, и крепят к нему болтами. Плотность соединений обеспечивается установкой прокладок.
К монтажу бесколпачковых тарелок предъявляют требования точности сборки. Отклонение положения тарелки от горизонтального не должно превышать Vюоо диаметра, т. е. не более Змм для колонны диаметром 3000 мм.
На рис. V-17 показана конструкция нормализованной решетчатой тарелки с карманом и без него. Длина прорезей секций тарелки 60—145 мм. Для удобства сборки и разборки к каждой секции приварена одна или две скобы.
Суммарная площадь прорезей на тарелке составляет 10—25% от общей площади поперечного сечения колонны. Для выравнивания концентрации потоков по колонне тарелки располагают так, чтобы прорези (щели) у соседних тарелок были взаимно перпендикулярны.
Недостатками колонн с решетчатыми тарелками являются узкий диапазон изменения нагрузок по пару и жидкости, а также забивание щелей коксом, механическими примесями и продуктами коррозии.
На практике встречаются ситчатые тарелки, изготовленные из просечно-вытяжных стальных листов. Просечки выполняют на специальных прессах так, чтобы прорези имели наклон к поверхности листа, равный примерно 30°. Такие тарелки иногда снабжают отбойными элементами, также изготовленными из просечно-вытяжных листов. Их устанавливают над тарелкой под углом около 60° к ее поверхности. На рис. V-18 показана секция ситчатой тарелки с отбойниками, изготовленная из просечно-вытяжных листов. Конструкция крепления отбойников к секции тарелки позволяет легко производить их замену и регулировку положения. Тарелка работает нормально, когда весь паровой поток над ней встречается с отбойными элементами.
Контакт паровой фазы и флегмы на ситчатых тарелках происходит в диспергированном слое, который достигает отбойников. Отбойники отделяют капли жидкости от паров и снова возвращают на тарелку.
4 Ароматты көмірсутектерді алудың басты әдістері. Пиролиз өнімдері - ароматты көмірсутектердің негізгі көзі.
По своей ценности в качестве исходных веществ для органического синтеза ароматические углеводороды занимают второе место после олефинов. Среди веществ, получаемых из ископаемого сырья, наибольшее значение имеют бензол и ксилолы. Меньше используют нафталин, толуол, псевдокумол и дурол, из которых последние два частично получают и синтетическим путем.
Температуры кипения изомерных ксилолов очень близки, и их можно разделить только частично и то лишь очень четкой ректификацией (это относится и к изомерным три- и тетраметилбензолам). п-Ксилол и дурол плавятся выше других изомеров, что используют для их выделения из смесей методом кристаллизации. Этот же способ применяют для выделения нафталина.Наличие ароматической системы связей придает ароматическим углеводородам более высокую способность сорбироваться по сравнению с другими углеводородами, особенно с парафинами и нафтенами. Ароматические углеводороды обладают значительной растворимостью в таких полярных жидкостях, как жидкий диоксид серы, диэтиленгликоль, фенол, в которых углеводороды других классов растворяются очень слабо. Они хорошо сорбируются твердыми адсорбентами (активным углем, силикагелем). Эти свойства ароматических углеводородов используют в промышленности для их выделения экстракцией, экстрактивной перегонкой и адсорбцией.
Главным источником получения ароматических углеводородов являются процессы ароматизации ископаемого сырья, а именно пиролиз и риформинг нефтепродуктов и коксование каменного угля.
Продукты пиролиза как источник ароматических углеводородов.
Ранее уже говорилось, что при пиролизе нефтепродуктов с целью получения низших олефинов происходит ароматизация углеводородов с прямой цепью. В результате этого в жидких продуктах пиролиза (в пироконденсате и смолах) накапливаются значительные количества ароматических соединений, которые можно из них выделить.Выход смолы, снижается при пиролизе более легкого сырья, при повышении температуры и времени контакта. Изменение в том же направлении двух последних параметров приводит к увеличению степени ароматизации смолы пиролиза, т. е. содержания в ней ароматических соединений. В результате их выход на исходное сырье при прочих равных условиях проходит через максимум в зависимости как от температуры, так и от времени контакта. На современных установках пиролиза бензина при жестком режиме достигается суммарный выход смолы 20—25 % (масс.), причем смола содержит 85—95 % ароматических веществ. При пиролизе углеводородных газов С3—С4 выход смолы примерно того же состава падает до 5—8%. В этом случае, как и для недостаточно крупных установок пиролиза бензина, становится целесообразной централизованная переработка смолы на нескольких специальных заводах.
При первичной переработке полученных при пиролизе жидких продуктов их разделяют на четыре фракции: 1) так называемую «головку», содержащую в основном парафины и олефины С5; 2) «легкое» масло (75—180°С), состоящее главным образом из моноциклических ароматических углеводородов с примесью олефинов и парафинов; 3) «среднее» масло (180—300°С); 4) остаток, идущий на получение бензольного кокса.
4 Мұнай мен мұнайөнімдерінің жылулық қасиеттерін анықтау (энтальпия, жылусиымдылык, жану жылуы).
Жылулық қасиеттерге жылусыйымдылық, жылулық бутүзілуі (булану) энтальпия, Жану жылуы және т.б.
1. Жылусыйымдылық, С –1 градуста зат массасы бірлігін қыздыруға арналған жылу мөлшері. Суреттеу тәсілінен тәуелді зат құрамын массалық [кДж/(кг·К)], молярлық [кДж/(кмоль·К)], көлемдік [кДж/(м3·К)] деп бөледі.
Практикада көбнесе меншікті жылусыйымдылығын қолданады, оның өлшем бірлігі СИ жүйесінде Дж/(кг·К).
Қыздыру температурасы жоғарлаған сайын сұйық мұнайөнімдерінің жылусыйымдылығы өседі, сондықтан мұнайөңдеуде шынайы және орташа жылусыйымдылығы қабылданған.
Шынайы меншікті жылусыйымдылығын есептеу үшін [кДж/(кг·К)] Крэг формуласы кең қолданылады:
(1)
Т-температура, жылусыйымдылығы анықталған, К.
Мұнайөнімінің химиялық құрамын ескеретін біршама дәл формула Ватсон мен Нельсондікі:
(2)
К – сипаттамалық фактор,
Т-температура, жылусыйымдылығы анықталған, К.
Мұнайөнімінің буының жылусыйымдылығын Бальке мен Кэй (кДж/(кг·К)) теңдеуі бойынша есептеуге болады :
(3)
Тұрақты температурада анықталатын газдар үшін жылусыйымдылық дегеніміз (изобарлық жылусыйымдылық) Ср ментұрақты көлемде (изохорлы жылусыйымдылық) Сv.
Шынайы газдар үшін Ср көп болады Сv, яғни
Ср – Сv = R (4)
R- газды тұрақтылық, 8,315 кДж/(кг·К) тең.
Шынайы газдардың жылусыйымдылығы мына формуламен есептеледі:
Ср = Срº - Ср (5)
Ср°- шынайы газға есептегендегі изобарлы жылусыйымдылық, кДж/(кг·К)
Ср – қысымға жылусыйымдылықтың түзетуі,
Ср – формула бойынша есептеледі:
Срº мен Ср1- келтірілген қысым мен температурадан тәуелді график бойынша анықталған түзетулер;
- ацентриялық факторы, оны мына формуламен анықтауға болады:
= 0,1745+0,0838 Тпр;
Тпр – келтірілген температура.
2. Химиялық таза заттар үшін бутүзілу жылуы дегеніміз (булану) жылу мөлшері, қаныққан мерзімге өткендегі сұйықпен сіңірілген, кДж/кг суреттеледі.
Мұнайөнімінің булану жылуын мына Трутон формуласымен есептеуге болады (кДж/кг):
(1)
К- пропорционалдық коэфициенті
Т- мұнайөнімінің қайнау температурасы, К
М- молекулалық масса
Көптеген көмірсутектер мен олардың қоспасы үшін атмосфералық қысымда К=83,7-91,2
К біршама дәл мәнін мына формуламен табуға болады:
К=36,63+19,13 ед Т (7)
Т- мұнайөнімінің қайнау температурасы, К.
Еще l теңдеуді сұйық және бу фазасының энтальпиясы айырмашылығы бойынша есептеуге болады, ол біркелкі температура мен қысымда алынған:
l =Jtп - Jtж J,кДж/кг (2)
3. Сұйық мұнай фракцияларының меншікті энтальпиясы (Jtж) кДж/кг жылу мөлшерін көрсетеді, онда 1кг (1кмоль) сұйықты қыздыруға қажетті яғни Оº С (273К) берілген температураға дейін. Jtж мына формуламен табады:
(3)
Т- сұйық температурасы
а деп белгілейміз, оның емпературадан тәуелділік мәні анықтамалық кестеде келтірілген.
Бу энтальпиясы (Jtп) жылу мөлшері шамасына сұйық энтальпиясы көп, сұйық булануы мен Буды қыздыруға жұмсалған. Jtп мына формуламен анықтайды:
Jпt = (129,58 + 0,136Т + 0,00059Т2)(4 - 1515) – 309 (4)
Т- бу температурасы
Оны қысқартуға болады, в деп белгілеп, в мәнін қосымшадан табуға болады.
Мұнайөнімі буының энтальпиясы қысым жоғарлаған сайын төмендейді. Мұнай буының энтальпиясын анықтау үшін жоғары қысымда алдымен атмосфералық қысымда энтальпиясын табады және одан жоғары қысымдағы түзетуін есептейді (J):
Jрп = Jtп - J (5)
J – келтірілген қысым мен температурадағы функциясы болып табылады және график бойынша анықталады. J·М/Ткр=f (Тпр,Рпр) (6)
4. Жану жылуы (Q – отынның Жану бөлу қабілеті) – қалыпты жағдайда 1 кг сұйық (қатты) немесе 1м3 газтәрізді отын толық жанғандағы бөлінетін жылу мөлшері.
СИ жүйесінде жану жылуын өлшейді кДж/кг; кДж/моль; кДж/ м3.
Мұнайөнімдерінің жоғарғы және төменгі жану жылуын бөліп қарайды. Алдыңғысы түтіндік газдарды суытқанда бөлінетін жылуды сонымен қатар жанғанда түзілетін жылу конденсациясын, су буын ескереді. Екіншісі ондай емес, яғни төменгі жану жылуы жоғарғы көрсетілген жылу шамасынан төмен болады.
Практикада жылу өнімі көбнесе су буының конденсациясы температурасына дейін суытылмайды, сондықтан есептерде отынның жұмысшы құрамына саналған төменгі жану жылуын Qрн қолданады.
Судың жылу конденсациясы ~ 2500 кДж/кг тең болғандықтан, ал Жану өніміндегі су мөлшері сутек жанғанда түзілгшен (2Н2+О2=2Н2О, яғни 1кг сутек жанғандағы 9 кг су түзіледі) су мен отын (w) ылғалдығынан шығады, онда Qрн = Qв- 2500 (9Н+W);
Qв - жоғарғы т.с, кДж/кг
Н – отындағы сутек құрамы, масс. үлес
W – отындағы су құрамы, масс. үлес.
Отынның т.с. есептеу үшін Менделеев формуласы қолданылады:
Qв = 33915С + 125600Н + 10880 (S-0) (7)
және Qрн = 33915С + 125600Н + 10880(S-0) - 2500(9Н+W) (8)
С, Н, S, О – отындағы сутектің, көміртектің, күкірттің және оттектің сәйкесті қосылыстары, массалық үлесі.
33915, 125600, 10880 – т.с сәйкесті С, Н және S кДж/кг
Жанғыш газдар қоспасының т.с. аддитивтілік ережесі бойынша анықталады:
(9)
Отынның қалыпты жануын ұстап тұру үшін ауа немесе оттек керек. Оттек немесе ауаның теориялық көлемі анықтамалық әдебиеттерден алуға болады VT
Өнеркәсіптік жағдайда көбінше ауа қолданылады, оның шынайы мөлшері теориялықтан біршама көбірек алынады, яғни жану толықтығын қамтамасыз ету үшін. Ауаның шынайы көлемінің Vр теориялыққан қатынасын ауаның артық коэфициенті деп атайды α = Vр/VТ.
Газтәрізді отын үшін α =1,05 – 1,20.
11-билет
5 Алкиндер. Изомерлері. Номенклатурасы. Ацетилен алу. Алкиндердің химиялық қасиеттері.
Құрамында үш еселенген байланысы бар органикалық қосылыстарды ацетилендік көмірсутектер немесе алкиндер деп атайды.
Жалпы формуласы CnH2n-2
Бұл қатардың бастапқы мүшесі ацетилен болып НС ≡СН есептелінеді. Бұларға да гомолықтық қатар тән.
Изомерия құбылысы. Аталуы. Структуралық изомерия, ацетилендік көмірсутектер қатарында төртінші мүшесінен басталады. Алайда С4Н6 изомерлер бір-бірінен көміртек құрылысымен емес тек қана үш байланысының орынымен ажыратылады. Структуралық изомерияның соңғы түрі қатардың бесінші мүшесінен басталады.
Ацетилендік көмірсутектердің аталуы.
Ацетиленді көмірсутектерді жүйелік номенклатура бойынша атағанда, сәйкес қаныққан көмірсутегіндегі ан жалғауының орнына ин жалғауын жалғайды. Ең ұзын тізбекті таңдағанда үш байланысы болатын етіп, тізбекті үш байланысқа жақын шетінен бастап нөмірлейді. Үш байланыстың орнын цифрмен көрсетеді.
Рационалдық номенклатура бойынша ацетилендік көмірсутектерді ацетиленнің туындысы есебінде қарастырады: H3C – C ≡ C – CH3 РН: диметилацетилен ЖН: 2-бутин, немесе бутин-2
НС≡С - СН3 пропин, метилацетилен
Алыну жолдары. Алкиндерді ацетиленді және оның туындыларын алкилдеп немесе көп галогенді туындылардан галогендерді бөлу арқылы алады.
1. Ацетиленді алкилдеу әуелі ацетиленді металорганикалық қосылыстарға көбінесе натрий - ацетиленге немесе магний - галогенацетиленге айналдырады.
Бірінші жағдайда реакцияны сұйық аммиакта жүргізіп натрийдің амидімен әрекеттестіреді.
Екінші жағдайда - эфирде немесе тетрагидрофуранда жүргізіледі, бұл реакцияда моно- және диалкилацетилен түзіледі:
1) НС ≡ СН+ NaNH2 →НС ≡ СNa+R – Br →HC ≡ C-R + NaBr
натрий ацетилениді
НС ≡ СН + CH3MgI → CH4 + HC ≡ CMgI + R-I → HC ≡ CMgR +I2
HC ≡ C – R + CH3MgI → IMg – C ≡ C – R + RI → R – C ≡ C – R+MgI2
2. Қаныққан көмірсутектердің галоген туындыларына сілтінің спиртегі ерітіндісімен әрекет етсе ацетилендік көмірсутектер түзіледі.
CH3 – CHCl2 + 2KOH → HC ≡ CH + 2KCl + 2H2O
CH2Cl – CH2Cl + KOH → CH2 = CHCl +KCl + H2O + KOH → C2H2 + KCl + H2O
Химиялық қасиеттері. Ацетиленді көмірсутектердің химиялық қасиеттерімен танысқанда ацетиленді байланыстың ерекшелігін еске алу керек.
Үш еселенген байланыстың түзілу энергиясы 810 кДж/моль, ал қос байланыстың түзілу энергиясы 62 кДж/моль тең.
Ацетилен және оның гомологтарына қосылу реациясы тән. Оның ішінде электрофильді қосылу реакциясының алатын орны өте зор. Бұл реакция алкендердегі сияқты жүреді, бірақ екі сатымен өтеді. Алғашында қосылу үш еселенген байланыс арқылы жүрсе, кейіннен қос байланыс арқылы өтеді.
Айталық, бромды сутегінің ацетиленге қосылу реакциясы төмендегідей механизм арқылы жүзеге асады:
HC ≡ CH +H+ → CH2 = C- - H + Br- → CH2 = CHBr + H+ → CH3 – CHBr + Br+ → CH2 - CHBr2
Алкиндердің қанықпағандығы алкендермен салыстырғанда күшті болғандықтан, олар электрфильді реагенттермен оңай қосылу реакциясына түсетін сияқты. Бірақ үш еселенген байланыстың π - электрондары көміртек атомының ядроларын жақын орналасуының салдарынан, олар электрофилді қосылу реакциясы алкендермен салыстырғанда аз жылдамдықпен жүреді.
Ацетиленнің этан мен этиленнен айырмашылығы, ол металдармен қосылып ацетиленидтер түзуінде.
Сол сияқты ацетиленге нуклеофилді реагенттермен қосылу реакциясы да тән. Бірақ ол реакцияның жылдамдығы электрофилді қосылу реакциясымен салыстырғанда әлдеқайда төмен.
Мысал ретінде ацетиленмен цианды сутегінің арасындағы реакцияны қарастырсақ болады.
HC ≡ CH + CN → CH = C-H - CN + H+ → CH2 = CH - СN (акрилонитрил)
Сөйтіп жоғарыда айтқандарымыздың бәрі ацетилен және оның туындыларына тән химиялық реакциялар. Енді осы гомологтық қатарға тән нақты реацияларда қарастырамыз.
Қосылу реакциялары
Галогендердің қосылуы. Бұл реакция жоғарыда айтқанымыздай, алкендермен салыстырғанда баяу өтеді:
C2H2 +Br2 → BrCH=CHBr + Br2 = Br2CH-CHBr2
Галогенсутектердің қосылуы
Бұл реакция өз бетімен немесе катализатордың, мысалы бір хлорлы мыс, хлорлы сынап ж.б. қатысуымен өтеді. Олар үш еселенген байланысқа, қос байланысқа қарағанда баяу қосылады. Реакция нәтижесінде өте құнды мономерлік төменгі молекулалық зат винилхлорид алынады.
C2H2 + HCl → CH2 = CHCl
Ацетилен туындыларына галогенсутектер де Марковников ережесі бойынша қосылады, яғни:
RC ≡ CH + HBr → RBrC = CH2 + HBr → RBr2C – CH3
Сутектендіру реакциясы
Үш еселенген байланыс, қос байланыспен салыстырғанда оңай сутектенеді.
Реакция мына схема бойынша өтеді:
СН ≡ СН + Н2 → СН2=СН2 + Н2 → СН3-СН3
Реакцияны алкен түзілісімен, ары қарай жүргізбей тоқтатса да болады. Реакция әлбетте катализатор қатысумен жүреді. Катализатор есебінде палладий немесе никель қолданылады.
Судың қосылуы.
Ацетилендердің олефиндерден өзгешелігі ол суды және қышқылдарды оңай қосып алады.
Күшті қышқылдардың қосылуы көбінесе катализаторсыз-ақ жүреді, суды қосып алу екі валентті сынап сульфатының қатысумен жүреді. Бұл реакция органикалық химияда Кучеров реакциясы деген атпен белгілі. Осы реакцияның нәтижесінде ацетиленнен сірке альдегиді, ал ацетилен туындыларынан сәйкес кетондар алынады. Реакция теңдеулері былай өрнектеледі:
СН ≡ СН + H2O → CH3 - CHO
CH3 -C≡ CH + H2O → CH3 – CO - CH3
Бұл реакцияның механизмін тереңірек қарастырсақ ол былай жазылады.
Ацетилен туындылары, ацетиленге қарағанда сумен оңай әрекеттеседі, және де осы әрекеттесу Марковников ережесіне сәйкес жүреді.
Көгерткіш сутек қышқылымен әрекетесуі (НСN). Осы реакция нәтижесінде өте маңызды мономер акрилонитрил алынады. Реакция теңдеуі былай жазылады:
HC≡CH + HCN → H2C=CHCN
Ацетиленге металдардың қосылуы. Мұндай реакция метан немесе этилен гомологтарына тән. Реакция нәтижесінде ацетиленидтер түзіледі.
HC≡CH+NaNH2 → HC2=CNa+NH3 немесе
HC≡CH+2[Ag(NH3)2]OH → Ag-C≡C-Ag+2H2O+4NH3
Полимерлену реакциясы
HC≡CH→[-CH2=CH2]n-
Олар бірнеше бағытта полимерлене алады.
1) қыздырғанда, әсіресе активтелген көмір қатысса (Зелинский) ацетиленнен бензол түзіледі.

2) Cu2Cl2 әсерінен ацетилен сызықты полимерленіп көбінесе винилацетилен (І) және дивинилацетиленді (ІІ) береді.
HC ≡ CH + CH≡CH → CH≡C - CH = CH2 + HC≡CH →H2C = CH - C ≡ C - CH = CH2
3) Ацетиленді никелдік комплекстік қосылыстармен әрекеттестіргенде циклооктатетраен түзеледі:

Жеке өкілдері
Ацетилен
Оны өнеркәсіпте кальций карбидінен алады. Кальций карбидінің сумен реакциясы ацетиленді береді.
CaO+3C →CaC2+CO
CaC2+H2O →CH≡CH+Ca(OH)2
Ацетилен өнеркәсіпте көбінесе пластмассалар, каучуктар, еріткіштер алу үшін көп қолданылады.
Сол сияқты ол металдарды электрлік әдіспен кесуде кеңінен қолданылады.
5.Жылу аппараттары. Қапталған құбырлы (кожухтрубчатый) жылу алмастырғыш, олардың түрлері және жұмыс істеу принципі.
Основная часть теплообменников нефтеперерабатывающих установок относится к кожухотрубчатым. Общим для кожухотрубчатых теплообменников является то, что они состоят из цилиндрического кожуха (корпуса) и помещенного в нем трубного пучка. Почти все конструкции кожухотрубчатых теплообменников предусмотрены стандартом.
В основу классификации кожухотрубчатых теплообменников положен способ компенсации температурных деформаций. Отличают теплообменники жесткой конструкции и теплообменники с самостоятельной компенсацией трубных пучков (рис. У1-2).
К теплообменникам жесткой конструкции относятся теплообменники ТН, не имеющие самостоятельной компенсации корпуса п теплообменных труб (буква Н означает неподвижность трубных решеток), и ТЛ — имеющие температурную компенсацию корпуса (буква Л означает, что корпус снабжен линзовыми компенсато- р а м и).
Самостоятельную компенсацию трубных пучков имеют теплообменники ТП, в которых температурная компенсация трубного пучка обеспечивается за счет того, что одна из решеток свобод- па и вместе с крышкой может «плавать» внутри корпуса (буква I I означает, что аппарат с плавающей головкой), и теплообменники Т1] с одной трубной решеткой пучка, свободный конец которого образуется 0-образно гнутыми теплообменными трубами.
5 Жоғары парафиндер. Жоғары парафиндерді бөліп алу әдістері және технологиясы.
Главным источником жидких и твердых парафинов используемых в процессах органического синтеза, является нефть. Как известно, нефть состоит главным образом из парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов с большей или меньшей примесью кислород- и серосодержащих соединений. В зависимости от месторождения соотношение в нефти упомянутых углеводородов значительно меняется.
Каждый класс углеводородов представлен в нефти многочисленными гомологами и изомерами: парафины присутствуют ввиде нормальных и разветвленных изомеров; нафтены — пятью шестичленные, с одной или несколькими алкильными группам» разной длины; ароматические углеводороды содержатся в виде бензола и его гомологов (толуол, ксилолы и т. д.); имеются также различные ароматические углеводороды с конденсированными циклами (нафталин, антрацен, их гомологи).
Начальной стадией переработки нефти является прямая перегонка при атмосферном давлении (атмосферная перегонка), при которой из нефти выделяются следующие фракции: бензиновые (40—200°С), лигроиновые (150—250°С), керосиновые (180—300°С), газойлевые (250—360°С). Остаток от атмосферной перегонки (мазут) подвергают далее вакуумной: перегонке для получения смазочных масел с разной летучестью и вязкостью (соляровое, веретенное, трансформаторное и др.).
В смазочных маслах, газойлевых и керосиновых фракциях может содержаться до 30 % н-парафинов. Для их выделения применяют несколько методов.
Способ кристаллизации используют в двух вариантах: с растворителями и без них. Кристаллизация без растворителей возможна для газойля и маловязких масел. Фракцию охлаждают рассолом и отделяют твердую лепешку (парафиновый гач), в которой еще содержится ≈30% жидких углеводородов. Для их отделения проводят «выпотевание»: гач помещают на ситчатую тарелку и нагревают, получая сравнительно чистый парафин.
Более распространена кристаллизация с растворителем» обычно со смесью низших кетонов и ароматических углеводородов. Фракцию растворяют и охлаждают до минус 5 — минус 30°С; выпавший осадок повторно кристаллизуют из растворителя. Применяют и кристаллизацию с жидким пропаном как растворителем, играющим одновременно роль хладагента; при его частичном испарении достигаются равномерное охлаждение и кристаллизация парафина.
Карбамидная депарафинизация состоит в отделении н-парафинов в виде кристаллических аддуктов с карбамидом. Если нефтяную фракцию смешать с насыщенным водным раствором карбамида при 10—40°С, то выпадает осадок, который после фильтрования и обработки горячей водой или паром при 70—100°С разлагается с выделением карбамида и смеси н-парафинов:

При обработке фракций, богатых парафином, используют растворитель дихлорметан, чтобы смесь не загустевала. Карбамидная депарафинизация применима для любых фракций и не требует низких температур. Ее недостаток — малая селективность.
В парафине, полученном этими двумя методами, допускается наличие примесей до 0,5 % ароматических углеводородов, 0,01 °/о серы и не более 10 % изопарафинов.
Выделение н-парафинов с помощью цеолитов является новым и прогрессивным способом, находящим все более широкое распространение. Он применим к любым фракциям, дает высокую степень извлечения н-парафинов (80—98%), которые получаются в очень чистом виде (98,0—99,2 %). Процесс состоит из двух стадий: адсорбции н-парафинов и десорбции, которые можно проводить в газовой или жидкой фазе при температуре до 300—350 °С и разном давлении. Десорбцию парафинов можно проводить снижением давления, повышением температуры, вытеснением другими веществами (н-пентаном, аммиаком) или комбинацией этих способов.
Одна из схем этого процесса (Парекс-метод) изображена на рис. 3. Исходную нефтяную фракцию (сырье) смешивают с газом-носителем (азотом) и в его токе подогревают и испаряют в подогревателе 1. Полученная парогазовая смесь поступает в один из трех адсорбционных аппаратов 2, заполненных цеолитом, где происходит адсорбция н-парафинов. Выходящую из адсорбера смесь охлаждают в холодильнике 3, а в сепараторе 4 отделяют депарафинированный конденсат от газаносителя; последний возвращают на смешение с исходной фракцией. Когда адсорбент полностью насыщается парафином, смесь газаносителя с исходной фракцией направляют во второй адсорбер, в котором уже проведена стадия десорбции. В первый адсорбер подают газ-десорбент (аммиак), предварительно нагретый в подогревателе 5. После десорбции смесь десорбента с парафином охлаждают в холодильнике 6 и разделяют в сепараторе 7, направляя аммиак снова на десорбцию. Из трех адсорбционных аппаратов один работает на стадии адсорбции и два—на десорбции, причем переключение потоков автоматизировано.
5 Мұнайды біріншілік өңдеудің негізгі өнеркәсіптік қондырғылары (мұнайды біріншілік өңдеудің комбинирленген қондырғысы – ЭЛОУ-АВТ-екіншілік айдау).
Мұнай өңдеуді түтікті (АТ) және вакуумды түтікті (ВТ) немесе атмосфералы-вакуумды түтікті (АВТ) қондырғыларда жүзеге асырады. Технологиялық мұнай айдау қондырғылары барлық МӨЗ негізін құрайды. Оларда мұнай химия өндірісі үшін және екіншілік процесер үшін шикізаттар, майлағыш майлар, мотор отынының барлық компоненттері өндіріледі.
Біріншілік мұнай өңдеу қондырғысы үздіксіз жұмыс жасау үшін және МӨЗ өңдеуге түскен мұнайөнімінің сапасын жақсарту үшін мұнайды қосымша тұзсыздандырып, сусыздандырады. Егер мұнайда хлоридтер құрамы 3-5 мг/л және су болса жеткілікті деп саналады.
Заманауи өнімділігі жоғары мұнай өңдеу қондырғысы дегеніміз ол: екіншілік айдау мен бензин фракциясы тұрақтанған, тұзсыздану және сусыздану процестері комбинирленген болып табылады: ЭЛОУ-АВТ-екіншілік айдау.
ЭЛОУ-АВТ-екіншілік айдау комбинирленген қондырғысының принципті технологиялық кескінімен танысамыз. Қондырғы келесі бөліктерден тұрады:
Екісатылы сусыздану және тұзсыздану блогы;
Мұнайды атмосфералық айдау блогы;
Мазутты вакуумды айдау блогы;
Бензин фракциясын екіншілік айдау және тұрақтандыру блогы.
Блок ЭЛОУ
ЭЛОУ негізгі аппараты электродегидраторлар болып табылады. Мұнайды тұзсыздандыру процесі үлкен су мөлшерін қолданумен байланысты. Престті суды қолдануды қысқарту үшін сәйкесінше, көптеген МӨЗ ағын су мөлшерін азайту үшін жуылған су берілуіне қарсы ағыны бар екісатылы кескінді қолданады.
Екісатылы тұзсыздану және сусыздану ЭЛОУ принципті кескінін қарастырайық (схема 2).
Шикі мұнай (I) сорғышпен жылуалмасқыш арқылы, жылулық қыздырғыштар арқылы сорылып алынады да, 110-120°С температурамен бірінші сатылы электродегидраторларға түседі. Шикізатт сорғыш алдында мұнайды деэмульгаторға енгізеді, ал булы қыздырғыш алаңы – сілті ерітіндісі. Құрамында суы бар рН мәні төмен мұнай үшін сілті ерітіндісін енгізу онда бейтарап орта қамтамасыз ету керек. Мұнайда сілті мен деэмульгатордан басқа қалған су қосылады, онда екінші дәрежелі электродегидратордан бөлінеді де инжекторлы араластырғышқа сорылады. Араластырғышта мұнай сілтімен және сумен біркелкі араласады. Бірінші дәрежелі электродегидратордан үстінен толық емес сусызданған мұнай екінші дәрежелі электродегидраторға түседі, оның жоғарғы жағынан қызғаннан кейін АТ блогына тұзсызданған және сусызданған мұнай беріледі.
Мұнайды электротұзсыздандыру процесінің негізгі технологиялық параметрлері t, Р, жуған судың шығымы, деэмульгатор шығымы, сонымен қатар электродегидраторлардың меншікті өнімділігі болып табылады.
ЭЛОУ-АВТ-екіншілік айдаудың қондырғысында мұнайды атмосфералық айдау қондырғысы
Технологиялық кескін мен атмосфералық айдау режимін таңдау мұнай сапасынан тәуелді болады.
Еріген газдың мөлшері азғантай мұнайды өңдеу (1,2% дейін С4 бірге кіреді), салытырмалы түрде жоғары емес бензин құрамы (12-15% фракциялар 180°С дейін) және фракция шығымы 350°С дейін 45% көп емес энергетикалық тиімді АТ жүзеге асыруға болады яғни бір күрделі бүйірлі отпорлы секциясы бар ректификалық бағанмен.
Еріген газының құрамы жоғары жеңіл мұнайды айдау үшін (1,5-2,2%) және бензинді фракциялар (20-30% дейін) әрі 350°С дейінгі фракциялар (50-60%) АТ блогында қолданған дұрыс яғни алдын ала бензинденген бағанамен және күрделі бүйірлі отпорлы секциясы бар ректификалық бағанмен. Бұл қондырғылар біршама технологиялық тиімді, фракциялық құрамы әртүрлі мұнай өңдейтін қабілеті бар, себебі бірінші баған потенциалдан 50-60% бензин алынатын, тұрақтандырғыштың функциясын атқарады, мұнайдың фракциялық құрамындағы тербелісті реттейді және негізгі ректификациялық бағанның тұрақты жұмысын қамтамасыз етеді.
Екібағанды атмосфералық трубчатканың блогының принципті кескінімен танысайық (схема 3.15). ЭЛОУ тұзсызданған және сусызданған мұнайды қосымша жылуалмастырғышта қыздырып, бөлшекті отбензинденген бағанға береді (1). Осы бағанның жоғарғы жағынан кеткен көмірсутекті газ бен жеңіл бензин конденсацияланып, ауа және сумен суыту аппаратында суытылады да орошения ыдысына бағытталады. Конденсат бөлігін баған 1 бас жағына орошения ретінде қайтарады. Отбензинденген мұнай бағанның төмен жағынан 1 құбырлы пешке беріледі, онда қажетті температураға дейін қыздырылып, атмосфералық бағанға 2 бағытталады, мұнайдың отбензинденген бөлігі 4 пештен 1 бағанның төмен жағына ыстық струя түрінде қайта оралады. 2 бағанның бас жағынан ауыр бензинді алады да, бүйірінен отпорлы 3 баған арқылы отынды фракцияларды шығарады 180-220 (230), 220 (230)-280°С және 280-350°С. Атмосфералық баған, өткір орошениядан бөлек, екі циркуляциялық орошениясы болады, имеет два циркуляционных орошения, которыми отводят тепло ниже отбора фракций 180-220 220-280°С в нижние части атмосферной и отпорных колонн подают перегретый водяной пар для отпарки легко кипящих фракций. С низа атмосферной колонны выводят мазут, который направляют на блок вакуумной перегонки.
ЭЛОУ-АВТ-екіншілік айдау қондырғысында мазутты вакуумды айдау блогы
Блоктың негізгі назначение –фракциялық құрамы кең (350-500°С) вакуумды газойль алу, ол каталитикалық крекинга, гидрокрекинг қондырғысында шикізат ретінде қолданылады. Мазутты вакуумды айдау процесінде отындық нұсқа бойынша бірреттік булану кескінін қолданған дұрыс, оған применяя одну сложную ректификационную колонну с выводом дистиллятных фракций через отпорные колонны или без них.
Блоктың принципті технологиялық кескіні келесідей (схема 3.16):
АТ блогының атмосфералық бағанынан төмен жағынан алынған мазут, 2 пеш арқылы паралельді ағынмен вакуумды бағанға сорылады 1. Мұнай мен су буының қоспасы, ыдыраушы газдарды жоғарғы жағынан 1 вакуум құрушы жүйеге береді. Конденсатор-мұздатқышта суып, конденсацияланғаннан кейін оны газосепараторда газды және сұйық фазаға бөледі. Газды үшсатылы булыэжекторлы вакуумды сорғышпен сорады, ал конденсатты сулы конденсаттан мұнайөнімін бөліп алу үшін тұндырмаға бағыттайды. Вакуумды бағанның жоғарғы бүйірлі погонына жеңіл вакуумды газойльді тартып алады (соляр). Оның бір бөлігі суығаннан кейін жылуалмастырғышқа бағанның бас жағына жоғарғы айналдырушы орошения ретінде қайтарады.
Екінші бүйірлі погонды кең газойльді (майлы) фракциясын алады. Оның бөлігін суығаннан кейін орталық айналушы вакуумды бағанның орошениесі түрінде қолданады. Жылуалмастырғыш пен мұздатқыштан кейін вакуумды газойльдің балансты мөлшерін қондырғыдан шығарады.
С нижней тарелки концентрированной части колонны выводят затемненную фракцию, часть которой используют как нижнее циркуляционное орошение, часть выводя с установки или используют как рецикл вместе с загрузкой вакуумной печи.
Вакуумды бағанның төмен жағынан гудронды алады да суығаннан кейін қондырғыдан шығарады. Гудронның бөлшегі суығаннан кейін жылуалмастырғышқа бағанның төмен жағына квенчинт (рецикл) ретінде келеді. Вакуумды бағанның төменгі жағына және пеш змеевигіне сулы бу беріледі.
Вакуумды бағанның технологиялық режимі:
Температура, °С
қоректену – 395
жоғарғысы – 125
төменгісі – 352
шығысы:
л.в.г – 195
ш.в.г – 260
қараңғыланған фракциялар – 300
Қысым (абс.), кПа – 8,0
Бензинді екіншілік айдау және тұрақтану блогы
Бензинденген және атмосфералық бағанның жоғарғы жағынан алынған тура айдалатын бензиндерде, еріген көмірсутекті газдар болады (С1-С4). Сондықтан олар алдымен құрғақ (С1-С2) және сығылған (С2-С4) газдар бөлінуе отырып тұрақтануға ұшырайды.
Тураайдалатын бензиндер алдын ала тұрақтанғаннан кейін тауарлық ретінде қолданыла алмайды, олардың төменгі детонациялық тұрақтылығы төмен болғандықтан. Пускті қасиетін және тауарлық автобензиндердің буының серпімділігін реттеу үшін көбінше қ.б – 62(85)% болатын бензин фракциясы қолданылады ол сонымен қатар оның детонациялық тұрақтылығы біршама жоғары.
Одан ары өңдеу үшін тұрақтанған бензиндер фракцияларға екіншілік өңдеуге ұшырайды, яғни каталитикалық риформинг процесінің шикізаты ретінде автобензиннің жоғарыоктанды компонентін алу мақсатында немесе жекелеген ароматты көмірсутектер бензолдар, туолуолдар, ксилолдар алуға. Тураайдалатын бензиндерді отындық бағытқа өңдегенде оны екі фракцияға бөлсе жеткілікті: Қ.Б - 85°С және 85-180°С. Ароматты көмірсутектер өндірісінде бастапқы бензинді келесі фракциячларға бөледі: 62-85°С (бензолды), 85-105°С (120) (толуолды) және 150-(120)-140°С (ксилолды).
Бензинді екіншілік айдау және тұрақтану блогының принциптік кескінімен танысайық (схема 3.17). АТ блогынан шыққан тұрақтанбаған бензин жылуалмастырғышта қызғаннан кейін тұрақтану бағанына (дебутанизатор) 1 түседі. Осы бағанның жоғарғы жағынан сығылған газды алады С2-С4, ол конденсатор-мұздатқыш арқылы өтіп, газосепараторға түседі. Конденсат бөлігін 1 бағанға өткір орошения ретінде қолданып, балансты мөлшерін қондырғыдан шығарады. Подвод тепла в низ дебутанизатор төменгі жағына жылу келтіруді пеште тұрақты бензиннің қызған ағынымен жүзеге асырады. Тұрақты бензиннен 2 бағанда С5 - 105°С фракцияларын алады. Осы фракция буы ауамен суыту аппаратында конденсирленеді. Конденсат бөлігін өткір орошения ретінде 2 қайтарады да, балансты бөлігін 3 бағанға бағыттайды. Одан басқа жоғарғы бу бөлігін 2 конденсациясыз 3 бағанға жібереді. 3 жоғарғы жағынан С5 - 62°С фракцитясын, төменгі жағынан – 62-105°С алады, оны қондырғыдан мақсатты шығаруға болады немесе 4 бағанға бензолды (62-85°С) және толуолды (85-105°С) бөлу үшін бағыттайды.
2 баған қалдығын – фракциялары 105-180°С –5 бағанға 105-140°С және 140-180°С фракцияларына бөліну үшін бағыттайды.
4 бағанның төменгі жағындағы жылуды қайнатқыш арқылы келтіреді, ал қалған бағанды (2,3 және 5) – осы бағандардың кубты қалдықтарының пешінде қызған ыстық ағынмен.
Мұнайды біріншілік айдағанда алынған өнімдер тауарлық болмайды және қайтадан байытуға жіберіледі (ГО, депарафининдену) немесе одан ары екіншілік процестерді одан ары қайта өңдеу жолымен.
ЭЛОУ-АВТ-екіншілік айдау қондырғысының шамамен жылдық шығындық көрсеткіштері, жылына өнімділігі млн. т/жылына мұнайға келесідей:
су, млн. м3 – 21
электроэнергиясы, млн. кВт – 54-55
су буы, мың. т – 150
отын, мың. т – 200
10-билет
6.Алкадиендер. Изопрен мен дивинилдің алыну жолдары. Диендердің физикалық және химиялық қасиеттері.
Диен көмірсутектері деп молекуласында екі қос байланыс болатын органикалық қосылыстарды айтады. Олардың жалпы формуласы: Cn H2n-2
Екі қос байланыс құру үшін ең кемінде көміртектің 3 атомы болуы қажет, бұл қатарда бір немесе көміртектің екі атомынан тұратын қосылыстар жоқ.
Екі қос байланыстарының өз ара орналасуына қарай диенді көмірсутектерді негізгі үш топқа бөлуге болады:
1) екі қос байланысқа ортақ көміртек атомы болатын көмірсутектер, яғни аллен және оның гомологтары.
2) қосарланған қос байланысты көмірсутектер - дивинил оның туындылары
3) оқшауланған қос байланысты көмірсутектер.
Дивинил қатарының көмірсутектерін алу тәсілдері этилендік көмірсутектерді алу тәсілдеріне ұқсас. Бірақ тиісті реакцияларды екі мәрте жүргізіп немесе алғашқы зат ретінде өзінің бір қос байланысы бар қосылыстарын пайдалану қажет болады.
1. Дивинил мен изопропенді өнеркәсіпте өздеріне сәйкес бутан-бутилендік немесе изопентан-амилендік қоспаларды сутексіздендіру арқылы алады. Бұл үшін құрамында хром тотығы бар катализаторлар қолданылады.
C4H10 –H2 → C4H8 –H2 → C4H6 (дивинил)
C5H12 –H2 → C5H10 –H2 → C5H8 (изопрен)
2. Өнеркәсіп көлемінде дивинил өндіруде С.В. Лебедев әдісі үлкен роль атқарады. Бұл әдіске сәйкес, этил спиртінің буы сусыздандырылған және сутексіздендірілген катализаторлардың үстінен өткізіледі, осының нәтижесінде шығымы 70 % артығырақ дивинил алынады:
2C2H5OH → C4H6 + 2H2O + H2
Бұл реакция барысында алғашында сірке альдегиді түзіледі, ол окси май альдегидіне айналып сутексіздену нәтижесінде кротон альдегидін береді.
Кротон альдегиді алғашында кротил спиртін түзеді, ал ол сусызданып оңай бутандиенге айналады. Сәйкес реакция теңдеуі былай өрнектеледі:
CH3-CH=CH-CHO→CH3-CH=CH-CH2OH →CH2=CH-CH=CH2
3. Изопрен алуға гликольді циклді ацеталь диоксаль түрінде изобутиленді, құмырсқа альдегидімен конденсациялау арқылы алуға болады. Алынған ацетальді гидролиздеп сусыздандыру жақсы шығыммен изопрен береді.
CH3-C(CH3)=CH2+2H2C=O →(25% H2SO4)→ H2C=O + H2O + CH2=C-СН2-CH=CH2
Физикалық қасиеттері. Дивинил қалыпты жағдайда - газ, изопрен және басқа диендік көмірсутектер - сұйықтар. Көмірсутектердің гомологтық қатарларына тән жалпы заңдылықтар, бұл қатар үшін де өз күшін сақтайды.
Химиялық қасиеттері.
1) Сутектену реакциясы. Бұл реакция катализатор қатысында екі бағытта жүреді.
CH2=CH-CH=CH2 +H2 → CH3-CH2-CH=CH2
→ H3C-CH=CH-CH3
Жоғарыдағы теңдеуден көрініп тұрғандай қосылу 1,2 немесе 1,4 реттерімен өтеді.
2) Галогендер де қосарланған системаға 1,2 және 1,4 бағыттарда қосыла алады, ал 1,4 - орындағы қосылу өнімінің мөлшері диен көмірсутегінің құрылысына, галогеннің тегіне және реакцияның жағдайына байланысты. 1,4 өнімдерінің шығымы температура жоғарылаған сайын әрине (белгілі бір шекке дейін) және хлордан иодқа қарай ауысқан сайын өседі.
CH2=CH-CH=CH2 +Cl2 → CH2Cl-CHCl-CH=CH2
3,4 – дихлор-1- бутен
→ CH2Cl-CH=CH-CH2Cl
1,4 - дихлор - 2 - бутен
3) Галогенсутектерін қосылып алу реакциялары да жоғарыда айтылған заңдылықтар бойынша жүзеге асады.
CH2=CH-CH=CH2 +HCl → CH3-CHCl-CH=CH2
3 – дихлор-1- бутен
→ CH3-CH=CH-CH2Cl
1 - дихлор - 2 - бутен
4) Егерде реакцияға түсетін екі молекуланың біреуі қос байланысты электротерістік атомдар мен қосарланудан электрофилдігі артып активтенсе ондай реакциялар оңай жүреді. Мұндай реакциялар диен синтездері немесе Дильс және Альдер реакциясы деп аталады.
CH2=CH-CH=CH2 + C+δH2=CH-CH=O-δ→
Диендиенофил

(тетрагидробензой альдегиді)
5) Қосарланған қос байланысты диен көмірсутектерінің практикалық маңызды ерекшелігі ретінде бұлардың полимерленіп, каучук тәрізді заттарға айналуға бейімділігін айтады. Полимерленудің жылдамдығы диендердің құрылысына және реакция жүру бағытына байланысты. Полимерленуде мономерлердің жеке молекулалары бір-бірімен 1,2-немесе 1,4-қалыптарға қосыла алады. Бұдан басқа, бір молекула 1,2-қалыпта, ал басқа молекула 1,4-қалыппен реакцияласуы да мүмкін.
Мұндай реакциялар тек диендік кқмірсутектерге ғана тән деп айтсақ қателеспейміз.
Ең бағалы өнімдер 1,4-қалыптардағы әрбір мономердің қалдығы цисконфигурациясы болатын стереореттік полимерлену кезінде алынады. Реакция металл, мысалы алюминий немесе литийорганикалық қосылыстар негізінде дайындалған катализаторларды қолданғанда жүреді. (Циглер-Натта катализаторы)

цис-полибутадиен
…
транс-полибутадиен
Осы реакцияны ашқаны үшін жоғарыда айтылған ғалымдар Нобель сыйлығына ие болды.
6.Ауамен салқындатқындатылатын жылуалмастырғыш. Конструкциялық ерекшеліктері және олардың қолданылу аймақтары.
Булы кеңістікті жылытқыштар – технологиялық қондырғыштарда кең қолданылады. Жалпы сыртқы пішіні горизонтальді цилиндірлік аппарат болып табылады және түбі шар тәріздес болады. Мұнай өнімі корпусқа келіп түседі де содан құбыр арқылы шығып бумен жылынады.
Берілген қалыпты жағдайларға байланысты жылытқыштардың қабырғаларының қысымы есептелген: 0,8; 1,6; және 2,5 МПа.
Қабырғаларының ішкі диаметрлері: 1400, 1600, 2000, 2400, 3000. Жылытқыштардың жылжымалы қақпақты және U-пішінді құбырлы жылытқыш түрлері бар. Жылжымалы қақпақшалы жылытқыштар бу біріншіден үлкен құбырдан өтеді одан кондентатқа айналып, кішкентай құбырдан өтеді. Құбыр шоқтары өте қатты түрде болады және олар колденең орналасқан құбырлы бөліктерден тұрады оның қалыңдығы 10 мм-ге дейі болады. Шоқты құбырлар цилиндрден төмен орналасқан. Жылытқыштың ішіне қажет сұйықтық реттегіш арқылы орналастырылған. Осы жағдайда сұйықтықтың ішіндегі бос кеңістіктің биіктігі 0,35 Д болуы тиіс. Мұндай жылытқыштың конструкциясы өте үлкен мөлшердегі булануды қамтамасыз етеді. Құбырмен түскен және суытылған су ең тереңіне түсіп коллектормен реттеледі.
Қарама-қарсы жағынан қалта арқылы ағылады, сосын қорабтың барлық бетіне таралады. Шоғырлы құбырлы жылу алмастырғыштардың жүзгіш қақпақшасы жылжымалы торға жалғанған осының арқасында толық беттік көлемін жаба алалды. Жылу алмастырғыштардың беттік көлемі: Қыртысқұбырлы жылу алмастырғыштарда диаметрі 20, 25 және 36 мм және 2, 2.5 және 3,5 мм құбырды пайдаланады. Неғұрлым құбырдың диаметрі аз болса, соғұрлым жылу алмастырғыштың беткі болігі тең көлемді аппараттар болады. Жылу алмастырғыштардың құбырының ұзындығы 3,6 және 9 м. Корпустың ішкі құбырының бөлігі 0,32; 0,4; 0,5; 0,6; 0,8; 1,0 м. т.б.
Жылу алмасуағы бу біріншіден: көп санды құбыр арқылы өтеді де содан кейін конденат пайда болады. Ал конденсант аз санды құбырдан өтеді. Жылытқыштың шоқты құбыры жеткілікті сұйықтықпен қамтымасыз етілген. Жылытқыш қабырғасына клген сұйықтық қайнап болған соң құйылмалы пластинка арқылы ағылады. Кейін сорғыш арқылы тербелінеді.
Сұйықтықтың жоғары қысымда болуы үшін автоматты түрде реттегіш арқылы реттеліп тұрады. Жеткілікті деңгей 0,5 Д болып табылады. Осы жағдайда сорғыш қабылдағыш линиясына бу түспейді. Кей жағдайда бу сорғыштың қабырғасына түспеуі үшін ішке қарай кішкене бүгілген қалпақша арқылы жабылады.
Көпағынды жылу алмастырғыштар «құбырдағы құбыр» өте қолайлы жылу алмастырғыш болып саналады. Мұндай жылу алмастырғыштар заводтарда шығарылып және олар арнайы шартты белгілермен белгіленеді немесе шифрлармен, осы шифрлар арқылы оның қалай жұмыс жасайтынын білуге болады. Әрбір құрылымды жылу алмастырғыш арнайы металл құрылым арқылы жасалған.
В последнее время в нефтеперерабатывающей промышленности начинав широко применять аппараты воздушного охлаждения. Это объясняется ограниченностью водных ресурсов в связи со сторительством крупных завод, которые загрязняют водоемы и для очистки которых требуются сложные гидротехнические сооружения. Опыт показывает, что использование воздушных конденсаторов взамен других известных аппаратов экономически оправдано.
Аппараты воздушного охлаждения удобны в эксплуатации, «очистка и ремонт их не требуют больших трудовых затрат. Загрязнение наружной поверхности теплообмена хладоагентом (воздухом) практически отсутствует даже в условиях обдувки их запыленным воздухом и при значительной степени оребрения теплообменных труб. Отсутствует и коррозия наружной поверхности, свойственная всем конденсаторам и холодильникам, что позволяет довольно легко выбирать материал труб для воздушных конденсаторов. Поэтому становится возможным применение требуемых ингибиторов (аммиачной воды и др.), снижающих коррозию не только самих конденсаторов, но и технологически связанных с ними аппаратов.
Эксплуатация воздушных конденсаторов, в которых не применяется вода в качестве хладоагента, исключает опасность аварий в результате внезапного прекращения подачи ее на установку. В случае отключения электроэнергии эти аппараты обеспечивают съем 25—30% тепла за счет естественной конвекции воздуха, что уменьшает вероятность возникновения пожара на время, необходимое для аварийного выключения установки.
В северных районах страны применение воздушных конденсаторов позволяет надежно и экономично охлаждать все технологические потоки, выходящие с установки. В южных районах охлаждение низкокипящих потоков целесообразно проводить в два этапа: воздухом до 60 °С и далее водой в погружных или кожухотрубчатых конденсаторах. В зарубежной практике известны случаи, когда эксплуатация аппаратов воздушного охлаждения оправдана при градиенте температур между охлаждаемой средой и воздухом 10—15°С.
Применяемые в настоящее время конденсаторы и холодильники принципиально отличаются друг от друга расположением трубных секций и конструкцией воздухоподающих устройств. Трубные секции могут быть расположены горизонтально, вертикально, наклонно, в форме шатра и зигзагообразно. В последних четырех случаях аппараты занимают меньшую площадь.
На рис. У1-26 показан конденсатор АВГ (аппарат воздушного охлаждения с горизонтальным расположением секций), серийно выпускаемый Таллинским машиностроительным заводом. Он предназначен для конденсации парообразных сред и охлаждения жидких сред. Аппарат состоит из трех горизонтальных секций с трубами, имеющими поперечное оребрение.
На рис. У1-27 приведена конструкция оребренной шестирядной секции конденсатора. Расположенные по вершинам равносторонних треугольников оребренные трубы длиной 4 м или 8 м путем развальцовки или сварки закреплены в трубных решетках. К решеткам крепят коллекторные крышки, к которым присоединяют подводящие и отводящие трубопроводы. Все секции прикрепляют к металлической раме, установленной на опорных стойках аппарата. Последние, в свою очередь, смонтированы на фундаменте и закреплены на нем анкерными болтами. К раме и стойкам крепят коллектор, через который вентилятор засасывает воздух, и диффузор, направляющий поток воздуха на ребристую поверхность трубных секций.
Проходя внутри трубок, продукт охлаждается воздухом, который прогоняется вентилятором через межтрубное пространство каждой секции.
Вентилятор смонтирован соосно с аппаратом на самостоятельной раме. Он состоит из двигателя, углового редуктора и восьми- лопастного колеса. Характеристику работы вентилятора можно менять путем изменения угла установки алюминиевых лопастей колеса в пределах 10—25°. Применение двухскоростных электродвигателей также позволяет варьировать режим работы конденсатора в широких пределах. В тех случаях, когда температура воздуха настолько низка, что возникает опасность переохлаждения конденсированной жидкости, вентилятор прокачивает воздух сверху; для этого предусмотрена возможность реверсирования электродвигателя вентилятора. При необходимости интенсивность конденсации и охлаждения можно регулировать изменением воздушного потока с помощью жалюзи, устанавливаемых над трубными секциями.
Для снижения температуры охлаждающего воздуха через форсунки оросительного устройства подают распыленную воду. В летнее время температуру воздуха в диффузоре снижают таким способом на 2—10 °С.
На крупных установках несколько аппаратов соединяют в один блок; в результате число опорных стоек уменьшается, так как средние стойки в данном случае являются общими для двух соседних конденсаторов.
Аппараты воздушного охлаждения рассчитаны на давление 6,10, 16, 25, 40 и 64 МН/м2. Рабочие давления устанавливают с учетом температуры и свойств охлаждаемой среды на основании паспортных данных конденсаторов.
В зависимости от коррозионных свойств охлаждаемой среды трубы секций изготовляют из углеродистой и легированных сталей, латуни и сплавов типа АМг; трубные решетки — из сталей марок 16ГС, Х5МУ и Х18Н9Т, сплава АМгб и биметалла (сталь + латунь); крышки — из чугуна Сч18—36, углеродистой и легированных сталей. Чугунные крышки разрешается применять только при температуре до 250°С и расчетном давлении до 1,0 МН/м2.
Регулирование режима работы конденсаторов воздушного охлаждения можно легко автоматизировать. Это не только экономически выгодно, но и создает благоприятные условия для безопасного ведения процесса на технологической установке. Обслуживание конденсатора заключается в основном в уходе за приводным механизмом вентилятора. Для предохранения от повреждения лопастей, поверхностей оребренных труб секций и для защиты эксплуатационного персонала в нижней части воздушного коллектора устанавливают предохранительную плетеную сетку, за целостностью которой нужно постоянно следить.
Чистка внутренних поверхностей труб секций производится довольно редко; в случае необходимости прибегают к промывке водой или химической чистке. Наружные поверхности труб очищают от отложений продувкой сильной струей компрессорного воздуха или промывкой водой с мелким песком.
6.Олефиндерді алудың технологиялық жолдары (термиялық, каталитикалық, парафиндерді дегидрлеу).
Химические реакции, протекающие при термическом крекинге и пиролизе. Наиболее важной реакцией при термических процессах является расщепление углеводородов по углерод-углеродным связям. В результате этой реакции, а также при дальнейшем расщеплении первичных продуктов образуются газообразные и жидкие смеси насыщенных и ненасыщенных углеводородов:

Циклические углеводороды, присутствующие в нефтепродуктах, при тех же условиях отщепляют боковые цепи, а нафтеновые кольца, кроме того, раскрываются с образованием олефинов:


Все перечисленные реакции в отсутствие катализаторов протекают через образование свободных радикалов и имеют цепной характер:
RСН2—СН2R' → RСН2—С+Н2+R' (зарождение цепи),
RСН2—СН2R' + R+'→RС+Н—СН2R' + R'Н (продолжение цепи)
RС+Н—СН2R’→R+' + RСН=СН2
С повышением температуры расщепление идет более глубоко, но дополняется реакциями дегидрирования и циклизации.
Дегидрирование также протекает как радикально-цепной процесс:
RСН2—СН2R' + R+→RСН2— С+НR' + RН,
RСН2—С+НR'→RСH=СНR' + Н+,
Н+ + RСН2—СН2R' → RСН2—С+НR' + Н2.
В результате дегидрирования при 600—650°С начинают появляться очень реакционно-способные диены, например бутадиен-1,3:
СН2=СН—СН2—СН3→ СН2=СН—СН=СН2+Н2
При взаимодействии диенов с олефинами (диеновый синтез) происходят циклизация углеводородов с прямой цепью и ароматизация образующихся циклоолефинов, а из диенов и цикло-олефинов таким путем получают конденсированные ароматические углеводороды, например нафталин:


Кроме газообразных и жидких веществ при всех высокотемпературных процессах переработки нефтепродуктов и углеводородных газов получаются также твердые вещества — углерод (сажа) или кокс. Образование сажи объясняется распадом углеводородов до свободного углерода, например:
С3Н8→2СН4+С, С2Н6→СН4 + С + Н2.Кокс получается при глубокой конденсации ароматических соединений, идущей с отщеплением водорода (дегидроконденсация):

В результате образуются высококонденсированные нелетучие и нерастворимые вещества, из которых и состоит кокс.
Каталитический крекинг. При каталитическом крекинге расщепление углеводородов осуществляется на алюмосиликатах — типичных катализаторах ионных реакций. В их присутствии реакции расщепления идут не по свободнорадикальному механизму, как при термическом крекинге, а по ионному, через промежуточную стадию положительно заряженных карбокатионов. Последние образуются из олефинов, которые получаются хотя бы в небольшом количестве при термическом распаде сырья, и протонов, генерируемых катализатором кислотного типа:
СnН2n + МОН→ Сn+Н2n+1 + МO-.
Карбокатионы не стабильны и способны распадаться на молекулу олефина и карбокатион с более короткой углеродной цепью. Кроме того, они могут отнимать водород в виде гидрид- иона от других нейтральных молекул, также превращая их в карбокатионы. Благодаря этому развивается ионно-цепной процесс расщепления парафинов:


В отличие от свободных радикалов карбокатионы легко изомеризуются, о чем уже говорилось раньше. Вследствие этого и бензине каталитического крекинга содержится много изопарафинов, имеющих более высокое октановое число по сравнению с н-парафинами. Этот эффект еще более усиливается из-за повышенного содержания ароматических углеводородов, которые образуются за счет каталитического перераспределения водорода между молекулами олефина и нафтена. Например:

Состав газов каталитического и термического крекинга также различен. При каталитическом крекинге расщепление углеводородов до соединений с одним или двумя углеродными атомами протекает лишь в небольшой степени, так как карбокатионы СН3 и С2Н5 мало стабильны. Поэтому в газах каталитического крекинга преобладают углеводороды С3 и С4, но в то же время в них содержится больше водорода, чем в газах термического крекинга. Выход газа при каталитическом крекинге составляет 10—15% (масс.).
6.Мұнайды біріншілік өңдеу өнімдері.
9-билет
7.Алкендердің химиялық қасиеттері.
Химиялық қасиеттері. Этилен тобына жататын көмірсутектер құрылысы жөнінен ұқсас, сондықтан химиялық қасиеті жөнінен де бір-біріне ұқсас келеді. Бұлардың химиялық қасиеттері қос байланыстың табиғатына тікелей байланысты. Қос байланыстың біреуі σ, біреуі π – байланыс. σ - байланыс π - байланысқа қарағанда өте берік. Сондықтан π - байланыс жылдам үзіліп, σ - байланысқа айналады, демек, алкендерге тек қос байланыс арқылы қосылу реакциясы тән болғаны.
Қосылу реакциясы барысында қос байланыс электрондар доноры есебінде қатысады. Сондықтан оларға электрофильді қосылу тән.
1. Сутектендіру реакциясы
Жоғары температурада және катализатор қатысқан уақытта алкендер өздеріне сутегін оңай қосып алады.
CH2=CH2 +H2 → CH3-CH3
Катализатор есебінде Pt; Pd және ұнтақталған Nі қолданылады. Лебедев қағидасы бойынша, алкендердегі қос байланыстың орынбасарлары аз болған сайын, олар оңай сутектенеді.
CH3 - CH = CH - CH3 диметилэтилен (бутен-2)
CH2 = CH - CH3 метилэтилен (пропилен)
Яғни, жоғарыда келтірілген қағида бойынша пропилен, бутен-2-ге қарағанда оңай сутектенеді.
2. Галогендеу реакциясы
Алкендер галогендерді оңай қосып алады да, алкендердің қос галоген туындыларын түзеді.
CH2=CH2 +Br2 → BrCH2-CH2Br
Қосылу реакциясы қос байланыстағы орынбасарлар көбейген сайын оңайлана түседі. Бұл этилендік байланыстағы электрондар тығыздығымен түсіндіріледі.
Алкендердің галогендермен әрекеттесу рекциясы, оның ішінде броммен әрекеттесу реакциясы оларды ерітіндіден сапалық және сандық анықтау барысында қолданылады. Жұтылған бром санына байланысты алкендердің құрамын толық анықтауға болады.
3. Гидрогалогендеу реакциялары
Алкендер галогенсутектерді де, өздеріне оңай қосып алады. Соның нәтижесінде келесі теңдеу бойынша галогеналкилді түзеді.
CH2=CH2+HCl → CH3-CH2Cl
Галогенсутектердің симметриялы емес алкендерге қосылуы Марковников ережесі бойынша жүреді. Ол ереже былай айтылады: галогенсутектер симметриялы емес қанықпаған көмірсутектерге қосылу барысында, олардың құрамындағы сутегі әр уақытта сутегі атомдары көп көміртегіне, ал галоген аз сутектенген көміртегіне қосылады.
Мынадай мысал келтірейік:
CH3-CH=CH2+HBr→CH3-CHBr-CH3
Мұндай заңдылықты қалай түсіндіруге болады? Енді осыны қарастыралық.
Пропиленнің этиленнен айырмашылығы - оның молекуласында СН3 радикалы бар. Міне осы радикалдың қос байланысқа әсер етуінен қосылу реакциясы қалай болса солай жүрмей, белгілі бағытта жүреді. Енді осы әсердің мәні неде?
Метил радикалындағы С - Н элементтердің теріс зарядтығының әртүрлі болуы салдарынан көміртек атомы байланыстығы сутек атомдарымен бірігіп электрон тығыздығы өз жағына қарай ығыстыратындықтан теріс зарядталады. Оның әсерінен артық электрон тығыздығы радикалмен көршілес көміртек атомына қарай ығысады, осының салдарынан σ - байланысының өте қозғалғыш бұлтын көміртегінің ең шеткі атомына қарай ығыстырады. Электрондардың мұндай ығысуын структуралық формулада былай бейнелеуге болады:

Алкил тобының мұндай әсерін оң индукциялық эффект деп атайды.
Сөйтіп алкил тобының (+J) қос байланысқа әсерін басқаша түрде былай көрсетуге болады.
CH3→Cδ+H=Cδ-H2 R→ Cδ+H=Cδ-H2
(R - CH3, C2H5, C3H7, т.б.)
Дельта плюс (электрон тығыздығы аз), дельта минус (электрон тығыздығы көп) әріптерімен аздаған оң және теріс зарядтарды белгілейміз. Олай болса, галогенсутек молекуласындағы оң зарядталған сутек ионы ішінара теріс зарядталған галоген СН буынына қосылады. Сөйтіп, реакция иондық механизм бойынша, яғни Морковников ережесі бойынша жүреді.
Н2О, Н2SO4 сияқты реагенттер де олефинге галогенсутектер сияқты қосылады.
4. Сульфолау реакциясы
CH2=CH2+HO-SO2-OH→CH3-CH2-O-SO2-OH
этил күкірт қышқылы
5. Гидратация реакциясы
CH3-CH=CH2+HOH→CH3-CHOH-CH3
6. Тотығу реакциясы
Қанықпаған көмірсутектер, реакция жүргізу жағдайына байланысты, ауадағы оттегімен әртүрлі тотығады.
а) жоғары температурада олар көмір қышқылымен суды түзе жанады.
б) олефиндер қалыпты жағдайда қос байланыс арқылы тотығады. Мысалы, марганец қышқылы калий ерітіндісімен КМnO4 оңай тотығады (Вагнер реакциясы, 1886 г).
CH2=CH2→CH2OH-CH2OH
Бұл реакция қосылыстағы қос байланыстың бар жоғын анықтауда қолданылады. Екі еселенген байланысы бар ерітінділер марганец қышқыл калий ерітіндісін түссіздендіреді.
г) тотықтырғыштардың тегеурінді әсерінен этилендік қосылыстар, сол қос байланысы бар жерінен үзіледі:
Мысалы:
CH3-CH2-CH2=CH2 +[O] → CH3-CH2-COOH + CO2
7. Полимерлену реакциясы
Қанықпаған көмірсутектер полимерлену реакциясына да қатысып үлкен молекулалы заттар түзеді. Мысалы, пропиленді полимерлеу арқылы аса бағалы полимер - полипропиленді алады.
nCH2=CH(CH3) → -[CH2-CH(CH3)]n-
Полимерлену қыздырудың, өте жоғарғы қысымның, бос радикалдың әсерінен және катализатор қатысуымен жүреді. Полимерлену механизміне байланысты, иондық және радикалдық полимерлену болып екіге бөлінеді.
Айталық изобутилен
CH2=C(CH3)-CH3 → [CH2-CH(CH3)2]-
полиизобутилен
Жоғары молекулалы полиизобутилен қондырғыларды қорғағыш заттар және клей іспетті материалдар күйінде мұнай өндіруде көп қолданылады.
Мұндай қанықпаған көмірсутектерден алынған кейбір полимерлер бұрғылау ерітінділері есебінде де қолданылады.
7.«Құбыр ішіндегі құбыр» жылу алмастырғыштары. Конструкциялық ерекшеліктері және құбырларды бекіту түрлері. Оларды қолдану аймақтары.
Известно, что чем больше скорость движения среды, омывающей поверхность теплообменной трубы, тем меньше вероятность загрязнения поверхностей теплообмена. Это в свою очередь обеспечит стабильность коэффициента теплопередачи. Кроме того, при больших скоростях движения теилообменивающихся потоков коэффициент теплопередачи значительно возрастает.
Основным достоинством теплообменников «труба в трубе» является возможность установления наиболее целесообразных для данного процесса скоростей движения теплообменивающихся потоков. Эксплуатационные показатели этих теплообменников при правильных компоновке и обслуживании лучше, чем показатели аппаратов других конструкций.
Другим достоинством теплообменников «труба в трубе» является возможность создания в них чистого противотока. Они пригодны также для теплообмена между средами, содержащими большое количество грязи и различных взвешенных частиц.
В нефтеперерабатывающей промышленности применяют несколько типов теплообменников «труба в трубе», отличающихся конструкцией, схемой компоновки и работы.
ОДНОПОТОЧНЫЕ ТЕПЛООБМЕННИКИ
Отличают неразборные и разборные однопоточные теплообменники. Первые выполнены в виде многоходовых секций с различным числом ходов, вторые — в виде двухходовых секций.
Неразборные теплообменники имеют в основном жесткую конструкцию, выполненную целиком на сварке. Для чистки внутренних труб их двойники делают разъемными. На рис. У1-15 показан теплообменник с приварными и съемными двойниками. На практике такая комбинация возможна, но обычно теплообменники изготовляют либо с приварными, либо с разъемными двойниками.
Жесткие теплообменники типа «труба в трубе» подвержены температурным напряжениям, которые рассчитывают так же, как и напряжения в жестких кожухотрубчатых теплообменниках. По формуле (VI.14) можно подсчитать, что при разности температур теплообменивающихся потоков 70°С во внутренних трубах создается напряжение до 140 МН/м2, а в сварных швах еще больше. Поэтому теплообменники жесткой конструкции применяют при разностях температур не более 40 °С. Чаще всего их используют в качестве холодильников для низкотемпературных потоков. Недостатком теплообменников этого типа является также то, что невозможно осуществить механическую чистку поверхностей теплообмена (при съемных двойниках — наружную поверхность внутренней трубы), вследствие чего их применяют только для сред, не содержащих твердых, несмываемых и нерастворимых осадков.
Вместе с тем рассматриваемые теплообменники отличаются простотой конструкции, малым весом, а также высоким коэффициентом теплопередачи, который обеспечивается благодаря выбору любых скоростей потоков за счет подбора различных диаметров внутренней и наружной труб (25, 38, 48, 60, 76, 89, 108, 133, 159, 194 и 219 мм).
На рис. У1-15 показана одна двухходовая секция теплообменника «труба в трубе» разборной конструкции. Он имеет свободную компенсацию температурных деформаций и для внутренней и для наружной труб; все элементы его доступны для чистки.
Компенсация температурных деформаций достигается с помощью двойника, который соединяет внутренние трубы и свободно размещен в полости крышки (калаче), объединяющей кольцевые пространства аппарата. Двойник соединяется с трубами на фланцах, однако при высоких температурах сред во избежание пропусков соединения выполняют сварными. Для того чтобы трубы располагались концентрично и кольцевое сечение было неизменным по всей их длине, к наружной поверхности внутренней трубы приваривают продольные упоры-ребра. Отдельные секции собирают в теплообменник последовательной сборкой.
Конструкция теплообменников «труба в трубе» позволяет применять в качестве внутренних оребренные трубы. При этом теплообмен становится в 1,5—1,8 раза эффективнее, чем при использовании плоских труб. На рис. VI-16 показаны основные способы оребрения, применяемые в настоящее время в машиностроении. Способ оребрения выбирают в зависимости от свойств среды в кольцевом пространстве теплообменника. Например, продольные ребра эффективны для газовой среды и для маловязких нефтепродуктов. Продольные ребра могут быть перфорированными или иметь вырезы, как показано на рис. VI-16. Трубы с приварными шипами применяют в среде высоковязких нефтепродуктов.
В некоторых конструкциях теплообменников «труба в трубе» внутренние трубы могут иметь ребра, выдавленные одновременно и по внутренней и по наружной поверхностям.
Недостатки однопоточных теплообменников разборной конструкции — большое число фланцевых соединений, являющихся источниками течей, а также некомпактность и трудоемкость ремонта.
МНОГОПОТОЧНЫЕ ТЕПЛООБМЕННИКИ
Компактностью и удобством в эксплуатации отличаются многопоточные теплообменники. В табл. У1-3 дана характеристика таких теплообменников, выпускаемых промышленностью.
Размер наружных (кожухных) труб многопоточных теплообменников равен 79X5 мм, внутренних (теплообменных) — 48Х Х4 мм. Допустимое давление при температуре до 100 °С равно
4 МН/м2, допустимая температура составляет 450 °С. С увеличением температуры наибольшее допустимое давление соответственно уменьшается, например, при 200 °С— 3,7 МН/м2; при 300—3,2; при 350—2,8; при 400—2,4; при 450 °С — 1,6 МН/м2.
На рис. VI-17 показана конструкция семипоточного теплообменника. Он состоит из четырнадцати наружных труб диаметром 89 мм, в которых концентрично установлены внутренние оребренные трубы диаметром 48 мм. Наружные (кожухные) трубы по концам развальцованы в трубных решетках и приварены к ним. Передняя решетка изготовлена заодно с распределительной камерой.
Внутренние трубы крепятся к трубной решетке, установленной между распределительными камерами внутреннего и кольцевого потоков. На рис. У1-18, а показан узел крепления, в котором герметичность обеспечивается за счет упругой деформации конической поверхности отверстия в решетке и шаровой поверхности наконечника трубы при затяжке гайки.
Двойники, соединяющие внутренние трубы, крепятся к ним сваркой (если не требуется механическая чистка внутренних поверхностей труб) или с помощью накидных гаек (рис. У1-18, б)\ Разъемные двойники изготовляют для теплообменников, в которых не более семи потоков.
7.Риформинг процесінің маңызы мен жалпы сипаттамасы.
Технология каталитического риформинга. В настоящее время риформинг применяют в промышленности для двух главных целей для повышения октанового числа моторных топлив и для получения индивидуальных ароматических углеводородов.
В первом случае сырьем служит лигроиновая фракция или тяжелые прямогонные бензины, октановое число которых в результате риформинга увеличивается с 35—40 до 80—90 пунктов. Во втором случае риформингу подвергают более узкие фракции нефти, содержащие парафины и нафтены с тем же числом атомов углерода, что и целевой ароматический углеводород. При получении бензола, толуола и ксилолов берут фракции, выкипающие в следующих пределах: для бензола от 60 до 85°С, для толуола от 85 до 105—110°С, для ксилолов от 110 до 130—135°С. При этом для образования бензола необходим более жесткий режим риформинга, чем для образования его гомологов.
Благодаря давлению водорода катализатор риформинга, может работать длительное время без значительного закоксовывания и дезактивирования. При давлении 3,5—5,0 МПа, когда отложение кокса практически исключается, регенерацию катализатора вообще не проводят (безрегенерационный процесс), а после 1—2 лет службы из отработанного катализатора извлекают платину, используя ее для приготовления другого контакта. Недостатком этой системы является невысокая степень ароматизации сырья. В схеме с регенерацией катализатора (ультраформинг) давление водорода более низкое (1,5—2,0 МПа) и через каждые 5—7 сут с катализатора выжигают кокс.
При рениформинге катализатор более стабилен, способен работать при более низком давлении (1 МПа) и высоких нагрузках, обеспечивая повышенную степень ароматизации сырья. При этом в ароматические углеводороды превращается свыше 90% нафтенов и примерно 50% парафинов.
Катализатор риформинга чувствителен к отравлению соединениями серы, причем чувствительность тем больше, чем ниже давление водорода. Поэтому бензин или другую узкую прямогонную фракцию сернистой нефти предварительно очищают от сернистых соединений, обычно гидрированием на катализаторах, стойких к сере (оксиды или сульфиды кобальта, вольфрама и молибдена, их смеси):
RSН + Н2 → RH + Н2S.
Технологическая схема платформинга представлена на рис. 16. Исходную нефтяную фракцию подогревают в теплообменнике 5, смешивают с водородом и нагревают в трубчатой печи 6 до температуры, необходимой для очистки от серы. Гидроочистка проводится в реакторе 4 на катализаторе, стойком к соединениям серы. Горячие газы из аппарата 4 отдают свое тепло исходной нефтяной фракции в теплообменнике 5 и охлаждаются водой (и частично конденсируются) в холодильнике 2. В сепараторе 1 конденсат отделяют от Н2 и Н2S и насосом 3 подают на стадию риформинга.
Перед теплообменником 10 сырье смешивается с циркулирующим водородом, а затем подогревается в теплообменнике 10 и в трубчатой печи 6. Платформинг осуществляют в реакторах 7, 8 и 9 адиабатического типа. Ввиду высокой эндотермичности процесса приходится подогревать реакционную массу из аппаратов 7 и 8 в печи 6. В последнем реакторе 9 платформинг завершается. Тепло горячих газов используют в теплообменнике 10 для подогрева смеси, идущей на риформинг, а затем охлаждают газы в холодильнике 11. Полученный конденсат отделяется от водорода в сепараторе 13 и направляется на стабилизацию.
Водород (с примесью низших парафинов) из сепаратора 13 разделяют на три потока. Один циркуляционным компрессором 12 подают на смешение с очищенной нефтяной фракцией, направляемой на риформинг, другой смешивают с исходной фракцией и подают на гидроочистку, а остальное выводят.
Стабилизация жидкого продукта риформинга заключается в отгонке низших увлеводородов (С4Н10, С3Н8 и отчасти С2Н5), растворившихся в нем при повышенном давлении. Конденсат из сепаратора 13 подогревается в теплообменнике 17 и поступает в стабилизационную колонну 14. Там низшие углеводороды отгоняются, их пары конденсируются в конденсаторе 15, и конденсат стекает в емкость 16. Часть его подают на верхнюю тарелку колонны в качестве флегмы, а остальное количество отводят с установки в виде сжиженного газа. Стабилизованный продукт из куба колонны 14 отдает тепло конденсату в теплообменнике 17 и направляется на дальнейшую переработку.
7.Тауарлық мұнайөнімдерінің сипаттамасы. Отынның негізгі қасиеттері (бензиндердің, реактивті және дизелді отындардың).
Карбюратор отындары. Қазіргі заман техникасында ұшқынмен оталатын іштен жағатын поршенді қозғалтқыштар көп тараған. Бұл қозғағыштарда отыннның ауамен жанғыш қоспасын дайындау үшін дайындау, әдетте, арнайы құралды-карбюраторды пайдаланады және сондықтан, мұнай қозғалтқыштардың отындарын карбюратор отындары дейді.
Төрт ырғақты және екі ырғақты қозғалтқыштар бар, олардың бір-бірімен айырмашылығы цилиндрді жаңа отынмен зарядтау әдісінде. Төрт ырғақты қозғалтқыштар ұшақ және автомобиль көліктерінде, екі ырғақты – мотоциклдер мен мотороллерде пайдаланады. Төрт ырғақты қозғалтқыштың жұмысы поршеннің 4 рет қозғалуынан (ырғақтан) тұрады. Бірінші ырғақты (жіберуде), ауа менотын қоспасынан тұратын ыстық қоспа түсіруші қақпақ арқылы, цилиндрге түсіп, оны толтырады. Екінші ырғақта түсіруші шығарушы қақпақтар жабық және қоспа поршень мен 0,8-2,0 МПа дейін қосылады. Температура 200-4000С дейін көтеріледі. Сығудың соңында, қоспа электр ұшқынынан тұтанады. Отынның жану уақыты өте аз болғанымен- секундтың мыңдық бөлігі болса-дағы, отын біртіндеп жану камерасында алдыңғы жалыннан жана бастайды. Алдыңғы жалын деп газдың жану реакциясы жүретін жұқа қабатын атайды. Нормалды жануда алдыңғы жалын 20-30м/с жылдамдықпен тарайды. Газдардың қысымы жану кезінде біртіндеп 3-6 МПа дейін көтеріледі, ал температура 1600-22000С дейін жоғарылайды.
Үшінші ырғақта (жұмыс істеу жүруі) жанған қысылған өнімдердің энергиясы іске асады, ал төртінші ырғақ уақытында қозғалқыш цилиндрді жану өнімдерінен шығарушы қақпақ арқылы босайды.
Отын есебінде, ұшқыннан от алатын поршен қозғалтқыштары үшін, бензиндер қолданады. Автомобил бензиндерінің негізгі пайдалану көрсеткіштері болып детонациялық тұрақтылық, коррозия қарсы қасиеттері саналады. Ұшақ бензиндерінің сапасын анықтау үшін, одан бөлек мынадай көрсеткіштер, кристалдану температурасы, шайыр заттарының мөлшері, жану жылуы қолданады.
Детоноация деп қозғалтқыштағы отынның жануының ерекше қалыпсыз сипатын атайды, мұнда жұмыстық қоспаның тек бір бөлігі ғана ұшқыннан от алудан кейін кәдімгі жылдамдықпен қалыпты жанады. Отынның жалынның алдында тұратұғын соңғы бөлігі (15-20%дейін), тез өздігінен тұтанып кетедіде, осының нәтижесінде жалынның тарау жылдамдығы 1500-2500 м/с дейін өседі, ал қысым біртіндеп емес, секіріп өседі. Қысымның осындай күрт өзгеруі детонация толқынын тудырады. Цилиндр қабырғасына соққының осындай толқыны және оның көп рет олардан қайтуы, дірілдеу және металдарға тән соғысу дыбысын тудырады. Бұл детонациялық жанудың сыртқы негізгші белгісі пайдаланылған газдағы қар атүтіннің будағының пайда болуы, тағы да цилиндр қабырғасының температурасының күрт көтерілуі. Детонация - өте зиянды құбылыс. Детонациялық режимде қозғалтқыш температурасы төмендейді, отынның сыбағалы шығымы өседі, қозғалтқыштың жұмысы қатты және бір қалыпты емес болады. Одан бөлек, детонациядан поршендердің және пайдаланылған қақпақтардың жануы мен бұзылуы орын алады, электр білте жібі жұмыстан шығады және басқа келеңсіз жағдайлар байқалады. Қозғалтқыштың тозуы үдейді, сондықтан жөндеу аралық уақыты қысқарады. Қарқынды детонация режимінде көп уақыт жұмыс істеу аварияға да алып кеп соғуы мүмкін. әсіресе детонация ұшақ қозғалтқыштарында қауіпті.
Химиялық құрамынан бөлек детонацияға кейбір қозғалтқыш конструкциясының ерекшеліктері және оның пайдалану жағдайы әсер етеді. Сығу дәрежесі көтеру, яғни қозғалтқыштың цилиндрінің толық көлемінің жану камерасының көлеміне қатынасы, қозғалиқыштағы жұмыс температурасы мен қысымның көтерілуіне әкеп соғады, ал бұл, өзінің кезегінде, детонацияға жағдай жасайды.
Көмірсутектердің және отындардың детонациялық тұрақтылығын (ДТ) немесе детонацияға қарсы қасиеттерін бағалауды бір цилиндрлі тұрақты қозғалтқыштарда жүргізеді. ДТ бағалаудың барлық әдістерінің негізінде сынаушы отынды эталондық отындардың қоспасымен салыстыру принципі жатыр. Эталондық қоспа есебінде 2,2,4-үшметилпентан (изооктан) және п- гептан алынған, ал детонациялық тұрақтылық өлшемі есебінде октан саны қабылданған.
Октан саны деп детонациялық тұрақтылықты өлшеудің келісілген мәнін айтады, бұл изооктанның (2,2,4-үшметилпентанның) гептанмен қоспасындағы оның көлемдік үлесі (%-пен) сан жағынан бірдей, детонациялық тұрақтылығы жағынан, сынаудың стандартты жағдайында, эквивалентті өлшем. Изооктанның октан саны 100, сыналушы бензин, стандартты жағдайда, қоспаны сынауда мысалы, 70 изооктаннан және 30 гептаннан тұратындай эквивалентті көрсетсе, онда оның октан саны 70-ке тең. Октан саны – автомобиль бензиндерінің кедей қоспасында және үрлеуді үдетуді қолданбай жұмыс істегендегі детонациялық тұрақтылықты да көрсетеді.
Ұшақ бензиндерінің детонациялық тұрақтылығын (ДТ) бағалау үшін, қозғалтқыштың бай қоспаларында жұмыс істегенінде және үрлеуді үдетуді қолданғанда, отынның нормаланатын көрсеткіші сорттығы болады.
Отынның бай қоспадағы сорттығы – қозғалтқыштың қуатын (%-пен) сынаушы отында жұмыс істегендегі қозғалтқыштың қуатын сорттығы 100 тең деп алынатын эталонды изооктандағы қуатпен салыстырмалы мәнін көрсетеді.
Октан сандары арнайы сынау қондырғыларында қатал стандартты жағдайда анықталынады. Сынаудың екі стандартты әдісі бар: қозғалтқыш және зерттеу. Қозғалтқыш әдісі бойынша сынау жағдайы қатаңдау (айналу жиілігі 900 айналу/минутына, карбюратордан кейінгі жұмыс қоспасының температурасы 1490С). Сондықтан, ол қысу дәрежесі аз қозғалтқыштарға арналған отын ДТ бағалауға дәл әкеледі.
Отындардың детонациялық тұрақтылықтын көтерудің бірден-бір жолы ұшқыннан от алатын қозғалтқыштар үшін, детонацияға қарсы компоненттер қолдану болып саналады. Бұл заттарды бензиндерге, 0,5%-тен көп емес мөлшерде, детонацияға қарсы қасиеттерді едәуір жақсарту мақсатында қосады.
Барлық елдерде төртэтилқорғасын (ТЭҚ) Pb(С 2Н5)4 жоғары тиімділікпен пайдалануда, ТЭҚ 200-2500С-та ақ қорғасынға және бос радикалдарға (этил) жеңіл ыдырайды да олар отын – ауа ортасында жалындау алдындағы кезеңде асқын тотықтың түзілуін баяулатады.
ТЭҚ таза күйінде қолдануға болмайды, себебі цилиндрдің қақпақтарында, оталушы білтесінде және қабырғаларында қорғасын мен қорғасын тотығы жиналады, бұл әрине, қозғалтқыштың жұмысын бұзады. Қорғасын қағын кетіру үшін ТЭҚ-да қорғасынды шығарушы деп аталатындарды қосады. Шығарушы есебінде екібромэтан, бромды этил, -бірхлорнафталин, екібромпропан қолданады. ТЭҚ, шығарушының және бояғыштың қоспасын этил сұйықтығы деп атайды.
ТЭҚ сонымен қабат, этил сұйықтығы да өте улы: олармен жұмыс істегенде және құрамында олар бар этилденген бензиндермен жұмыс істегенде арнайы сақтық ережелерін сақтау қажет. Этилденген бензиндерді басқа бензиннен айыру үшін, оларды аздап бояйды: А-76 марканы сары түске, АИ-93 – қызғыл-қызыл түске, АИ-98- көк түске.
Ауа – реактив қозғалтқыштар отындары. Ұшу аппараттарының көбісі қазіргі кезде газтурбовинтті-турбовинтті (ТВҚ) және турбореактивті (ТРҚ) қозғалтқыштармен жабдықталған. Газтурбовинтті қозғалтқыштарда жану процесі жану камераларында, 40-60м/с компрессормен сығылған ауа берудің және сұйық отын бүркудің нәтижесінде жүреді. Отынның тұтануы электр ұшқынынан болады. Түзілген газдарды ТВҚ және ТРҚ әртүрлі пайдаланылады. ТВҚ-та олар, ауаны сығуға арналған компрессорды айналдырушы турбинада ұлғаяды және ауа винті негізгі күшті тудырады; газдардың ең соңғы ұлғаюы реактивті қақпақта жүреді; газ ағымының қақпақтан өту нәтижесінде қосымша күш (8-12% жалпыдан) пайда болады. ТРҚ –та жану газдары компрессорды айналдырушы турбинада ал одан кейін реактивті қақпақта ұлғаяды; газдар ағымының қақпақтан өту нәтижесінде күш пайда болады. Қазіргі ТРҚ-та жану газдары турбинадан кейін форсажды камераға бағытталады, онда отынның бөлігі қосымша жанады. Форсажды камерадан газдар температурасы жоғарылау реактивті қақпаққа жоғары жылдамдықпен түседі, осының нәтижесінде тарту күші артады.
Ауа-реактивті қозғалтқыштардың отындары – реактивті отындарын, ұшақ керосиндерін – мұнайды тура айдау фракциялары мен каталитикалық крекинг газойлдерінің негізінде, кейбір жағдайларда гидрогенизация процестерін қолданып, дайындайды. Бұрынғы КСРО-да ТС-1, Т-1, Т-2, РТ маркалы отындар, 60-2800С аралығында қайнайтұғын (ұшу жылдамдығы дыбыс жылдамдығына дейінгі қозғалтқыштарда қолданады) ауыр құрамды, қыздыруға төзімді отын шығарады.
Реактивті қозғалтқыштар отындар сапасының негізгі көрсеткіштеріне тығыздық, жағу жылуы, фракциялық құрам, тұтқырлық, бастапқы кристалдану температурасы, арендердің, күкірттің активті күкірт қосылыстарының, шайырлардың және қанықпаған көмірсутектерінің мөлшері, қыздыруға тұрақтылығы жатады.
Тығыздық және жану жылуы реактив отындарының энергетикалық мүмкіндіктерін сипаттайды. Жану жылуы көп болған сайын, белгілі массадан немесе көлемнен бөлінетін энергия мен газдардың қақпақтан өту жылдамдығы жоғары, ал сондықтан да, ұшу жылдамдығы және қуаты көп болады.
Тағы да реактив отынының тиімділігі және толық жану жылуы оның химиялық құрамына байланысты.
Осындай себептерден отындардағы ароматикалық қосылыстар мөлшеріне (20-22% ТС-1, Т-1, Т-2, РТ үшін ауыр, қыздыруға тұрақты, реактив отынына 10%) нормалар белгіленген. Реактив отындарының тиімділігін және толық жануының тағы бір көрсеткіші күйесіз жалынның биіктігі (20-25 мм кем емес) мен люминометрия саны болып саналады. Люминометрия санын, октан саны сияқты, эталон отындармен салыстыру әдісімен анықтайды. Эталон есебінде, люминометриялық саны тиісінше 0 және 100 деп белгіленген тетралин мен октанды қолданады. Реактив отындарының люминометриялық саны 585 төмен болмауы керек. Оның мәні жоғары болған сайын, жалын жарығы төмен болады. Люминометриялық санның санның кемуімен көмірсутектердің құрылымдық топтары мынадай ретте орналасады: нормалды алкандар, изоалкандар, сақина алкандар, алкендер, алкадиендер, арендер.
Реактив отынының стандартында тығыздығы жағынан да шек қойылады (0,755-0,840 г/см3 кем емес), себебі, тығыздық жоғары болған сайын, ұшақтың шектелген көлемді ыдысына бір мезгіл құйылатын отын мөлшері көп болады, сондықтан да, ұшу қашықтығы ұзартады.
Дизел отындары. Дизел деп аталатын, сығудан тұтынатын ішкі жану қозғалтқыштарда төрт тактылы жұмыс процесі ұшқыннан тұтынатын қозғалтқыштарға қарағанда, едәуір басқаша жүреді. Дизел қозғалтқышында бірінші екі тактыларда таза ауаны сорады және қысады. Ауаның температурасы қысу қозғалысының соңында 550-6500С жетеді, ал қысым 4 МПа дейін өседі. Қысу қозғалысының соңында, сығылған және қызған ауаға белгілі бір уакқытта жоғары қысыммен отын порциясы бүркіледі. Отынның майда тамшылары бір қалыпқа келеді де ауа тарайды. Аз уақыт өткеннен кейін отын өзінен өзі тұтанады және толық жанады. Бастапқы бүрку мен отынның тұтану уақытының арасын өзінен-өзі тұтануды тоқтату кезеңі деп атайды. Қазіргі тез жүретін қщозғалтқыштарда бұл кезең 0,002 с көп болмайды. Отынның жануының нәтижесінде газ қысымы 6-10 МПа жетеді.
Сала өндірісі жердегі және судағы техникаларының тез жүруші дизелдері және газтурбиналары қозғалтқыштары үшін Л (жазғы), 3(қысқы), А (арктикалық) тағы да орта айналушы және аз айналушы дизелдер үшін ДТ және ДМ маркалы матор отынын шығарады. Дизел отындары мұнайдың орта дистиллятты 180-3600С аралығында айдалатын фракцияларынан каталитикалық крекингтің және гидрокрекингтің жеңіл фракцияларынан тұрады. Қазіргі кезде, соңғы қайнау температурасы 380-4000С отындар сыналып, қолдануға жіберілуде, дизел отындарының құрамына кокстеу және термиялық крекингтің асылдандырылған газойлдерін пайдалану да алға тұрған мәселе.
Дизел отындарының пайдалануында негізгі сипаттама болып тұтану, фракциялық құрам, тұтқырлық, кокстену, то алу, лайлану, қату температурасы, шайырлы және коррозиялық активті қосылыстар мөлшері кіреді.
Дизел отындарының ең маңызды пайдалану қасиетінің бірі – олардың тез оталып жәй жануы, бұл қысымның біптіндеп көтерілуін және қозғалтқыштың тоқылдаусыз жұмсақ жұмыс істеуін қамтамасыз етеді. Отындардың оталу қасиеті олардың химиялық және фракциялық құрамына байланысты. Бұл, бірінші кезекте, отын компоненттерінің оталу температурасымен байланысты болса керек. Мысалы, арендердің оталу температурасы өте жоғары екендігі (500-6000С) белгілі. Сондықтан ароматикалық көмірсутектердегі көп өнімдер дизел отыны бола алмайды. Керісінше, алкандарға ең төменгі оталу температурасы сипатты және парафинді мұнайлардан дайындалған дизел отындары жақсы пайдалану қасиетін көрсетеді.
Дизел отыгндарының басқа да өте маңызды қасиеттеріне, жылдам жүруші дизелдер үшін, олардың фракциялық құрамы, тұтқырлық, қату температурасы, кокстену, күкірт мөлшері, қышқылдық, су мен механикалық қоспалар мөлшері жатады.
Қолдану жағдайына байланысты шығарылып жүрген дизел отынының үш маркасының да қату температурасы жазғынікі (Л) теріс 5 жоғары болмауы, теріс 35 пен теріс 450С аралығында, қысқынікі (3) теріс 550С, арктикалық (А) маркаларына теріс 600С жоғары болмауы қажет. Қысқы және арктикалық дизел отындары жалпы өндіру көлемінің 30% құрайды. Оларды карбамид пен парафиннен айырылған және сұйық парафиндерді адсорбциялаумен бөлуден шыққан фракциялар негізінде, тағы да жеңілденген керосин-газойл фракцияларынан дайындайды.
Дизел отындары, құрамындағы күкірт мөлшері жөнінен үш түрге бөлінеді: I – күкірттің массалық үлесі 0,05% көп емес; II- күкірттің массалық үлесі 0,2% көп емес; III - күкірттің массалық үлесі 0,5% көп емес.
8-билет
8.Алифатты қатардың көмірсутектерінің галоген туындылары.
Галоген туындыларын көмірсуктердегі бір немесе бірнеше сутек атомдарының орнын галоген атомдарымен орын алмастырғанда шыққан өнімдер деп қарастыруға болады. Осыған сәйкес егер көмірсутек құрамында бір галоген болса, оны моно-, екеу болса ди-, ал екіден көп болса полигалогентуындылар деп атайды. Осы аты аталған класс қосылыстарының ішіндегі ең маңыздысы көмірсутектердің моногалоген туындылары, сондықтан әрі қарай әңгіме солар жайында болмақ.
Қаныққан көмірсутектердің моногалогенді туындылары галогеналкилдер деп аталады. Олардың жалпы формуласы
CnH2n+1 X
Галоген атомының орналасуына, галоген атомымен байланысқан көміртек атомының түр айырмашылығына байланысты галоген туындылары біріншілік (І), екіншілік (ІІ) және үшіншілік (ІІІ) болып бөлінеді.
R - CH2 -Cl (1)
R2 CH- Cl(2)
R3C- Cl (3)
Изомерлері. Галоген туындыларының изомерлері көміртек скелетінің құрылысына және тізбектегі галоген атомының орнына байланысты. Сондықтан, қаныққан көмірсутектерімен салыстырғанда галоген туындыларының изомерлер саны көбірек болады.
Изомерлері қатардың үшінші мүшесінен басталады.
Галогеналкилдердің аттары систематикалық номенклатура бойынша оларға сәйкес қаныққан көмірсутектерінің аттарына галогендердің атын қосу арқылы аталады, галоген атомының тізбектегі орны цифрмен көрсетіледі.
Галоген туындыларының ең қарапайым мүшелерін олардың құрамына кіретін радикалдар бойынша атайды.
CH3 Cl хлорметан, хлорлы метил
CH3 CH2Cl х лорэтан, хлорлы этил
CH3 CH2 CH2Cl 1-хлорпропан, хлорлы пропил
Алу тәсілдері.
Көбінесе моногалоген туындыларды орын басу реакциясы бойынша қаныққан көмірсутектерден, галоген сутектерін қосу арқылы олефиндерден, галогенді сутектерін және фосфор галогенидтер реакциялары арқылы спирттерден алады.
1) Моногалоген туындылары қаныққан көмірсутектерден сутек атомдарын галогендермен орын басу реакциясы арқылы алу ең маңызды техникалық әдіс болып табылады:
СН4 + CI2 →CH3CI + HCI
Физикалық қасиеттері. Қалыпты жағдайда фторлы метил, этил, пропил және бутил, хлорлы метил және этил, бромды метил газдар болып табылады. Қалған галоген алкилдері - сұйықтар, жоғары өкілдері қатты заттар.
Галогендердің тығыздығы фторлы алкилден иодты алкилге қарай өсіп отырады.
HF > HJ
Олардың бірінші мүшелерінің анаша тәрізді иісі болады. Олар іс жүзінде суда ерімейді, бірақ органикалық еріткіштерде жақсы ериді және өздері де жақсы еріткіштер.
Химиялық қасиеттері. Галогеналкилдер реакцияға түскіш қабілеттілігі жоғары органикалық заттарға жатады. Олардың көмегімен органикалық қосылыс құрамына аллкил радикалдарын енгізеді, осыған байланысты олар алкилдеуші реагенттер болып есептеленеді.
Нуклеофилді орын басу (Sn), сондай-ақ ығыстыру (Е) - оларға тән реакциялар.
1. Галогеналкилдерді каталитикалық сутектендіру немесе реакциядан бөлініп шыққан кезде алынған сутекпен немесе галоген сутекпен әсер ету арқылы галоген атомын сутек атомына алмастыруға болады.
R-J+H2→RH+HJ
C2H5J+HJ→C2H6+J2
2. Галоген туындыларына ацетондағы немесе спирттегі галогенді сутек қышқылдары тұздарының ерітіндісімен әсер етіп, бір галогенді екінші галогенге алмастыруға болады.
Мысалы:
R-Cl+NaJ→R-J+NaCl
R-J+AgCl→R-Cl+AgJ
3. Көмірсутектерден спирттерді алу үшін галогеналкилдерді гидролизге ұшыратады. Бұл реакцияның маңызы өте зор. Реакция жоғары температурада, сілтілік ортада, кей жағдайда біршама жоғары қысымда жүргізіледі.
R-Cl+H2O→R-OH+HCl
R-Cl+NaOH→R-OH+NaCl
судағы ерітінді
4. Галогеналкилдерді алкоголяттармен әрекеттестіре жай эфирлер пайда болады.
C2H5Br+NaOC2H5→2NaBr+C2H5-O-C2H5
диэтил эфирі
5. Галогеналкилдермен аммиак және аминдері алкилдеп сәйкес біріншілік, екіншілік және үшіншілік аминдерді синтездеуге болады.
CH3J+NH3→CH3-NH2+HJ
6. Галогеналкилдер көгерткіш қышқыл тұздарымен әрекеттесіп циан алкилдерін және изонитрилдерді береді. Осы реакцияны қолданып, қаныққан көмірсутектерінен карбон қышқылдарын алуға болады:
CH4+Cl2→CH3Cl+KCN→CH3CN
2CH3CN+4H2O→CH3COOH+NH3(CH3COONH2)
7. Карбон қышқылдарының тұздарын галогеналкилдермен қыздырса күрделі эфирлер пайда болады.
C2H5J + AgOCOCH3 → CH3CO-O-C2H5 + AgJ
күміс ацетаты сірке қышқылының этил эфирі
8. Күміс нитритімен қыздырса олар нитроқосылыстар түзеді.
C2H5J+AgNO2→C2H5NO2+AgJ
нитроэтан
9. Металдармен реакцияға түсіп металоорганикалық қосылыстарды береді:
C2H5Br+2Li→C2H5Li+LiBr
10. Көмірсутектердің галоген туындыларын сілтілердің спирттегі ерітіндісімен әрекеттестірсе, басты өнім есебінде олефиндер түзіледі және галогенсутек бөлініп шығады.
Мысалы:
CH3-CH2-CH2Br + KOH →CH3-CH=CH2 + KBr + H20
Жоғарыда қарастырылған реакциялардың бәрі галогенсутектердің химиялық реакцияға қабілеттілігінің өте жоғары қосылыстар екендігінің айғағы.
8.Псевдосұйытылған катализатор қабаты бар каталитикалық крекинг процесінің реакторы. Оның жұмыс істеу принципі және конструкциялық элементтері.
Установки каталитического крекинга с кипящим слоем пылевидного или микросферического катализатора работают на синтетическом или естественном активизированном алюмосиликатном катализаторе, размер частиц которого 20—80 мкм.
Преимуществами данного вида крекинга по сравнению с крекингом, в котором используют шариковый катализатор, являются: 1) возможность простого регулирования в широких пределах степени превращения сырья и циркуляции катализатора; 2) интенсивное перемешивание в реакторе и регенераторе, исключающее местные перегревы и обеспечивающее высокие коэффициенты теплопередачи; 3) меньшие энергетические затраты на транспорт катализатора; 4) более простые конструкции основных аппаратов.
Особенностью процесса является то, что крекинг и регенерация протекают в кипящем слое катализатора, т. е. в слое взвешенных мелких частиц его, находящихся в постоянном движении. Кипящий слой образуется при пропускании газов через слой катализатора. Если скорость газов достаточна, частицы катализатора, отрываясь от слоя, начинают хаотически перемещаться. Интенсивность движения частиц и, следовательно, размеры пор между ними определяются скоростью газов. Чем больше скорость, тем больше высота кипящего слоя при одинаковом объеме спокойного катализатора. Пылевидный катализатор в слое становится подвижным подобно жидкости, поэтому такой слой называют также псевдоожиженным.
Дальнейшее увеличение скорости может привести к режиму пневмотранспорта, т. е. к уносу катализатора. При снижении скорости плотность кипящего слоя увеличивается, объем уменьшается, и катализатор может прийти в спокойное состояние, при котором пары или газы проходят через пустоты между его частицами, не перемещая их и не перемешивая слоя (такой режим создается, например, в стояках реакторов и регенераторов).
Крекинг в псевдоожиженном слое протекает при температуре 460—510 °С и избыточном давлении до 0,18 МН/м2. Скорость потока катализатора в кипящем слое составляет 0,3—0,75 м/с, причем: в 1 м3 смеси содержится 400—660 кг катализатора.
Схемы реакторных блоков. Установки крекинга с кипящим слоем катализатора работают по следующей принципиальной технологической схеме. Нагретое до 400 °С сырье смешивают с горячим восстановленным катализатором, ссыпающимся из регенератора через стояк, и направляют смесь в реактор. Поток катализатора, паров сырья и воды равномерно расдределяется по сечению аппарата, в котором поддерживают определенную высоту и температуру кипящего слоя. Смесь паров углеводородов, полученных в результате реакции, водяных паров и уносимых с ними частиц катализатора, не осевших в отстойной зоне реактора (пустотелой части аппарата), поступает в циклонные сепараторы. В циклонах улавливается катализаторная пыль, возвращаемая по стояку в кипящий слой. Пары из сепараторов направляют в ректификационную колонну.
Закоксованный катализатор из реактора подают в регенератор, где также поддерживается кипящий слой соответствующей высоты. В этом слое происходит выжигание кокса воздухом при температуре 580—650 °С. Температуру регулируют путем отбора избыточного тепла установленными в кипящем слое змеевиками пароперегревателя. Регенерированный катализатор вновь направляют в реактор.
Схема реакторного блока определяется взаимным расположением реактора и регенератора, а также системой подачи (транспорта) в них катализатора. От выбранной схемы блока зависит давление в этих аппаратах. Различают четыре основные схемы реакторного блока.
Схема с двукратным подъемом катализатора, когда регенератор расположен выше реактора, а катализатор транспортируется в разбавленной фазе. Процесс осуществляется при избыточном давлении (0,15—0,3) 105 Н/м2 в реакторе и (0,5—1) 105 Н/м2 —в регенераторе. Регенератор размещают на такой высоте по отношению к реактору, чтобы вес катализатора в спускном стояке обеспечивал преодоление давления в реакторе. При этом условии катализатор транспортируется непрерывно.
Схема с двукратным подъемом катализатора при расположении реактора и регенератора на одном уровне. Реакторный блок работает при одинаковом давлении в обоих аппаратах, что приводит к увеличению расхода энергии на сжатие воздуха.
Схема с расположением реактора и регенератора на одном уровне. Катализатор транспортируется в плотной фазе под действием разности весов в нисходящей и восходящей ветвях с учетом столба катализатора внутри аппаратов. Количество циркулирующего катализатора регулируют изменением плотности его в подъемных стояках, для чего варьируют количество подаваемого в стояки водяного пара или воздуха.
Схема с соосным расположением реактора и регенератора и однократным подъемом катализатора в разбавленной фазе. По этой схеме реактор может быть размещен над регенератором и под ним. На рис. 1Х-8 показаны оба варианта расположения реактора и регенератора, выполненных в одном блоке.
Недостаток крекинга в кипящем слое заключается в том, что из-за интенсивного перемешивания сырье в реакторе смешивается с продуктами реакции, а восстановленный катализатор в регенераторе— с закоксованным катализатором, т. е. отсутствуют противоток и более полная регенерация и обработка катализатора. Поэтому в реакционных устройствах кипящий слой разделен на несколько секций с ограниченным смешением газовой фазы и катализатора в каждой секции.
Реакторы современных установок крекинга с кипящим слоем катализатора представляют собой вертикальные цилиндрические аппараты с коническими или полушаровыми днищами диаметром 2500—12 000 мм, высотой до 27 000 мм. Температура среды в работающем реакторе обычно составляет 450—480 °С. Корпус аппарата изготовляют из углеродистой стали или биметалла.
На рис. 1Х-9 приведена схема реактора, в котором обозначены пять характерных зон: распределения смеси паров сырья и катализатора, реакционная, отстаивания, циклонов и отпарки.
На рис. IX-10 представлена конструкция реактора с такими же характерными рабочими зонами. Он представляет собой цилиндрический аппарат, закрытый сверху и снизу коническими днищами. Диаметр аппарата 5 350 мм, высота 26 400 мм. Корпус аппарата внутри изолирован шлаковатой и покрыт футеровкой из огнеупорного кирпича, облицованной листовой сталью. Верхнее днище реактора также футеруют огнеупорным кирпичом, подвешиваемым за тавровые балки, приваренные к корпусу.
Смесь катализатора с сырьем подают под распределительное устройство реактора — равномерно перфорированную решетку с отверстиями диаметром 35—50 мм. Решетка подвержена интенсивной эрозии и поэтому изготовлена из листовой хромомолибденовой стали толщиной 20—40 мм или из углеродистой стали, а гильзы к отверстиям выполнены из хромомолибденовых сталей. Решетка служит для равномерного распределения потока сырья и катализатора по всему поперечному сечению реактора. Площадь перфорации составляет 5—6% площади решетки.
Распределительное устройство крепится к конусной опоре и свободно опирается по периферии на опорное кольцо, приваренное к корпусу аппарата. Это обеспечивает свободную компенсацию температурных деформаций. Смесь из транспортной линии поступает к решетке через коническую воронку (расширитель), также несколько выравнивающую поток до решетки.
В нижней части реактора путем установки над решеткой вертикальной перегородки образуют отпарную зону (секцию), в которой отработанный катализатор продувают перегретым водяным паром для удаления из него паров углеводородов. Перегородку снабжают несколькими рядами горизонтальных прорезей, через которые катализатор перетекает в зону отпарки вследствие большой плотности кипящего слоя реакционной зоны. Это препятствует движению отпаренных углеводородов в реакционную зону или к стоякам. Пар для продувки катализатора вводят по штуцеру в нижнем конусном днище с помощью форсунок. Иногда отпарные секции выносят за аппарат.
Реакционная зона является пустотелой частью аппарата. Иногда для ограничения внутренней циркуляции сырья и катализатора здесь размещают трубные решетки.
Высота зоны отстаивания обычно не менее 4,5 м, чтобы увлеченные парами мелкие частицы катализатора успели осесть и снова попасть в кипящий слой, высоту которого поддерживают в пределах 6—8 м.
Пары вместе с не осевшей в отстойной зоне катализаторной пылью, поднимаясь вверх, поступают в двухступенчатый батарейный циклонный сепаратор, состоящий из восьми циклонов (по четыре в каждой ступени). В каждом циклоне можно установить самостоятельный стояк для возвращения отсепарированного катализатора в кипящий слой. Однако, учитывая, что в циклонах второй ступени улавливается меньше катализатора, выходные трубы их объединяют в общий бункер с одним стояком. Концы стояков, погруженные в кипящий слой, снабжают клапанами-хлопушками, предотвращающими прорыв паров из этого слоя в стояки. Циклонные батареи со стояками подвешивают в верхней части аппарата за элементы, приваренные к корпусу. Стояки циклонов прикрепляют к нему тягами, не препятствующими свободной компенсации температурных деформаций. Пары из циклонов направляют в сборную камеру реактора и по шлемовым трубам отводят в ректификационную колонну.
Отработанный катализатор, на поверхности которого содержится 1,1 —1,3% кокса, удаляют из аппарата через нижний штуцер и стояк. Трубопроводы для подвода к реактору и отвода от него сырья, продуктов реакции и катализатора имеют диаметр до 1 м. Эти трубопроводы необходимо присоединять к корпусу таким образом, чтобы температурные деформации их не передавались аппарату. На рис. 1Х-11 показан вариант такого соединения, предусматривающий установку линзового компенсатора на штуцеры и гильзовый ввод трубы.
Все внутренние устройства реактора работают в условиях высоких температур при сильной эрозии потоком катализатора, поэтому их изготовляют из сталей марок 08X13 и 1Х18Н9Т.
Рабочие параметры. Основными эксплуатационными показателями реактора являются температура и давление. Средняя температура в реакционной зоне определяется количеством введенных в аппарат сырья и катализатора, их температурой и свойствами. Температурный режим работы реактора при постоянных сырье и катализаторе регулируют изменением температуры предварительного нагрева сырья и кратности циркуляции катализатора.
Кратностью циркуляции называют отношение количества регенерированного катализатора, введенного в аппарат, к количеству поступающего вместе с ним сырья. Это отношение регулируют увеличением скорости подачи катализатора или уменьшением количества поступающего в реактор сырья. Кратность циркуляции катализатора обычно принимают в пределах 4—6.
При высокой кратности циркуляции средняя температура^в реакционной зоне возрастает, и осуществляется более глубокий крекинг. Вместе с тем высокие кратности циркуляции приводят к сильному абразивному износу оборудования и некоторым другим технологическим трудностям.
8 Ацетилен алу процесінің жалпы сипаттамасы. Ацетиленді кальций карбидінен алу.
Ацетилен — бесцветный газ, обладающий в чистом виде слабым эфирным запахом; конденсируется при —83,8 С (0,102 МПа); критическая температура +35,5 °С; критическое давление 6,04 МПа.
Существуют два метода производства ацетилена: более старый— из карбида кальция и новый — из углеводородов.
Получение ацетилена из карбида кальция
Как известно, карбид кальция получают из оксида кальция и кокса в электродуговых печах. Реакция сильно эндотермична и требует больших затрат электроэнергии, что составляет существенный элемент в себестоимости производимого ацетилена. При разложении образовавшегося карбида кальция водой по экзотермической реакции получается ацетилен:
СаО + ЗС → СаС2 + СО,
СаС2 + 2Н20 → С2Н2 + Са (ОН)2,— ∆H°298 = 127,1 кДж/моль.
Из 1 кг технического карбида кальция, содержащего примеси- кокса, оксида кальция и других веществ, получается 230—280 л ацетилена (эта величина называется литражом карбида). Теоретически из 1 кг чистого СаС2 должно образоваться 380 л С2Н2.
При разложении карбида кальция следует соблюдать некоторые условия для нормального протекания процесса. Реакция является гетерогенной, и ее скорость зависит от размера кусков карбида, особенно сильно возрастая при использовании карбидной мелочи и пыли. Реакционную массу необходимо перемешивать так как иначе на кусках карбида может образоваться слой извести, препятствующий полному разложению карбида и приводящий к местным перегревам. Из реакционной зоны нужно постоянно отводить тепло, чтобы предохранить ацетилен от возможной полимеризации и разложения.
Ацетиленовые генераторы. Аппараты, в которых проводится разложение карбида кальция водой, называют ацетиленовыми генераторами. По принципу отвода тепла они бывают двух типов.
1. Генераторы «мокрого» типа, в которых реакционное тепло воспринимается избыточной водой, нагревающейся при этом до 50—60°С. В них на 1 кг СаС2 расходуется около 10 кг воды, причем гидроксид кальция получается в виде суспензии в воде, мало пригодной для последующей утилизации.
2. Генераторы «сухого» типа, в которых реакционное тепло отводится небольшим количеством избыточной воды за счет ее испарения. В этом случае гидроксид кальция получается в сухом состоянии (известь-пушонка), и его легко использовать для приготовления строительных материалов.
Генераторы «мокрого» типа делят по способу загрузки реагентов на следующие системы: «карбид в воду», «вода на карбид» и контактные, в которых вода и карбид кальция находятся в постоянном соприкосновении. Наиболее безопасными и применимыми для производства ацетилена в крупных масштабах являются генераторы типа «карбид в воду». В этих аппаратах куски карбида сразу погружаются в избыток воды, чем исключаются перегревы и создаются условия для лучшего отвода реакционного тепла.
Схема ацетиленового генератора «карбид в воду» изображена на рис. 22. Аппарат примерно на 3/4 заполнен водной суспензией гидроксида кальция. Карбид кальция в виде кусков размером 50—80 мм попадает вначале в промежуточный бункер 1, куда подают азот для вытеснения воздуха. Затем открывают коническую пробку 2 и карбид кальция пересыпается в питающий бункер 5. Подача его автоматически дозируется секторным барабаном 4, скорость вращения которого регулируют в зависимости от потребности в ацетилене. Куски карбида кальция через трубу 6, конец которой погружен в жидкость, попадают на конус 5 и равномерно распределяются по сечению генератора. Разложение карбида кальция происходит на наклонных дырчатых полках 9, причем куски его перемещаются от центра полок к периферии и обратно скребковой мешалкой 10. С помощью мешалки с кусков карбида снимается слой известкового ила.
При разложении карбида кальция водой получаются раствор-суспензия гидроксида кальция в воде (известковое молоко) и шлам, состоящий из твердых примесей к исходному карбиду (кокс, ферросилиций). Шлам оседает на дне генератора и собирается в шлюзовом затворе 11, из которого его периодически выгружают. Известковое молоко непрерывно выводится с низа генератора на отстаивание. Осветленный раствор с добавленной к нему свежей водой возвращают в генератор для разложений СаС2, чем предотвращаются слишком значительные потери ацетилена за счет его растворения в воде. Подача воды автоматически регулируется в зависимости от потребности в ацетилене. Образовавшийся ацетилен отводят из генератора, а при возможном повышении давления в аппарате сверх допустимой нормы (400—450 гПа) избыточный газ выводят в атмосферу через гидравлический затвор 7. Генераторы типа «карбид в воду» имеют производительность до 500 м3 ацетилена в час.
Еще больше мощность у «сухих» генераторов, в которых перерабатывают карбидную мелочь. Основным условием их успешной работы является тесный контакт между частицами карбида кальция и небольшим количеством воды. Это достигается введением воды через специальные разбрызгиватели и наличием в генераторе перемешивающих устройств (вращающиеся барабаны, скребковые мешалки). Благодаря этому исключается перегрев ацетилена и поддерживается равномерная температура 110—115°С.
Примеси и очистка ацетилена. По выходе из генераторов ацетилен имеет высокую концентрацию (свыше 99 % об.) и содержит небольшие примеси NН3, Н2S, РН3 и др. Они образуются при разложении водой соединений, всегда присутствующих в карбиде кальция, в частности нитридов, сульфидов и фосфидов кальция и других металлов:
СаS + 2Н20 → Са(ОН)2 + Н2S.
Эти вещества оказываются очень вредными при химической переработке ацетилена, так как они способны дезактивировать или отравлять катализаторы (например, восстанавливают соли двухвалентной ртути), и очистка является обязательным этапом в производстве карбидного ацетилена. Чаще всего для этого используют водные растворы гипохлорита натрия, окисляющие примеси в соответствующие кислоты, например:
Н2S + 4NaСlO + 2NaОН → Nа2S04 + 4NаС1 + 2Н2О.
Технологическая схема производства ацетилена из карбида кальция в генераторе «мокрого» типа представлена на рис. 23. Карбид кальция транспортируется в вагонетках 1, передвигающихся по монорельсу 2, и ссыпается в бункер генератора 6 «мокрого» типа. Известковое молоко, полученное в генераторе при разложении СаС2 поступает в отстойник 5 непрерывного действия со скребковой мешалкой, которая перемещает отстоявшийся ил к центральному спускному штуцеру. Известковый ил перекачивается затем специальным насосом в отстойные ямы. Осветленный раствор гидроксида кальция в воде из отстойника 5 через холодильник 4 возвращают в напорный бак 5, где к нему добавляют некоторое количество свежей воды для компенсации ее потерь. Из напорного бака вода поступает в генератор 6.
Образовавшийся в генераторе ацетилен, имеющий температуру 50—60 °С охлаждается в холодильнике 7, отделяется от конденсата и проходит насадочный скруббер 8, орошаемый раствором серной кислоты. В нем ацетилен освобождается от остатков аммиака, часть которого уже растворилась в воде из генераторов и в конденсате из холодильника 7. Затем газ направляется в скруббер 9, орошаемый водным раствором гипохлорита натрия, и в заключение —в щелочной скруббер 10 для очистки от следов хлора, захваченного в гипохлоритной колонне. Для всех поглотительных растворов осуществляется циркуляция центробежными насосами; часть отработанного раствора периодически выводят из системы и заменяют свежим. Очищенный ацетилен собирается в «мокром» газгольдере 11, откуда транспортируется потребителю компрессором 13 (или газодувкой) проходя предохранительный гидравлический затвор или огнепреградитель 12.
При получении ацетилена в генераторах «сухого» типа отпадает надобность в отстойнике 5 и холодильнике 4, но схема очистки остается прежней.
8 Газконденсаттар мен табиғи газдарды тасымалдау мен өңдеуге ұңғыда дайындау процесінің технологиясы. Қышқылды компоненттерден газдарды тазарту мен кептіру. Газды фракциялау қондырғысының негізгі өнеркәсіптік кескіні (ГФУ мен АГФУ).
Жанғыш газдар дегеніміз газтәрізді заттар қоспасы: C1- C4 алкандар мен алкендер, сутектер, көміртек тотығы мен H2S, азот, аргон, гелий мен су буы көміртек қостотығы сияқты жанбайтын газдармен сұйытылған.
Жанғыш газдар шыққан тегіне тәуелді келесі топтарға жіктеледі:
1) табиғи (құрғақ), оның көп бөлігі газды кенорнынан өндірілген метаннан тұрады;
2) мұнайлы (майлы), CH4 мен оның гомологтарынан C1- C5 тұрады олар мұнаймен ілесе шыққан;
3) газоконденсатты, құрамы бойынша газконденсатты кенорнынан өндірілген мұнайға ұқсасты;
4) жасанды, оларға жатады: 1) мұнайзауыттық, мұнайды өңдегенде алынған; 2) қатты отынды өңдегендегі газдар (коксты және т.б.).
H2S пен CO2 көмірсутекті газдардың қышқылды коррозиялық-агрессивті компоненттері болып табылады, ол ылғалды ортада құбыр мен қондырғыда ішкі коррозия туғызады да газдың отындық сапасын нашарлатады. Сондықтан осы қоспаларды көмірсутекті газдарды өңдеп, тасымалдау алдында бөліп алып тастау керек.
Газда болатын ылғал, аппаратура жұмысында әртүрлі қиындықтар туғызады. Су буы ұңғыда дайындау жағдайында және тасымалдағанда конденсирлене алады, сол себепті қатты кристалогидраттар түзіп, ол авариялық жағдай туғызады. Осы себепті табиғи газдарды қышқыл компоненттерден тазалағаннан кейін қажетті нормаға дейін міндетті түрде кептіру керек. Практикада жанғыш газдардың ылғал құрамы туралы олардың шықтану нүктесі бойынша судят, ол дегеніміз су буы конденсациялана алатын температура (яғни шық түрінде түседі).
Жанғыш газдарды кептіру. Табиғи газдарды кептіру үшін абсорбциялық процесс кең қолданылады, абсорбент ретінде жоғарыконцентрленген гликоль ерітнділері – диэтиленгликоль (ДЭГ), триэтиленгликоль (ТЭГ), сонымен қатар пропиленгликоль (ПГ) қолданылады.
Газды кептіру процесіне екі саты кіреді, ылғал абсорбциясы мен десорбциясы табақшасы (немесе насадкасы) бар бағанды типті екі аппаратта сәйкесінше жүзеге асады – абсорбер мен десорберде. Абсорбция ~20°С темпераутра мен - 2-6МПа қысымда жүзеге асады, десорбция – төмен қысымда және жоғары температурада 160-190°С. (Схема самостоятельно).
H2S пен CO2 жанғыш газдарды тазалау.. келесі негізгі процестер қолданылады:
- абсорбциялық, физикалық немесе химиялық абсорбентерді әлде олардың қоспасын қолдана отырып;
- адсорбциялық, цеолиттерді қолдана отырып.
- тотықтырғышты, күкіртті қосылыстарды (H2S, меркаптандар) элементтік күкіртке химиялық түрлендіруге негізделген немесе сілтілік ерітіндіні каталитикалық тотықтырып ренегерациялау мен газдарды сілтілік тазалаудың комбинирленген процесін қолданып (Мерокс-процесі типті).
Физикалық абсорбциялық процестерде абсорбенттер ретінде диметиловый эфир полиэтиленгликольдің диметил эфирін (селоксол-процесс), N- метилпирролидон, пропиленкарбонат (флюор-процесс), метанол және т.б. қолданады. Химиялық абсорбенттер ретінде аминдер, сілтілер, аммиак және т.б. кең қолданады
Комбинирленген абсорбциялық процестерде, сіңіруші ретінде физикалық немесе химиялық сіңіргіштер қолданады, практикалық кең таралған «Сульфинол» процесі онда сульфанол мен диизопропаноламина. Ертеде отандық ГӨЗ және МӨЗ жанғыш газдарды тазалауға этаноламинді процестер (МЭА, ДЭА) кең қолданылды.
МӨЗ мұнайзауыттық газдарды бөлу үшін газфракциялану қондырғысының екі типі қолданылады, олардың әрқайсысында компрессия мен конденсация блоктары бар (газды компрессормен сығу процесі мен оны газ және сұйық екі фазалы жүйе түзуімен мұздатқышта суыту): ректификациялық – қысқартып ГФУ; абсорбциялық-ректификациялық – АГФУ. ГФУ – қаныққан газдарды бөлу үшін, АГФУ майлы газды фракциялау мен каталитикалық крекинг бензинін тұрақтандыру үшін.
Көмірсутекті газдарды фракциялауға дейін газдарды алдымен күкірттен тазарту және кептіру блогына бағыттайды.
(схема 5) ГФУ принципті кескіні келесідей: газды шикізаттан алдымен деэтанизаторда 1 құрғақ газ бөліп алады (метан-этан). 1 бас жағында орошения берілуінің төменгі температурасын ұстап тұрады, ол аммиакты конденсатор-мұздатқышта суытылған. Кубты қалдық 1 пропанды бағанға түседі 2, онда ол осы бағанның жоғарғы жағынан шығарылатын пропанды фракцияға бөлінеді де С4 және одан жоғарғы көмірсутектердің қоспасы бутанды бағанға бағытталады 3. осы бағанның ректификаты бутандар қоспасы болып табылады, ол изобутанды бағанда 4 изобутанды және бутанды фракцияларға бөлінеді. Кубты өнімді 3 одан ары пентанды бағанға береді 5. 5 жоғарғы жағынан пентандар қоспасы шығарылады, изопентанды бағанда 6 қ-пентан мен изопентанға бөледі. Төменгі өнім 5 – фракция С6 және одан жоғарғысын қондырғыдан шығарады.
(схема 6) АГФУ принципті кескіні. Каталитикалық крекинг газдарын деэтанизациялауға фракциялаушы абсорбер 1 қолданады. Ол абсорбер-десорбердің комбинирленген бағанын көрсетеді. Фракциялаушы абсорбердің жоғарғы жағында абсорбция жүреді, яғни мақсатты компоненттен газды сіңіру (С3 және одан жоғары), ал төменгі бөлігінде – келген жылу есебінен абсорбентті бөлшекті регенерациялау жүреді. Абсорбент ретінде каталитикалық крекингтің тұрақсыз бензині қолданылады. 1 жоғарғы жағынан құрғақ газ шығады, ал төмен жағынан абсорбентпен бірге – көмірсутектер С3 және одан жоғары, жылуалмастырғыштағы жылуды тұрақтандырушы бағанға береді 2, төменгі жылыту тұрақты бензин болып табылады, ал жоғарғысы – тұрақтану басы. Одан пропанды бағанға 3 пропан-пропиленді фракцияны бөледі. 3 бағанның кубты өнімін бутанды бағанда 4 бутан-бутиленді фракцияға және қалдыққа бөледі (С5 және одан жоғары), сосын тұрақты бензинмен біріктіреді.
7-билет
9. Біратомды қаныққан спирттер. Изомерлері, номенклатурасы. Біріншілік, екіншілік, және үшіншілік спирттер туралы түсінік. Алынуы. Физикалық қасиеттері.
Көмірсутектер құрамындағы сутегін, гидроксил тобына айырбастағанда пайда болатын органикалық қосылыстарды спирттер деп атайды.
Олардың жалпы формуласы:R-OH
Құрамындағы гидроксил тобының санына қарай спирттер үшке бөлінеді.
Бір атомды спиртер, Екі атомды спирттер, Үш атомды спирттер.
Бір атомды спирттер
Изомерлері мен аталуы. Спирттер изомериясы радикал құрылысына және гидроксил тобының орналасу орнына байланысты болады. Гидроксил тобының қандай көміртегімен байланысқанына қарай спирттерді біріншілік, екіншілік және үшіншілік деп бөлінеді.

Аталуы:
Рационалды номенклатура бойынша олардың аттары сәйкес көмірсутек радикалдарына спирті деген жұрнақты қосу арқылы аталады.
Мысалы:

Ал жүйелік номенклатура (ЖН) бойынша сәйкес көмірсутек атына -ол жұрнағы жалғануы арқылы аталады.
Әлбетте, басты тізбекті нөмірлеу, тізбектің гидроксил тобы жағынан немесе гидроксилге жақын жақтан басталады.
Мысалы:

РН: изобутил спирті
ЖН: 2-метил-пропанол -1

ЖН: 2-метилпропанол-2
РН: үшіншілік метил спирті
Физикалық қасиеттері.Спирттер құрамындағы көміртек саны С1-С11-сұйықтар. Олардың қайнау температуралары құрамдарының күрделіленуіне байланысты жоғарылап отырады.
Жоғары спирттер, яғни С12-С20 май тәрізді қою, С21-ден бастап қатты заттар. Спирттер көпшілік жағдайда суда жақсы ериді, бірақ жоғары спирттер суда ерімейді.
Спирттерге сутектік байланыс түзу тән. Сутектік байланыс дегеніміз сутегі атомы мен оттегі атомының арасындағы химиялық байланыстың бір түрі. Мысалы су молекуласы арасында мынадай сутектік байланыс бар:

Ал спирттер молекуласы арасында да осындай байланыс болады:

Осы екі атом арасындағы сутектік байланыс түзу энергиясы шамамен 20-30 кДЖ/моль (немесе 3-8 ккаль).
Спирттердегі гидроксил тобын басқа атоммен немесе топтарға алмастырсақ, бұл өзгеріс сол заттардың қайнау температурасына тікелей әсер етеді.
Спирттерде немесе органикалық еріткіштерде жақсы ериді.
9.Псевдосұйытылған катализатор қабаты бар каталитикалық крекинг процесінің регенераторы. Оның жұмыс істеу принципі және конструкциялық элементтері.
Регенераторы. Корпус регенератора представляет собой вертикальный цилиндр с верхним и нижним коническими днищами. Основное конструктивное отличие регенератора от реактора — наличие в кипящем слое зоны, где размещены коллекторные трубные змеевики, предназначенные для отбора избыточного тепла реакции. В некоторых регенераторах эту зону устраивают выносной (вне аппарата). Тогда катализатор из регенератора поступает в корпус теплообменника и вновь возвращается в регенератор.
Общий вид регенератора диаметром 7000 мм, высотой 21450 мм приведен на рис. IX-12. Восстановление катализатора в нем проводят при 580—650 °С, поэтому корпус аппарата изготовлен из углеродистой стали и покрыт изнутри слоем шамотной футеровки толщиной в один кирпич (250 мм). Между стенкой корпуса и футеровкой— слой тепловой изоляции (шлаковаты). Для защиты футерованной поверхности от износа и разрушения ее облицовывают листовой сталью толщиной б мм. Футеровка верхнего конического днища выполнена из подвесных кирпичей. Применяют внутреннюю изоляцию корпуса регенератора торкрет-бетоном. Для этого к корпусу приваривают шпильки, устанавливают сетчатую металлическую арматуру и наносят слой бетона толщиной 175 мм. Бетонный слой покрывают экранирующей сеткой и слоем торкрет-бетона толщиной 25—30 мм.
Все внутренние устройства регенератора выполняют из стали марки 1Х18Н9Т. Отработанный катализатор поступает в нижнюю часть аппарата по трубе диаметром 800 мм с коническим диффузором, расширяющимся в сторону распределительной решетки. Воздух подают в слой катализатора через кольцевые прямоугольные короба, снабженные перфорированными верхними листами (диаметр отверстий 10 мм). Короба устанавливают в кольцевом участке между корпусом и распределительной решеткой.
В течение одного часа в кипящем слое регенератора выжигают 1500—1600 кг кокса. Процесс сопровождается выделением большого количества тепла, избыток которого (1,4-—1,6 кВт) отнимают пароводяной смесью, прокачиваемой через охлаждающийтрубный змеевик. Этот змеевик, состоящий из нескольких самостоятельно выключаемых секций, располагают вертикально по периферии корпуса на определенном участке (в псевдоожиженном слое).
Размеры кольцевых трубных коллекторов секций составляют 219X8 мм, теплообменных труб — 60X6 мм.
В корпусе регенератора ниже пароводяных коллекторов размещены форсунки для разогрева аппарата и катализатора в начале пуска установки.
Газы реакции (дымовые газы) вместе с частью увлеченного потоком катализатора поступают в двухступенчатый циклонный сепаратор, подвешенный вверху аппарата. Сначала газы направляют в шесть циклонов первой ступени. Отсепарированный в них катализатор собирают в три бункера (один бункер на два циклона) и по их стоякам возвращают в кипящий слой. Далее газы проходят через шесть циклонов второй ступени, где доочищаются от катализатора, поступающего в общий бункер, и также возвращаютсяпо стояку в псевдоожиженный слой.
При правильном подборе режима выжигания кислород воздуха используется полностью. Если в газах регенерации содержитсясвободный кислород, то в верхней части аппарата окись углерода полностью окисляется до двуокиси углерода, и температура средырезко повышается. Чтобы не допустить дезактивации катализатора и предохранить внутренние устройства от воздействия высокой температуры, в корпусе регенератора, несколько ниже циклонов, устанавливают по окружности форсунки, а над циклонами — кольцевой перфорированный коллектор для подачи охлаждающего конденсата. Следует избегать подачи большого количества воды, чтобы предотвратить увеличение уноса катализатора и повышение механического износа циклонов.
Газы, очищенные от катализатора, из циклонов поступают в сборную камеру, реактора. Отсюда через котел-утилизатор, где используется их тепло, газы направляются на доочистку в увлажнитель и электрофильтр и выводятся по дымовой трубе в атмосферу. Восстановленный катализатор удаляют из регенератора через воронку, расположенную на 1500 мм выше распределительной решетки. Содержание кокса на регенерированном катализаторе составляет 0,2—0,3% при кратности его циркуляции 4—5. Режим работы аппарата обусловливается содержанием кокса на поверхности катализатора, количеством подаваемого воздуха и циркулирующего катализатора и др.
Воздух в регенератор поступает из транспортной линии (20%) и через распределительные короба (80%). Количество воздуха должно быть достаточным для выжигания нужного количества кокса. При этом необходимо, чтобы кольцевые короба были загружены одинаково и как можно более равномерно распределяли воздух по сечению слоя регенерируемого катализатора. С увеличением подачи воздуха повышается унос катализатора дымовыми газами и возрастает износ циклонов и стояков.
Важным показателем работы регенератора является кратностьциркуляции катализатора. Чем она больше, тем меньше температура в регенераторе. Однако значение ее ограничивается соображениями экономичности процесса.
Высота кипящего слоя в регенераторе обычно составляет 3— 5 м. При повышении уровня поевдоожиженного катализатора увеличивается его унос с дымовыми газами, нагрузка циклонных сепараторов и электрофильтра.
На тех установках каталитического крекинга с псевдоожижен- ным слоем катализатора, на которых реактор и регенератор размещены один над другим в общем блоке, катализаторопроводы могут быть внешними или установленными внутри блока. В последнем случае отпадает необходимость в катализаторопроводах с изогнутыми участками, что очень важно для уменьшения их износа. Если реактор расположен над регенератором, то транспортирующим агентом для катализатора является сырье; при размещении регенератора над реактором для этой цели используют воздух.
Пуск, нормальная эксплуатация и остановка реакторных блоков. После тщательного внутреннего и внешнего осмотра аппаратов, трубопроводов, дозирующих и питающих устройств, арматуры и т. д. приступают к постепенному разогреву системы нагретым воздухом.
Воздух поступает в систему под давлением из топки, куда он нагнетается турбовоздуходувкой. Температуру газов на выходе из топки повышают постепенно со скоростью примерно 30—40 °С в час. Более форсированное повышение температуры вызывает деформацию аппаратов и трубопроводов, что может нарушить герметичность системы, особенно в местах сопряжения отдельных деталей. При температуре 200—250 °С открывают задвижки на линиях, ведущих к реактору и регенератору, и закрывают задвижку на линии сброса в атмосферу. Воздух поступает в реактор и регенератор в восходящем направлении через пневмопроводы и воздушные трубопроводы, а выводится через выхлопные линии на шлемовых трубах (из реактора) и дымовую трубу (из регенератора).
Одновременно с разогревом аппаратов и трубопроводов в змеевики регенератора начинают подавать водяной пар из пароперегревателя.
Когда температура в аппаратах достигает 280—310°С, начинает загрузку реактора катализатором из загрузочного бункера. Загрузку производят при полностью открытых верхних (запасных) клапанах; регулировку же подачи катализатора осуществляют нижними (рабочими) клапанами.
При загрузке следят за температурой газов в электрофильтре и не допускают ее уменьшения ниже 110°С.
Подачу воздуха во все транспортные линии доводят до нормального количества, установленного технологической картой. Концентрация катализатора в транспортных линиях не должна превышать допустимой; ее регулируют задвижкой на стояке для перепуска катализатора из бункера в указанные линии. Одновременно налаживают также нормальную подачу воздуха в распределительные короба регенератора.
После завершения загрузки на участке от бункера до транспортной линии регенератора загрузочную линию продувают и начинают подавать катализатор из бункера в регенератор. Скорость загрузки должна быть такой, чтобы температура в аппарате не падала ниже 150 °С.
В систему загружают до 40 т катализатора, который нагревают описанным выше способом до 300—320 °С. Дальнейший равномерный разогрев до 425—450°С производят за счет тепла от сжигания топлива, подаваемого ниже слоя катализатора небольшими порциями через каждые 5—10 мин к форсункам в корпусе регенератора. Сжигание топлива — весьма ответственная операция, поскольку возможно образование взрывоопасных концентраций паров его в регенераторе. Температуру на выходе из пароперегревателя доводят до 400—420 °С.
Одновременно с повышением температуры в системе продолжают загрузку катализатора до установленной нормы (150—180 т), азатем налаживают его циркуляцию. Перепуск катализатора из реактора в регенератор осуществляют при стабильном избыточном давлении в реакторе, равном (0,4—0,5) 105 Н/м2, что достигается прикрытием задвижки на шлемовой трубе.
Регулируя работу топливных форсунок, доводят температуру в регенераторе до 500 °С. Реактор разогревают путем увеличения кратности циркуляции катализатора. Температуру газов, выходящих из топки под да>влением, постепенно снижают примерно до 200 °С.
Перед началом пуска реакторного блока в течение 30 мин подают пар в транспортную линию для стабилизации кратности циркуляции катализатора. Проверяют также систему поступления перегретого пара в эту линию и в отпарную зону реактора и надежность закрытия задвижки на линии подачи воздуха в реактор. Одновременно подготавливают к пуску нагревательно-фракционирующую часть установки.
При температуре на выходе из печи 380—400 °С начинают пуск сырья в транспортную линию реактора при одновременном уменьшении подачи перегретого водяного пара.
Питание форсунок регенератора топливом продолжают до тех. пор, пока накопившийся на катализаторе кокс не загорится и температура среды не начнет поддерживаться за счет тепла его сгорания. При этом температура кипящего слоя в регенераторе должна быть не выше 570 °С для предотвращения перегрева катализатора из-за полного окисления окиси углерода.
Общая продолжительность пуска установки составляет 32— 48 ч.
Для нормальной остановки реакторного блока транспортнуюлинию реактора освобождают от сырья, и циркуляцию катализатора в системе осуществляют перегретым паром. После прекращения подачи в реактор накопившегося в колонке шлама пары из реактора отводят через сбросную линию при отключенной шлемовой трубе. Систему продувают и охлаждают водяным паром до 300 °С, а катализатор из реактора перепускают в регенератор и оттуда на^ правляют в бункера.
Нормальная эксплуатация реакторного блока может быть прервана по ряду причин; основные из них приведены ниже.
Прекращение подачи сырья. При этом установку следует перевести на режим циркуляции и начать подачу перегретого пара в транспортную линию реактора, чтобы предотвратить застаивание и уплотнение в ней катализатора.
Прекращение подачи водяного пара. В данном случае установку нужно перевести на режим циркуляции, прекратив подачу сырья в реактор и циркуляцию катализатора в системе реактор— регенератор. Если своевременно не принять соответствующих мер, возможны попадание сырья (нефтепродукта) в транспортную линию регенератора, прогар труб змеевика пароперегревателя и забивание трубопроводов коксом.
Отключение электроэнергии. При этом в транспортную линию реактора необходимо подать перегретый пар, а также закрыть регулирующие задвижки на стояках для катализатора и воздухопроводов. При продолжительном отключении электроэнергии установку в аварийном порядке останавливают.
Увеличение давления в реакторе. В данном случае нужно уменьшить количество подаваемого в аппарат сырья, снизить температуру в зоне реакции, уменьшить количество пара для продувки катализатора и т. д. Если при этом не удается снизить давление, прекращают циркуляцию катализатора.
Прекращение циркуляции катализатора. Оно может быть вызвано закупоркой транспортных линий, зависанием катализатора в стояках и снижением его уровня в регенераторе или реакторе.
Способы ликвидации аварийных ситуаций для каждой технологической установки указаны в регламентах, которыми следует руководствоваться.
Оборудование, трубопроводы, арматура и смесительные устройства подвергаются главным образом абразивному износу потоком катализатора. Внутренние устройства коробятся от воздействия высокой температуры. Сильнее всего изнашиваются транспортные линии и циклонные сепараторы со стояками. Степень истирания зависит от концентрации, размеров частиц и скорости катализатора в транспортируемом потоке, а также от давления его на стенки аппарата или трубопровода в процессе движения (в циклонах, в местах изгибов на транспортных линиях, в нижних частях их горизонтальных участков и т. д.).
9. Ацетилен алу процесінің жалпы сипаттамасы. Пиролиз газдарының құрамы және оларды бөлу әдістері.
Методы пиролиза углеводородов в ацетилен. По способу подвода тепла для проведения высоко- эндотермичной реакции пиролиза углеводородов в ацетилен различают четыре метода.
1. Регенеративный пиролиз впечах с огнеупорной насадкой; ее сперва разогревают топочными газами, а затем через раскаленную насадку пропускают пиролизуемое сырье. Эти периоды чередуются.
2. Электрокрекингпри помощи вольтовой дуги, когда углеводородное сырье подвергают пиролизу в электродуговых печах при напряжении между электродами 1000 В. Затраты электроэнергии доходят до 13 000 кВт-ч на 1 т ацетилена, что составляет главный недостаток метода.
3. Гомогенный пиролиз,когда сырье вводят в поток горячего топочного газа, полученного сжиганием метана в кислороде и имеющего температуру 2000 °С. Этот метод можно комбинировать с другими процессами пиролиза, если в горячие газы первой ступени пиролиза вводить пары жидких углеводородов, для расщепления которых в ацетилен требуется более низкая температура. Возможно и совместное получение ацетилена и этилена.
4. Окислительный пиролиз, при котором экзотермическая реакция горения углеводородов и эндотермический процесс пиролиза совмещены в одном аппарате.
Все эти способы пиролиза углеводородов на ацетилен применяют в промышленности, но наиболее экономичным из них является окислительный пиролиз. Рассмотрим его подробнее.
При недостатке кислорода и высокой температуре сгорание метана происходит в основном по реакции:
СН4 + 02 —> СО + Н2 + Н20, - ∆H298 == 272,2 кДж/моль.
Она протекает очень быстро, и образование ацетилена (как более медленный процесс) начинается лишь в зоне, практически лишенной кислорода. Там же происходит конверсия оксида углерода СО + Н20 ^ С02 + Н2, причем соотношение водорода, оксидов углерода и водяных паров оказывается близким к этому равновесию водяного газа. В практических условиях около 1/3 кислорода расходуется на образование воды, 10—15 % на С02 и 50—55 % на СО.
Поскольку процесс протекает в автотермическом режиме, для поддержания температуры ≈ 1500°С, необходимой для разложения метана, соотношение начальных объемов СН4 и О2 должно составлять 100: (60-65), что находится вне пределов взрываемости этих смесей. Опасные концентрации могут возникнуть лишь во время смешения, проводимого при достаточно высокой скорости и турбулентности потока газов. Само горение метана характеризуется некоторым периодом индукции, длительность которого зависит от температуры и давления. Для метанокислородных смесей указанного выше состава при атмосферном давлении и 600 °С период индукции составляет с, что ограничивает время от смешения предварительно подогретых газов до их попадания в горелки, где происходит самовоспламенение смеси. Скорость течения газа в сопле горелки (яз100 м/с) должна быть выше скорости распространения пламени, чтобы возникшее пламя не распространялось в обратном направлении. В то же время при стабильном режиме горения скорость газа не должна быть выше скорости гашения пламени, чтобы оно не отрывалось от горелки. При турбулентном потоке устойчивому горению способствуют подвод дополнительного количества кислорода в зону горения (так называемый стабилизирующий кислород), а также многосопловые устройства со множеством факелов горения, стабилизующих друг друга.
Схема одного из распространенных реакторов окислительного пиролиза метана изображена на рис. 25. Корпус реактора 2 футерован высокоогнеупорным материалом. Метан и кислород входят в камеру смешения 1, проходят диффузор 8, имеющий предохранительную мембрану 3, и попадают в сопла горелочной плиты 7, под которую вводят стабилизирующий кислород. В камере 4 протекают неполное горение метана, образование ацетилена и сажи. Через форсунки 6 взбрызгивается «закалочная» вода, и продукты пиролиза моментально охлаждаются. Газ пиролиза отводят из нижней камеры 5, где оседает часть образующегося кокса, который потом отводят вместе с водой. При нормальном режиме окислительного пиролиза на горение расходуется 55% метана, на образование ацетилена 23—25 %, на образование сажи ^4%; степень конверсии метана достигает 90 %, степень конверсии кислорода превышает 99 %.
Состав газов пиролиза и их разделение. Реакционныегазы,полученные при пиролизе, имеют сложный состав и содержат только 7—9 % (об.) С2Н2при окислительном и гомогенном пиролизе или 11 —14% (об.) С2Н2 при электрокрекинге и регенеративном пиролизе. Основными компонентами газов являются Н2 [45—55 % (об.)] и СН4 [5—25% (об.)], а при окислительном и гомогенном пиролизе — СО [26—27 % (об.)] и СО2 [3—4% (об.)]. Содержание гомологов ацетилена достигает 0,2—0,3% (об.) при окислительном пиролизе и 1,0—1,5% (об.) в остальных случаях.
Для выделения и очистки ацетилена используют его свойство лучше, чем другие компоненты реакционных газов, растворяться в некоторых агентах: в метаноле или ацетоне при охлаждении до —70 °С и особенно в диметилформамиде и N-метилпирролидоне при комнатной температуре. Обычно газ вначале освобождают от сажи, затем от ароматических соединений и гомологов ацетилена (форабсорбция), после чего поглощают ацетилен. Очистку его ведут путем ступенчатой десорбции.
Технологическая схема получения ацетилена окислительным пиролизом метана изображена на рис. 26. Кислород и метан подогревают до 600—700 °С в трубчатых печах 1 и 2, имеющих топки для сжигания природного газа. В реакторе 3 протекают вышерассмотренные процессы, причем газы выходят из него после «закалки» водой при 80°С и проходят для улавливания сажи полый водяной скруббер 4 и мокропленочный электрофильтр 5. Газы охлаждают водой в холодильнике 6 непосредственного смешения, после чего их промывают в форабсорбере 7 небольшим количеством диметилформамида или М-метилпирро- лидона и направляют в газгольдер 8. Вода, стекающая из гидравлического затвора реактора и из сажеулавливающих аппаратов, содержит 2—3 % сажи, а также малолетучие ароматические соединения. Она поступает в отстойник 9, с верха которого сажу и смолы собирают скребками и направляют на сжигание. Воду из отстойника возвращают в реактор как «закалочный агент», а ее избыток идет на очистку, чем создается замкнутая система водооборота без сбрасывания токсичных сточных вод.
Газ из газгольдера 8 сжимается компрессором 10 до давления л? 1 МПа, проходя после каждой ступени холодильники и сепараторы, не показанные на схеме. В абсорбере 11 он промывается диметилформамидом или И-метилпирролидоном, а не- поглотившийся газ (Н2, СН4, СО, С02) проходит скруббер 12, где при орошении водным конденсатом улавливается унесенный им растворитель. После этого газ можно использовать в качестве синтез-газа или топлива.
Раствор в кубе абсорбера 11 содержит ацетилен и его гомологи, а также значительное количество близкого к ним по растворимости диоксида углерода с примесью других газов. Он проходит дроссельный вентиль 13 и поступает в десорбер 14 первой ступени. За счет снижения давления до —0,15 МПа и нагревания куба до 40 °С из раствора десорбируются ацетилен и менее растворимые газы. Ацетилен при своем движении вверх вытесняет из раствора диоксид углерода, который вместе с другими газами и частью ацетилена выходит с верха десорбера, предварительно отмываясь от растворителя водным конденсатом. Эти газы возвращают на компримирование. Концентрированный ацетилен выводят из средней части десорбера 14, промывают в скруббере 15 водой и через огнепреградитель 16 выводят с установки.
Кубовую жидкость десорбера 14у содержащую некоторое количество ацетилена и его гомологов, направляют в десорбер 18 второй ступени, подогревая предварительно в теплообменнике /7. За счет нагревания куба до 100 °С из раствора отгоняются все газы, причем из средней части колонны уходят гомологи ацетилена, направляемые затем на сжигание, а с верха — ацети^ лен с примесью его гомологов, возвращаемый в десорбер первой ступени. В растворителе постепенно накапливаются вода и полимеры, от которых его освобождают на установке регенерации, не изображенной на схеме.
Полученный на установке концентрированный ацетилен содержит 99,0—99,5 % основного вещества с примесью метилаце- тилена, пропадиена и диоксида углерода (по 0,1—0,3 %).
9. Көмірсутекті шикізаттарды екіншілік өңдеу процесстері. Олардың жіктелуі. Термиялық деструктивті процесстер.
Заманауи мұнайөңдеуде термиялық процестердің келесі типтері қолданылады:
Термиялық крекинг – қайнауы жоғары мұнай шикізатын жоғары температура әсерінен газтәрізді және сұйық өнімге айналдыру. Қазіргі кезде термиялық крекингті сажа алу үшін шикізат – термогазойль өндірісі мен кокстену қондырғысы үшін шикізаттың дистилятты түрін термодайындау процесі ретінде қолдану артықшылығы бар. Ауыр мұнай қалдықтары үшін висбрекинг процесінің өнеркәсіптік маңызы зор. Висбрекинг – бұл жеңіл крекинг, оның термолиз тереңдігі шектеулі, төмен температура мен қысымда (1,5-3МПа) котелдік отын тұтқырлығын төмендету мақсатында.
Кокстену – жоғары емес қысымда және 470-540°С температурада ауыр қалдықтардың ұзақ термолиз процесі. Кокстенудің мақсатты белгіленуі – өңделетін шикізат сапасынан тәуелді әртүрлі өлшемді мұнай кокстерінің өндірісі. Қосымша өнімдер – құндылығы төмен газ, сапасы төмен бензин мен газойль.
Пиролиз – көмірсутек шикізатының жоғарытемпературалық (750-800°С) термолизі, төмен қысымда жүргізіледі және тек жеңіл өнеркәсіпте. Мақсаты белгіленуі - олефинқұрамды газдар өндірісі. Қосымша өнім – қанықпаған көмірсутектердің құрамы үлкен фракциялық құрамы кең жоғарыароматтанған сұйық.
Пектену (мұнай пектері – байланыстырушы, сіңдіруші, талшықтүзуші және т.б.) – мұнай пектерін алу процесі төмен қысымда, қалыпты температурада (360-420°С) және ұзақ мерзімде жүргізіледі. Қосымша өнімдер – газдар мен керосинді-газойльді фракциялар.
Мұнай битумдарын алу процесі – атмсофералық қысымда және 250-300°С температурада жүргізілген ауыр қылдықтардың (гудронов, асфальтитов) тотыға дегидроконденсациялануының (карбонизации) ұзаққа созылған процесі.
6- билет
10.Алифатты қатары спирттерінің химиялық қасиеттері. Біріншілік, екіншілік, және үшіншілік спирттердің химиялық ерекшеліктері..
Химиялық қасиеттері.Спирттердің химиялық қасиеттерін құрамындағы гидроксил тобы анықтайды. Бұлар өте активті химиялық заттар. Себебі көміртек - оттек - сутек байланысы химиялық реакцияның пәрменділігіне /С-О-Н/ қарай әр жерден үзіліп, реакцияға түсуі мүмкін.
А) Гидроксил тобының тек сутегі атомының қатысуымен жүретін реакциялар.
Б) Гидроксил тобының толық қатысуымен жүретін реакциялар
В) Гидроксил тобы және сол топтағы сутегі атомы мен бірге көміртегі атомының қатысуымен жүретін тотығу реакциялары.
А. Гидроксил тобындағы сутегі атомының қатысуымен жүретін реакциялар.
1. Сілтілік металдармен әрекеттесу реакциясы
2ROH+2Na→2R-ONa+H2
спирталкоголят
немесе
2CH3OH+2Na→2CH3Na+H2
натрий алкоголяты
Су ерітіндісі үстіне Na салғанда оның қаншалықты жылдам қозғалып еритіндігін білеміз. Бірақ спирттермен Na суға қарағанда аз жылдамдықпен реакцияға түседі. Және де спирт құрамындағы радикалдар саны артқан сайын, бұл реакция жылдамдығы онан әрі төмендей түседі. Бұл реакцияда спирттер аздап та болса қышқылдық қасиет көрсетеді.
2. Спирттер мен органикалық қышқылдар қосылып күрделі эфирлер түзеді.
CH3OH+OH-OC-CH3←→CH3 –CO-OCH3+H2O
сірке қышқылының метил эфирі
Бұлреакцияэфирленуреакциясыдепаталады. Бұлқайтымдыреакция, себебіпайда болған күрделі эфирсудаыдырапқайтаданқышқылменспирттібереді. Мұндайреакцияныгидролизреакциясыдепатайды.
Солсияқтыспирттерминералдықышқылдармендеәрекеттесіпкүрделіэфирлертүзеді.
Мысалы, этилспиртіменазотқышқылыныңарасындағыреакцияныжазыпкөрейік.
CH3CH2OH+HONO2→CH3CH2-ONO2+HOH
азот қышқылының этил эфирі(этилнитрат)
Б. Гидроксил тобы арқылы жүретін реакциялар:
1. Спирттерге галогентуындыларының әсері
CH3 – CH2 – OH + PCI5→CH3 – CH2 – CI + POCI3 + HCI
Бұл реакцияда қайтымды реакцияға қатарына жатады. Күкірт қышқылын катализатор есебінде қолдану арқылы реакция тепе-теңдігін оңға қарай жылжытуға болады.
2. Спиртті күкірт қышқылы мен немесе хлорлы мырышпен Al2O3 алюминий тотығының қатысында қыздырғанда 3500-5000 сусызданады.
Мысалы:
CH3 – CH2 –OH + AI2O3+ H2SO4→CH2 = CH2+ H2O
Зайцев ережесі бойынша үшіншілік спирт, екіншілік немесе біріншілік спирттерге қарағанда оңай сусызданады.

екіншілікацетон
пропилспирті
+3О→+НОН?
үшіншілік спиртацетонқышқыл
Үшіншілік спирт көміртегінде сутегі болмағандықтан олар екіншілік және біріншілік спирттерге қарағанда қиын тотығады.
В. Тотығу реакциясы
Біріншілік, екіншілік және үшіншілік спирттер тотыққанда әр түрлі заттар түзіледі. Мысалы, біріншілік спирттер тотыққанда, әруақытта альдегидтер пайда болады.

біріншілік альдегид
спирт

Этил спиртісірке альдегиді

екіншіліккетон
спирт
10.Циркуляциялық қабатты катализаторы бар каталитикалық крекинг реакторы. Оның жұмыс істеу принципі және конструкциялық элементтері.
Схемы реакторных блоков зависят от взаимного расположения реакторов и регенераторов по высоте. На отечественных заводах получила распространение схема с однократным подъемом катализатора. По этой схеме реактор размещают под регенератором илиг наоборот, регенератор (под реактором. При ином расположении незбежен двукратный подъем катализатора (для подачи его в реактор и затем в регенератор).
Отличительной особенностью установок крекинга с однократным подъемом катализатора является большая высота реакторного блока (около 100 м).
Реакторы. Прямоточные реакторы установок крекинга с шариковым катализатором имеют шесть характерных зон, каждая из которых выполняет определенную функцию (рис. IX-1).
Из верхнего бункера через стояк катализатор самотеком поступает в верхнее распределительное устройство, представляющее собой цилиндрическую обечайку. Оно предназначено для равномерного распределения потока катализатора в зоне реакции аппарата' и с этой целью снабжено распределительными трубами, изогнутыми таким образом, чтобы нижние концы их были расположены по трем или четырем концентрическим окружностям, равномерно по сечению реакционной зоны. Такая конструкция позволяет изменять объем указанной зоны путем наращивания длины труб установкой специальных труб-удлинителей. В сборник катализатора подают инертный газ, создающий затвор и предотвращающий унос продуктов реакции.
В зоне ввода сырья обеспечивается равномерное распределение его по сечению реакционной зоны. Конструкция этой зоны зависит от качества и состояния сырья, поступающего в аппарат. Необходимо, чтобы шарики катализатора равномерно опыливались жидкой фазой сырья.
При работе на облегченном сырье подача его в пространство над устройством для распределения катализатора осуществляется через два штуцера в верхнем сферическом днище корпуса реактора (см. рис. IX-1). В случае тяжелого сырья такая конструкция ввода может цривести к закоксовыванию верхней части аппарата, поэтому трубы распределительного устройства защищают от контакта с сырьем завесой из катализатора. Для этого распределитель сырья помещают посредине, под средним конусным распределителем катализатора (рис. 1Х-2).
Реакции каталитического крекинга происходят в пустотелой части аппарата, называемой реакционной зоной, и сопровождаютсяпоглощением тепла. Поэтому температура катализатора и реакционной смеси при их прямоточном движении снижается. Прямоток позволяет использовать избыточное тепло регенерированного катализатора для нагрева и испарения сырья, предотвращая в то же время перегрев паров продуктов реакции. Объем реакционной зоны должен быть таким, чтобы время контакта паров сырья с катализатором было достаточным для достижения заданной глуби! ны крекинга.
Ниже реакционной зоны расположена зона отделения продуктов реакции и паров неразложившегося сырья от катализатора. Сепарационное устройство (рис. 1Х-3) состоит из тарелки (трубной: решетки), в которую вмонтированы трубы для вывода паров продуктов реакции (газосборные трубы) и для ввода катализатора (переточные трубы). Жесткость тарелки обеспечивается ребрами из листовой стали. Чтобы избежать спуска катализатора через щели, тарелку по периферии снабжают уплотнением из асбестового шнура.
По переточным трубам, приваренным заподлицо с тарелкой, за- коксованный катализатор поступает вниз в зону отпарки. Газосборные трубы выступают по обе стороны тарелки и подвешиваются вверху за поперечные балки. На всем участке над тарелкой эти трубы снабжены отверстиями для выхода паров продуктов реакции из слоя катализатора. Над отверстиями на трубах установлены так называемые колокольчики — конические колпачки. Пары сначала поступают под «колокольчик», затем через отверстия проваливаются в трубы и из них отводятся в пространство под решеткой. Число «колокольчиков» должно быть таким, чтобы не происходил унос катализатора.
Газосборные трубы будут работать равномерно по всей высоте при одинаковых гидравлических сопротивлениях паров, проходящих через отверстия, поэтому под нижними колпачками число отверстий больше, чем под верхними. К открытым концам газосборных труб под тарелкой приваривают отбойники, изменяющие направление паров.
Пары продуктов реакции выводят из аппарата по двум штуцерам, приваренным к его корпусу (см. рис. 1Х-1). Внутри реактора перед этими штуцерами монтируют отбойные листы, погруженные в слой катализатора и предотвращающие его унос с парами.
Зона отпарки представляет собой полую часть аппарата, где осуществляется отпарка углеводородов с поверхности катализатора. Для этого слой катализатора продувают водяным паром, движущимся противотоком. Часть его вместе с катализатором отводится вниз, попадает в выводной стояк и создает гидравлический затвор.
Катализатор необходимо удалять из реактора равномерно по всему поперечному сечению. Для этого аппарат снабжают нижним распределительным устройством, собирающим катализатор в один узкий поток для транспортировки в регенератор.
Сборное выравнивающее устройство, показанное на рис. IX-1, состоит из трех ярусов. Из 60 воронок верхнего яруса катализатор собирается сначала в 16 воронок второго яруса, откуда попадает в четыре воронки третьего яруса и далее по штуцерам на нижнем днище реактора выводится к сборнику стояка. Воронки верхнего яруса сверху закрыты перфорированной крышкой, что еще больше увеличивает равномерность поступления катализатора в каждую воронку. Все воронки опираются на балки и крепятся болтами. Между ярусами воронки соединяются прямыми и гнутыми трубами. Прямые трубы подвергаются меньшему износу, а гнутые обеспечивают более равномерный вывод катализатора и его лучшую сохранность. Обязательным условием движения катализатора является наклон труб под некоторым углом, который для шарикового алюмосиликатного катализатора должен быть не менее 45°.
10.Синтез-газ алу процесінің жалпы сипаттамасы. Көмірсутектердің каталитикалық конверциясы.
В органическом синтезе применяют как чистый оксид углерода, так и его смеси с водородом (синтез-газ) в объемном отношении от 1 : 1 до 2—2,3 : 1. Оксид углерода СО представляет собой бесцветный трудно сжижаемый газ (т. конд. при атмосферном давлении —192°С; критическое давление 3,43 МПа, критическая: температура —130°С). С воздухом образует взрывоопасные смеси в пределах концентраций 12,5—74% (об.). Оксид углерода является весьма токсичным веществом, его предельно допустимая концентрация (ПДК) в производственных помещениях составляет 20 мг/м3. Обычные противогазы его не адсорбируют, поэтому применяют противогазы изолирующего типа или имеющие специальный гопкалитовый патрон, в котором находятся оксиды марганца, катализирующие окисление СО и С02. Оксид углерода слабо сорбируется не только твердыми телами,, но и жидкостями, в которых он мало растворим. Однако некоторые соли образуют с ним комплексы, что используют для сорбции оксида ^углерода водно-аммиачными растворами солей одновалентной меди.
Водород — второй компонент синтез-газа — наиболее трудно сжижаемый газ (т. конд. при атмосферном давлении —252,8 0С). Образует с воздухом взрывоопасные смеси в пределах 4,0—75 % (об.) Нг- Наряду с высокой взрывоопасностью оксида углерода это предъявляет повышенные требования к технике безопасности при производстве синтез-газа, а также в цехах, где он служит сырьем для органического синтеза.
Для производства синтез-газа вначале использовали уголь. Затем преобладающее значение получила конверсия углеводородов, которую осуществляют в двух вариантах: каталитическом и высокотемпературном. Сырьем для нее может служить метан: или природный газ, а также жидкие фракции нефти.
Каталитическая конверсия углеводородов
Основная реакция, лежащая в основе этого метода, состоит в конверсии углеводородов водяным паром на катализаторе N1на А1203:СН4 + Н20→←СО + ЗН2, - ∆H298 = — 206 кДж/моль.
Реакция сильно эндотермична, и ее равновесие смещается вправо лишь при повышении температуры (рис. 27, кривая /). Чтобы увеличить степень конверсии метана, процесс ведут при 800—900 °С в избытке водяного пара. При атмосферном давлении этот избыток невелик (2:1), но повышение давления неблагоприятно влияет на состояние равновесия, и в этом случае приходится работать с объемным отношением пара к метану, равным ^4: 1.
Кроме конверсии метана протекает также конверсия оксида углерода:
С0 + Н20 →←С02+ Н2, -∆H298 =41,0 КДЖ/моль.
Эта реакция экзотермична, и ее равновесие при повышении температуры смещается влево (рис. 27, кривая 3), причем избыток водяного пара вызывает повышенное образование диоксида углерода. Конверсия оксида углерода протекает быстро, и состав конвертированного газа определяется ее равновесием.
При конверсии метана водяным паром получается газ с большим отношением Н2: СО (как минимум 3:1), в то время как для органического синтеза требуется синтез-газ с отношением Н2: СО от 1:1 до (2,0 -г- 2,3): 1. Этого отношения можно добиться, во-первых, подвергая конверсии жидкие углеводороды и, во-вторых, добавляя при конверсии к водяному пару диоксид углерода, который также конвертирует углеводороды:
—СН2—+ Н20 →←СО + 2Н2,
СН4 + С02→←2СО + 2Н2, - ∆H298 = - 247 кДж/моль.
Последняя реакция эндотермична, и ее равновесие смещается вправо при достаточно высокой температуре (рис. 27, кривая 2). Она протекает медленнее, чем конверсия водяным паром.
Ввиду высокой эндотермичности конверсию углеводородов проводят в трубчатых печах (рис. 28,а). Исходное сырье подают в трубы, заполненные гетерогенным катализатором и обогреваемые топочным газом, причем температура осуществляется главным образом за счет излучения (радиантные печи). Недостатки этой системы — большая потребность в жаростойких трубах и малое полезное использование объема печи, в которой катализатор занимает очень небольшую часть.
По этим причинам была разработана другая система, в которой эндотермические реакции конверсии совмещены с экзотермическим процессом сгорания части углеводорода при подаче в конвертор кислорода, благодаря чему суммарный процесс становится немного экзотермическим. Расчеты показывают, что для этой цели на конверсию надо подавать смесь СН4 и 02 в отношении 1,0:0,55, находящуюся вне пределов взрываемости, которые тем более не достигаются из-за разбавления смеси водяным паром. Объемное отношение последнего к метану в этом случае можно брать более низким, чем в отсутствии кислорода, а именно от 1 : 1 до (2,5-^3,0) : 1 в зависимости от применяемого давления. Этот процесс окислительной, или автотермической конверсии получил большое распространение. Он не требует подвода тепла извне и осуществляется в шахтных печах со сплошным слоем катализатора (рис. 28,6).
Корпус конвертора футерован огнеупорным кирпичом и имеет охлаждающую водяную рубашку, в которой генерируется пар. В верхней части конвертора имеется смеситель, куда подают смеси СН4 + Н20 и 02 + Н20. Смеситель должен обеспечить гомогенизацию смеси в условиях, исключающих взрыв или воспламенение. Сгорание метана протекает примерно в 10 раз быстрее конверсии, поэтому в верхних слоях катализатора температура быстро повышается до максимума (1100—1200 °С) и затем падает (до 800—900 °С) на выходе из печи. По сравнению с конверсией в трубчатых печах при этом методе устраняется потребность в жаростойких трубах, конструкция реактора становится очень простой и большая часть его объема полезно используется для размещения катализатора. При окислительной конверсии в получаемом газе несколько возрастает количество СО.
Технология процесса. Процесс состоит из нескольких стадий: подготовки сырья, конверсии, утилизации тепла, очистки газа от С02. При подготовке сырья следует иметь в виду, что никелевый катализатор чувствителен к отравлению органическими соединениями серы, содержание которых в углеводороде ограничивают величиной 1 мг 5 в 1 м3. Сырье, не удовлетворяющее этим условиям, нужно очищать, для чего его подвергают каталитическому гидрообессериванию с последующим удалением образовавшегося сероводорода. Стадия подготовки сырья включает также компримирование газа (если это необходимо), смешение его с водяным паром и предварительное нагревание смеси.
В течение долгого времени установки каталитической конверсии работали при давлении, близком к атмосферному, и такие установки сохранились до сих пор. В последнее время переходят на работу при высоком давлении, а именно 2—3 МПа. Несмотря на нежелательное смещение равновесия это дает ряд важных преимуществ. Во-первых, из-за повышения скорости реакций под давлением процесс значительно интенсифицируется, уменьшаются габариты аппаратов и трубопроводов, появляются условия для создания агрегатов большой единичной мощности. Во-вторых, снижаются энергетические затраты и лучше утилизируется тепло горячих газов. Дело в том, что синтез из СО и Н2 обычно проводят под давлением, и, так как объем конвертированного газа больше, чем объем исходных веществ, то экономически выгоднее компримировать природный газ, в то время как кислород обычно уже находится под давлением. Системы утилизации тепла также становятся более компактными и эффективными, причем возможны использование тепла, выделяющегося при конденсации избыточного водяного пара из конвертированного газа, генерирование пара высокого давления и его использование для привода турбокомпрессоров при сжатии газа. Дальнейшая тенденция состоит в создании энерготехнологических схем.
Принципиальная схема окислительной конверсии метана (или природного газа) при высоком давлении приведена на рис. 29. Исходный метан, очищенный, если это необходимо, от сернистых примесей, сжимают турбокомпрессором 1 до 2— 3 МПа и смешивают с необходимым количеством водяного пара и С02. Смесь подогревают в теплообменнике 2 до 400°С частично охлажденным конвертированным газом и подают в смеситель конвертора 67 куда поступает предварительно приготовленная смесь кислорода с равным объемом водяного пара. Конвертор охлаждается кипящим в рубашке конденсатом; при этом генерируется пар давлением 2—3 МПа, который отделяют в паросборнике 5. Тепло горячего конвертированного газа, выходящего из конвертора при 800—900 °С, используют в котле-утилизаторе 4 для получения пара высокого давления, направляемого затем в линию пара соответствующего давления или используемого для привода турбокомпрессора. Тепло частично охлажденного газа утилизируют для предварительного подогревания смеси в теплообменнике 2 ив теплообменнике 3 для нагревания водного конденсата, питающего котел-утилизатор. Окончательное охлаждение газа осуществляют р скруббере 7 водой, циркулирующей через холодильник 8,
Полученный на этой стадии синтез-газ в зависимости от требований к соотношению СО и Н2 содержит 15—45 % (об.) СО, 40—75 % (об.) Н2, 8—15 % (об.) С02, 0,5% (об.) СН4 и по 0,5—1 % (об.) И2 и Аг. Этот газ очищают от С02, для чего применяют абсорбцию водой под давлением, хемосорбцию водным раствором моноэтаноламина или карбоната калия. При нагревании и снижении давления происходят обратные превращения и выделяется С02, а раствор регенерируется:
СН2ОНСН2NH2 + С02 →←СН2ОНСН2NH2 . СО2,
К2С03 + С02 + Н20 →←2КНСО3.
Конвертированный газ поступает в абсорбер 9, где поглощается диоксид углерода, а очищенный газ направляют затем потребителю. Насыщенный абсорбент подогревается в теплообменнике 10 горячим регенерированным раствором и поступает в десорбер 11, с низа которого абсорбент направляют через теплообменник 10 вновь на поглощение С02 в абсорбер 9. Диоксид углерода с верха десорбера 11 компримируют до соответствующего давления и возвращают на конверсию, смешивая перед теплообменником 2 с природным газом и водяным паром.
10.Көмірсутекті шикізатты байытудың каталитикалық гидрогендеу процесінің технологиясы.
Мұнайөңдеуде отындық фракцияның каталитикалық гидротазалау процесін қолданады және мұнай қалдығы мен қайнауы жоғары дистиляттардың гидрокрекингінің деструктивті гидрогенденуі.
Мұнайөңдеуде гидрокаталитикалық процестерді интенсивті дамытудың себебі тауарлық мұнайөнімінің сапасына экологиялық талапты қатаңдатқанда жалпы балансында күкіртті және жоғарыкүкіртті мұнайлар үлесін үздіксіз жоғарлату болып табылады.
Гидробайыту процесінің мақсаты әртүрлі. Моторлық отындарды гидротазалауға ұшыратады яғни, S, N, J гетероорганикалық қосылыстарды, мышьякты, галогенді, металдар мен қанықпаған көмірсутектердің гидрленуін, сол арқылы эксплуатациялық қасиетін жақсарту.
Вакуумды газойльді гидрообессирлеу нәтижесінде – сырье каталитикалық крекинг шикізаты – крекинг өнімі сапасы мен шығымы жоғарлайды.
Мұнайлы майларды гидрообессирлеуге ұшыратады яғни оларды түстілендіріп, кокстенуін, қышқылдығын және эмульсиялануын төмендету үшін.
1. Шикізаттың гетероорганикалық қосылыстарының гидрогенолиз реакциясының химизмі
Гетероорганикалық қосылыстардың гидрогенолизі гидробайыту процесінде С-S, C-N, C-O байланыстарды және түзілген гетероатомдағы Н2 қанықтыру мен мұнай шикізатының көмірсутектік бөлігіндегі молекуласының = байланысын ыдырату жүреді.
Күкірторганикалық қосылыстардың гидрогенолизі. Меркаптандар күкіртсутекке және сәйкесті көмірсутекке дейін гидрленеді:
RSH + H2 RH +H2S
Сульфидтер меркаптандар түзілуі арқылы гидрленеді:
RSR´ + H2 → RSH +R´H R´H +RH + H2S
Дисульфидтер ұқсастыгидрленеді:
RSSR´ + H2 → RSH +R´SH RH +R´H + 2H2S
Циклдісульфидтер (тиофанментиофен) сәйкесті алифатты көмірсутектер түзе гидрленеді:

Бенз- және дибензтиофендер мына кескін бойынша гидрленеді:


Азоторганикалық қосылыстардың гидрогенолизі: Мұнай шикізатныдағы азот гетероциклде пиррол мен пиридин туындысы түрінде болады. Гидрлену келесі кескін түрінде жүреді:

Оттекқұрамды қосылстардың гидрогенолизі:
Мұнай шикізатындағы оттек спирттер, эфирлер, фенолдар мен мұнай қышқылдары түрінде бола алады. Оттекті қосылстарды гидрлегенде сәйкесті көмірсутектер мен Н2О түзіледі:

Көмірсутектердің гетероатомды гидрогенолиз реакциясы экзотермиялық және көлемі өзгермей жүреді немесе көмірсутектердің қанықпаған гетероатомдары гидрогенолиз жағдайында (мысалы, тиофен туындысында) көлемі төмендейді және экзотермиялық тиімділігі біршама жоғары. Гетероорганикалық қосылыстардың гидрогенолиз реакциясытермодинамикалық төментемпературалы болып табылады. Қысым газдыфазалы реакцияның тепе теңдігіне әсер етпейді немесе гидрогенолиз өнімі түзілуіне жағдай жасайды.
2. Гидрогенизациялық процестердің катализаторлары мен олардың әсер ету механизмі
Гидрогенизациялық процестердің өнеркәсіптік катализаторлары құрамына ереже бойынша, келесі компоненттер кіреді:
МеталдарVIIIтобының: Ni, Co, Pt, Pd, кейдеFe;
VIтоптың тотықтары немесе сульфидтері: Мо, W, кейде Сr;
Механикалық мықтылығы жоғары және меншікті беті дамыған термотұрақты тасымалдағыштар.
Металлдар (Ni, Co, Pt, Pd) катализаторларға дегидро-гидрлеуші қасиеттер береді, бірақ олар түйісетін улы заттардың уландырушы әсеріне қатысы бойынша тұрақты болып келеді.
Мо, Wтотықтары жартылай өткізгіш болып келеді. Олардың каталитикалық белсенділігі тотығу –тотықсыздану реакциясына қатынасы бойынша олардың бетінде бос электрондар болуымен негізделеді, олар адсорбция, хемосорбция, органикалық молекуланың гомолиттік ыдырауына көмектеседі.
Мо, Wсульфидтері тесікті жартылай өткізгіштер болып табылады. Олардың тесіктік өткізгіштігі гетеролиттік реакция, атап айтқанда C-S, C-NжәнеC-Oбайланыстар ыдырауына негізделген.
Niмен Сотың Мо немесеWүйлесімі олардың қоспасына бифункционалды қасиете береді – бірмезгілде гомолиттік, әрі гетеролиттік реакция жүру қабілетін жүзеге асырады, ең маңыздысы, мұнай шикізатының құрамындағы күкіртті және азотты қосылыстардың улаушы әсеріне қатысты тұрақтылығы.
Тасымалдағыштарды қолдану катализатолрдағы активті компоненттердің құрамын төмендетуге мүмкіндік береді, ол қымбат материалдарды қолдану жағдайында ең маңызды болады.
Бейтарап табиғатты тасымалдағыштар (Al, Si, Mgжәне басқа тотықтары) катализаторларға солардың негізінде қосымша каталитикалық қасиеттер бермейді.
Қышқылдық қасиетті тасымалдағыштар, мысалы, жасанды аморфты әрі кристалды алюмосиликаттар, цеолиттер, фосфаттар мен басқалары катализаторларға қосымша изомерлеуші және крекирлеуші қасиеттер береді. Сондықтан қайнауы жоғары қалдықты мұнай фракцияларының гидрообессерлеу катализаторлары әсіресе, гидрокрекингтікі, қышқыл-активті тасымалдағыштар қолдана отырып дайындайды.
Реакторлар типінен тәуелді тасымалдағыштағы катализаторларды таблетка, шарик немесе микросфералар түрінде дайындайды. Мұнайөңдеуде гидрогендену процесінде алюмокобальтмолибденді (АКМ), алюмоникелмолибденді (АНМ) және араласқан алюмоникелькобальтмолибденді (АНКМ), сонымен қатар алюмоникельмолибденсиликатты (АНМС) катализаторлар біршама кең таралған. Соңғы жылдары цеолитқұрамды катализаторлар кең қолданылады, мысалы ГS-168ш, ГК-35, ГКД-202.
3. Гидрогенизациялық процестермен басқару негіздері
Шикізат.Шикізаттағы гетероатомды көмірсутектердің құрамы мұнай фракциясының химиялық және фракциялық құрамынан тәуелді біршама аралықта тербеледі. Шикізат ауырлау шамасы бойынша, тек оның жалпы құрамы ғана жоғарлап қоймайды, гетероорганикалық қосылыстардың гидрогенолизіне қатысты біршама термотұрақты үлесі де жоғарлайды.
Н2 шығымы. Гидротазалау мен гидрообессерлеу сонымен қатар шикізаттағы гетероқоспа құрамынан және оның тегінен тәуелді болады.Температура, қысым мен шикізат берілуінің көлемдік жылдамдығы. Олар химиялық кинетикаға толық сәйкесті гидротазалаудың газдыфазалы процесіндегі гетероорганикалық қосылыстардың гидрогенолизі тереңдігі мен жылдамдығына әсер етеді. Мысалы, дизельді отынға қойылатын обессирлеу тереңдігі 90-93% көлемдік жылдамдық мынадай болғанда 4с-1, Р - 4Мпа және t – 350-380°С болғанда жетеді. Қайнайтын шикізат ↑350°С болғанда, гидрообессерлеу негізінен сұйық фазада болады, және 7-8 МПа жоғарлату реакция жылдамдығын біршама жоғарлатады, катализатор бетінде сұйық қабыршағы арқылы сутек тасымалдануы жылдамдайды.
Парциалды қысым Н2 және СҚГ циркуляциясының қысқалығы (сутек құрамды газ).
Процестің жалпы қысымы жоғарлағанда сутектің парциалды қысымы өседі. Осы параметрге СҚГ циркуляциясының қысқалығы мен өнеркәсіптік жағдайда 60 тан 90% айн, ондағы Н2 концентрациясы әсер етеді. СҚГ Н2 концентрациясы ↑ болған сайын, циркуляция қысқалығы төмен болады. Себебі, КВСГ = 450м3/м3 Н2 концентрациясы 60% айн, эквивалентті болады КВСГ=300м3/м3 Н2 концентрациясы 90% айн.
Катализатор регенерациясы. Катализатордың алғашқы активтігін орнына келтіру үшін коксты тотықтыра жағы регенерациясына ұшыратады.
4. Дизельдік отынды гидротазалаудың принципті технологиялық кескіні
Гидрогенизациялық процестердің өнеркәсіптік қондырғысына келесі блоктар кіреді: реакторлы, бөлінуімен газдыөнімді қоспа сепарациясы, Н2S тен СҚГ тазалау, гидрогенизатты тұрақтандыру, компрессорлы (схема 8.13).
Циркуляциялық СҚГ шикізатпен араластырып, қоспаны жылуалмастырғышта және П-1 түтікті пешінде реакция темпрературасына дейін қыздырады да Р-1 реакторына береді. Реактордан кейін газдыөнімді қоспаны жылуалмастырғышта бөлшектеп суытып (210-230°С дейін) одан ары СҚГ сепарация секциясына тазалауға бағыттайды, ол С-1 және С-2 сепараторларынан тұрады. СҚГ, С-2 суық сепараторынан шыққан, К-2 абсорберде МЭА (моноэтаноламин) тазалағаннан кейін циркуляцияға береді. Ыстық және суық сепараторлардың гидрогенизатын араластырып, К-1 тұрақтандырушы бағанға бағыттайды, онда П-1 қызған СҚГ беріледі де тазаланған өнімнен көмірсутекті газдарды және отгонды бөледі (бензин).
5-билет
11.Алифатты қатардың альдегидтері мен кетондары.
Альдегидтер мен кетондар класына, құрамында карбонилі тобы бар (=С=0) органикалық қосылыстар жатады.
Карбонил тобының көміртегі кем дегенде бір сутегі атомымен байланысқан органикалық қосылыстарды альдегидтер деп атайды.
Ал карбонил тобының көміртегі екі көмірсутек радикалымен байланыса оларды кетондар деп атайды.
Альдегидтердің аталуы
Рационалдық аталу бойынша альдегидтерді екі жолмен атауға болады.
1) Сірке альдегидінің туындылары, яғни сірке альдегидіндегі метил тобы сутектерінің басқа радикалдармен орын алмастыруы.
2) Қалыпты альдегидтер туындылары. Бұл үшін үлкен тізбекті грек жазбаларымен белгілейді, сонан кейін бүйір тізбек радикалдарының алдына грек әріпін қояды.
Мысалы:

α - метил - май альдегиді
Жүйелік номенклатура бойынша, альдегидтер өздеріне сәйкес көмірсутектерінің соңына -аль жұрнағын жалғау арқылы аталады. Тізбекті нөмірлеуді альдегид тобындағы көміртегінен бастайды, бірақ оған бір санын қоймайды.
Кетондарноменклатурасы.
Рациональдыноменклатурабойыншакетондары, карбонилтобынқоршағанрадикалдары, орынбасарлардыңөсуретіменатап, соңынан “кетон” дегенсөзжалғауарқылыатайды.
Халықаралықноменклатурабойыншакетондардысәйкескөмірсутекаттарына- онжалғауынқосуарқылыатайды. Тізбекті нөмірлеуді, кетотобына жақын жағынан бастайды. Кетотопты көрсетуші көміртегінің нөмірін он жалғауынан кейін қояды.
Изомерлері.
Бұлардың изомерия құбылысы, біріншіден, олардың көміртегі қаңқасының құрылымына, екіншіден, карбонил тобының (кетондар үшін) тізбекте орналасуына байланысты
а) көміртек қаңқасына байланыстылығы, альдегидтер үшін:
б) карбонил тобының тізбекте орналасуына байланыстылығы, кетондар үшін:
Физикалық қасиеттері.
Альдегидтердің қарапайым өкілі (метаналь) қалыпты жағдайда газ. Келесі мүшелері сұйықтар. Жоғарыальдегидтер - қаттызаттар. Олардыңтөменгіөкілдерісудажақсыерісе, жоғарыөкілдеріерімейді.
Кетондарарасындагазтәріздесзаттаржоқ. Оларкөбінесесұйықзаттар.
11.Циркуляциялық қабатты катализаторы бар каталитикалық крекинг регенераторы. Оның жұмыс істеу принципі және конструкциялық элементтері.
Регенераторы. Регенераторы служат для восстановления (регенерации) отработанного катализатора. Для этого необходимо выжечь кокс, покрывший поверхность катализатора. Температура катализатора после выжигания кокса очень высока, поэтому до подачи в реактор его охлаждают до 500—560 °С.
Кокс выжигают подачей в слой закоксованного катализатора горячего воздуха, нагреваемого в специальных топках под давлением до температуры 500 °С. Чем больше количество и выше температура воздуха, тем интенсивнее выжигание. Процесс сопровождается выделением большого количества тепла и, следовательно,, повышением температуры среды. Для регулирования параметров процесса избыточное тепло отнимают пароводяной смесью (соотношение пара и воды 1:5), циркулирующей в змеевике, который помещают в слое регенерируемого катализатора.
Регенерация катализатора происходит гари движении его в аппарате сверху вниз поочередно в нескольких зонах, одинаковых по конструкции и назначению. В каждой зоне имеются устройства для ввода воздуха и вывода дымовых газов, а также змеевик, по которому движется охлаждающая смесь. Число зон зависит от кратности циркуляции катализатора. В каждой зоне выжигают часть кокса и перед поступлением в следующую зону катализатор охлаждают. Скорость слоя катализатора в регенераторе не должна превышать 0,25 м/с, чтобы предотвратить значительный механический износ футеровки и внутренних устройств.
Регенератор представляет собой цилиндрический или прямоугольного сечения аппарат. Вследствие высокой температуры среды (до 700 °С) корпус регенератора, изготовляемый из стали марки Ст. 3, изнутри футеруют огнеупорной кладкой в один кирпич (толщиной 250 мм). Между футеровкой и стенкой корпуса прокладывают тепловую изоляцию (листовой асбест). К стенкам корпуса приваривают полки, поддерживающие кладку (рис. 1Х-4), которые снабжены вырезами для восприятия температурных деформаций. С той же целью зазоры между полками и нижним слоем футеровки заполняют асбестовым шнуром. Внутренние устройства регенератора выполняют из стали марки 1Х18Н9Т.
На рис. 1Х-5 представлена конструкция сварного вертикального регенератора квадратного сечения с пятью зонами выжигания. Верхнее распределительное устройство, выполненное из труб, вынесено за аппарат и установлено над ним. Нижнее распределительное устройство, как и в реакторе, состоит из нескольких ярусов сборных воронок. Над первым рядом воронок расположена колосниковая решетка, которая способствует измельчению комков спекшегося катализатора. Скорость движения катализатора регулируют шибером, установленным на общем выводе катализатора из регенератора.
В некоторых конструкциях регенераторов выравнивающие устройства потока катализатора делают выносными, т. е. устанавливают под корпусом аппарата.
Корпус регенератора рассчитывают на избыточное рабочее давление (0,01 МН/м2) и на давление от катализатора. Для большей прочности корпус регенератора опоясывают горизонтальными и вертикальными ребрами из двутавровых балок или швеллеров.
Все зоны выжигания (или регенерации) снабжены системами для равномерного распределения воздуха по сечению аппарата, а также сбо(ра и вывода дымовых газов. Кроме того, они оборудованы охлаждающим змеевиком. Поверхность охлаждающих змеевиков зависит от расположения зоны выжигания. Например, в верхней части регенератора, где температура катализатора в начальной стадии процесса низкая, змеевик отсутствует; внизу же, где регулируется температура выводимого из аппарата сильно нагретого катализатора, поверхность змеевика наибольшая.
Конструкция системы распределения воздуха и сбора газов должна быть разборной и легко воспринимать температурные деформации. Воздух подается в регенератор и газы отводятся из пего через центрально расположенные коробчатые коллекторы (рис. 1Х-6). В обе стороны от аппарата отходят подвижно соединенные с ним открытые снизу короба, которые по периферии опираются на корпус. Короба газосборного устройства должны быть такими, чтобы вместе с газом через них не уносился катализатор. Для более равномерного распределения воздуха в регенераторе нижние кромки коробов имеют треугольные прорези.
Подаваемый в аппарат воздух движется прямотоком или противотоком с катализатором, в зависимости от расположения коллектора по отношению к газосборному устройству. Весьма ответственным узлом является соединение воздушного или газосборного коллектора со штуцерами корпуса регенератора, осуществляемое свободным ниппелем, введенным внутрь центрального коллектора.
Воздухораспределительные и газосборные устройства, состоящие из коробов с открытым дном и центрального коробчатого коллектора, имеют следующие недостатки: 1) только 40% площадитечения аппарата используется для сепарации газа, поэтому скорость его искусственно снижают, чтобы предотвратить унос катализатора; 2) не обеспечивается достаточно равномерное распределение воздуха по сечению регенератора; 3) трудно достигается необходимая герметичность крепления элементов.
На рис. 1Х-7 приведены более совершенные конструкции газосборных устройств. Так, на рис. 1Х-7 ,а газосборные короба про низывают все сечение аппарата и своими открытыми концами собирают газ в кольцевой камере, откуда он отводится через штуцера. Конструкция, показанная на рис. 1Х-7, б, отличается ложным днищем с переточными трубами.
Для распределения воздуха применяют также трубный коллектор с перфорированными лучами, равномерно распределенными по сечению регенератора.
Змеевики для охлаждающей смеси изготовляют в виде бесшовных труб размерами 60X5 мм из сталей марок 1Х18Н9Т или Х5М. Трубы соединяют в змеевики сваркой с помощью гнутых двойников, расстояние между которыми составляет 150 мм. Зазоры между смежными элементами в регенераторе должны обеспечивать по всему сечению равномерное, движение катализатора, не нарушаемое местными сужениями. Для этого, в частности, необходимо, чтобы желобы коллекторов находились на расстоянии не менее 60 мм один от другого.
Змеевики работают при температуре 230°С и давлении 3 МН/м2. Чтобы не происходило расслаивания охлаждающей пароводяной смеси, скорость ее в трубном змеевике должна быть не ниже 0,7 м/с. Ряды змеевиков самостоятельно соединены с приемным и распределительным коллекторами смеси. Благодаря этому в случае необходимости можно выключить из системы тот ряд, в котором обнаружена неплотность. В корпусе аппарата приварены специальные несущие балки, на которые опираются ряды змеевиков.
Конструкция и способ изготовления реакционных аппаратов должны обеспечивать прочность катализатора, стенок корпусов и катализатопроводов. Поверхности, по которым скользит катализатор, должны быть гладкими, сварные швы — высококачественными и защищенными. Футеровку иногда защищают обшивкой из листовой стали. Особенно опасны участки с крутыми изгибами (переточные трубы и др.).
11.Көмірсутектерді каталитикалық конверциялау арқылы синтез- газ алу. Катализаторлары, процестің температурасы, оларға қойылатын талаптар.
11.Каталитикалық крекинг процесінің технологиясы мен теориялық негіздері.
Катализ туралы негізгі қағидалар және катализатордың қасиеттері.Мұндай көмірсутектерінің тәжірибелік маңызы бар химиялық ауызсуларының көбісі катализаторлардың қатысуымен жүреді. Катализаторлар химиялық реакциялардың активтеу энергиясын төмендетіп, нәтижесінде олардың жылдамдығын өсіреді. Катализдің жалпы мәні мен мәнісі осында. Реакцияларды катализатродың қатысуымен жүргізу, сонымен қабат, процестің температурасын күрт төмендетуге мүмкіндік береді. Жылу эффектісі оң реакциялар үшін (полимерлеу, гидрлеу, алкилдеу және т.б.) бұл өте маңызды, себебі термодинамикалық көзқарас бойынша, жоғары температура оларға кері әсер етеді.
Каталитикалық крекингтің негізгі мақсаты-жоғары сапалы бензин алу; одан бөлек құрамында бутан-бутилен фракциясы көп газ (жоғары октомды бензин компонентік өндіру үшін шикізат) және газойл фракцияларын алады. Катализатор есебінде аморфты алюмосиликаттар немесе құрылымы жетімен кристалды кристалды құрылымды цеолиттер қолданылады. Процесс температура жағынан термиялық крекингке (470-540ºС) ұқсас, бірақ реакция жылдамдығы бірнеше дәрежеге жоғары, ал алынған бензин сапасы да едәуір жоғары болады.
Каталитикалық крекинг шикізаты, параметрлері және өнімдері.
Каталитикалық крекинг процесінде жоғары октан санды бензин фракциясы мақсатты өнім болып саналады. Бензиннен бөлек бұл процесте тағы көмірсутекті газ, жеңіл газойл (195-350ºС фракция), ауыр газойл және кокс түзіледі. Кокс катализатор бетіне отырады және сапасы, сонымен бірге түзімен кокстың да, шикізат сапасы мен процесс параметрлеріне тікелей байланысты.
Шикізат. Каталитикалық крекингтің ең негізгі шикізаты 200-500ºС арасында қайнайтұғын фракциялар болып саналады, көбінесе қолданатыны алғашқы айдаудың вакуум фракциясы (350-500ºС) және гидрокрекингтің газойлдері. Жеңіл ішкі заттарды (кеорсин газойл фракциясын және т.б.) базалы ұшақ бензинінің компанентін алуда, ал ауырлауын автобензин компанентін өндіруде пайдаланады. Қоспа шикізаты да (225-490ºС. 265-500ºС) автобензин өндіруде пайдаланылады.
Бастапқы шикізаттың сапасы катализатор жұмысына үлкен әсер етеді. Шикізатқа шайыр, -күкірт, -азот және метандар қосылыстарының болуы тағы да катализатордың активтігі мен талғамдығын төмендетеді. Сондықтан, тіптен тура айдаумен шайырлы және күкіртті мұнайлардан алынған газойлдерді де крекингтегенде, шикізаттың соңғы қайнау температурасын 480-490ºС шектеуге тура келеді. Төменде каталитикалық крекинг шикізаты есебінде көп қолданылып жүрген
Крекинг катализаторы. Соңғы кездерге дейі зауыттарда аморфты табиғи жасанды алюмосиликат катализаторы пайдаланылып келеді, олардың құрамында орташа 10-25% Al2O3, 75-80% SiO2 және аздаған кристалды суы, ал қоспа күйінде – темір, магний, кальций және натрий оксидтері болады. Мұндай катализаторлардың активтік индексі 35-38 шамасында.
Қазіргі кезде барлық каталитикалық крекинг қондырғыларында синтетикалық кристалды алюмосиликатты, көбінесе микросфералы, цеолитті катализаторлар қолдану табуда.
Цеолиттер деп табиғи және жасанды өте майда тесікті, үш өлшемді кристалды құрылымды алюмосиликаттарды атайды.
Табиғи цеолиттер - олар кальций, натрий және басқа металдардың алюмосиликаттарының судағы ерітіндісіндей минералдар.
Цеолиттерге кристалды құрылым мен кіру тесіктерінің мөлшерінің біркелкілігі тән. Цеолиттердің ішкі үлкен тесіктер майда тесіктермен жалғасып жатады. Цеолиттерден ылғалды бөлгенде бұл тесіктер үлкен ішкі бетті түзеді. Тесіктердің жалпы көлемі кристалдық барлық көлемінің жарымын құрайды. Осының себебінен сусызданған цеолиттер өте жақсы адсорбенттер болады.
Синтетикалық цеолиттердің үш түрін: А,Х,У шығарады. А типтес цеолиттердің тесіктері 0,3-0,5 нм (1нм-нанометр=10ֿ9м): оларды көмірсутекті газдарда кептіруде және көмір қышқыл газынан және күкіртті сутегінен тазалауда, сонымен қатар, нормалды алкандарды, олардың басқа көмірсутек қоспаларынан адсорбцияланып бөлу үшін пайдаланылады. Х типтес цеолиттер тесіктерінің мөлшері 0,1-0,3 нм, ал У типтестердікі-0,8-0,9нм. Х және У типтес цеолиттер катализаторлар өндіруде көп қолдану табуда.
Каталитикалық крекинг өндірістік қондырғылары.
Каталитикалық крекингтің қазіргі өндірістік қондырғыларының мынадай типтері болады:
1. ірі түйірлі катализатордың қозғаушы қабатымен (түйірдің орта мөлшері 2-5мм);.
ұнтақ катализатордың жалған сұйылушы қабатымен (түйірдің максималды диаметрі 120-150мкм);
тура қозғалушы (лифт) типтес реактормен.
Ауысу-айналу типтес қондырғылар-катализатордың қозғалмайтын қабатымен қазіргі кезде өндіріс көлемінде жұмыс істемейді.
Жалған сұйылушы қабатты жүйелерде активті цеолитті катализаторды пайдаланғанда шикізаттың көп бөлігі реакциялық аумаққа жетпей-ақ пневмотасымалдау желісінде крекингтеледі. Осындай катализаторға сәйкес реактордың конструкциясын өзгерту қажеттігі туындайды, жалған сұйылушы қабатты әдетті аппаратты лифт типтес аппаратқа ауыстырады. Мұндай қондырғылар қазір көп қолдану табуда, бұған екі қондырғылардың реакторын жаңа жабдықтаудың оңай іске аусуы деп аталатыны көмектеседі. Ірі түйірлі қозғалушы қабатты цеолитті катализаторды қолдану, олардың активтігін толық пайдалануға катализаторды қолдану, олардың активтігін толық пайдалануға мүмкіндік бермейді.
Каталитикалық крекинг қондырғысының технологиясының схемасы қайнау қабатындағы катализатор төмендегі түрде болады.
Н-1 шикізат насосы Т-1, Т-2, Т-3, Т-4 жылу алмастырғыштар арқылы П-1 пешіне берілді. Қыздырылған шикізат циркуляциялық газойлмен араласады, астынан келетін ректификоциондық колонно. Шикізат қоспасы көтерімен тірегіштегі катализатор өткізгішке түседі, одан катализатор, шикізат және рецеркулят Р-1 реакторға көтеріледі. Каталитикалық крекинглеу процессі тірегіште басталып және қайнаған реактордағы қабатта бітеді.
Реакциядағы екі шикізат және сулы бу, реактордағы буландырған зонаға беріледі, жоғары реактор штуцерға беріледі, және төмеңгі ретинфикациялық колоннаға К-1-ге түседі. К-1 газ жоғарғы колонна, екі бензин және сулы бу конденсатор-тоңазтқышқа ХК-1 түседі, одан конденсациядан-сеператорға С-1, бұл жерде сулы қабатқа бөлінеді,бензинді қабатқа және газға. ПК-1 газ компрессоры газификацияға беріледі, ал бензин насоспен К-2 біртіндеп колоннаның жоғары жағына жіберіледі К-1, ал балансты көлем-стабилизацияға К-1 колоннаның қырынан (фракция 195-350ºС және жоғары 350ºС-тан ) қажетті буландырылған колоннаға К-2 жібереді, онда сулы бумен кептіріледі. Фракциясы 195-350ºС Н-3 насосымен алынады, шикізат жылу алмастырғышпен суытылады, Т-1 тоңазтқышта Х-1 және қондырғылар шығады.
350ºС жоғары фракция Н-4 насоспен алынады, шикізат жылу алмастырғышпен суытылады Т-3 және тоңазтқышта Т-2 және қондырғылар шығады. К-1 астынан насос 4-5 реакторда Р-1 шлам араласады-ауыр газойл катализатор шаңы өлшенген.
4-билет
12.Алифатты қатардың альдегидтері мен кетондарының химиялық қасиеттері.
Альдегидтер мен кетондар реакциялық қабілеттілігінің жоғарылығымен белгілі заттар. Олардың реакцияларының көпшілігі активті карбонил тобына байланысты. Мұндағы С=О арасындағы қос байланыс сияқты активті орталық болып есептеленеді. Десекте, оттек, көміртекке қарағанда, электр терістігі күштірек элемент. Сондықтан электрон тығыздығы оттек атомының жанында көміртек атомының жанындағыдан гөрі күштірек. Осының салдарынан көміртек атомында электрофильдік қасиет пайда болады да нуклофильді реагенттермен әрекеттесуге бейім келеді. Қосылу реакциялары жүргенде қосылатын молекуланың теріс зарядталған бөлігі әр уақытта көміртек атомына қарай бағыт алады.
Қосып алу реакциялары:
Альдегидтерге және кетондарға сутектің қосылу реакциясы сутектендіргіш катализаторлардың (Nі, Co, Cu, Pt, Pd және басқалар) қатысуында жүреді. Бұл процестерде альдегидтер біріншілік, ал кетондар екіншілік спирттерге айналады.
CH3-CHO+H2→CH3-CH2OH
CH3-CO-CH3+H2→CH3-CHOH-CH3
Магний галогеналкилдермен қосылу реакциясы
HCHO+C2H5MgBr→C2H5-CH2OMgBr+HOH→CH3-CH2-CH2OH+MgBr(OH)
CH3-C(CH3)=O+CH3-CH2MgBr→BrMgO-C(CH3)2-C2H5
Ацетонбромдыэтилмагнийбромалкоголяты
Алынғанқосылысоңайгидролизденіп, сәйкесспирттібереді
C2H-C(CH3)2-OMgBr+HOH→C2H5-C(CH3)2-OH+MgBr(OH)
Көгерткіш қышқылымен қосылып α-оксинитрилдерді түзеді.
CH3-C(CH3)=O+HCN→CH3-C(OH)(CH3)-CN
α-оксимайқышқылының эфирі
Натрий бисульфитінің қосылысы кристалды заттар түзеді, әдетте олар альдегидтердің немесе кетондардың бисульфиті туындылары деп аталады.
R-С(CH3)=O+HSO3Na→R(CH3)-C(OH)-SO3Na
Басқа топтармен оттектің орын басу реакциялары.
Альдегидтер мен кетондар бес хлорлы фосформен әрекеттескенде құрамындағы оттек атомын хлордың екі атомына ауыстырады:
R-CO-H+PCl5→R-C(Cl)2-H+POCl3
R2C=O+PCl5→R2CCl2+POCl3
Тотығу реакциялары
Кетондарға қарағанда, альдегидтер әлдеқайда оңай тотығады.
Альдегидтердің тотығуы:
2R-CH=O + O2> 2R-COOH
Күміс тотығының аммиактағы ерітіндісін [Ag(NH3)2]OH альдегидтермен (бірақ кетонмен емес) араластырып қыздырса альдегид тотығып қышқылға айналады да, металл күйіндегі күміс түзіледі. Егер реакция жасалатын пробирканың іші майлы болмайтындай етіп тазартылған болса, онда күміс жұқа қабыршақ тәрізденіп пробирканың ішкі қабырғасына отырады - күміс айнасы түзіледі.
CH3-CHO + 2[Ag(NH3)2]OH >CH3COONH4 + 3NH3 + H2O + 2Ag
Бұл реакция альдегидтерге тән күміс-айна реакциясы деп аталады.
Кетондардың тотығуы, кетонның құрылысына қарай әр бағытта, көміртек тізбегінің үзілуі арқылы жүреді(Попов-Вагнер ережесі).
1) Тотықтырғыштар (мысалы, хромды қоспа) әрекеті карбонилмен көрші көміртек атомдарының біріне қарай бағытталады, алдымен оксикетон, одан кейін дикетон түзіледі.
CH3-CH2-CO-CH2-CH3+[O]→CH3-CHOH-CO-CH2-CH3+[O] →CH3-CO-CO-CH2-CH3
+ (HOH+O) →CH3COOH+HOOC-CH2-CH3
г) Полимерлену реакциясы
Полимерлену реакциялары тек альдегидтерге ғана тән. Ол реакциялар альдегидтерге қышқылдармен әрекеттескенде жүреді:
3R - CH = O→

12.Каталитикалық риформинг қондырғысының реакторы. Оның қолданылу аймақтары және конструкциялық элементтері.
В реакторах установок каталитического риформинга осуществляется превращение исходных бензиновых фракций, содержащих нафтеновые и парафиновые углеводороды нормального строения, в продукты, богатые ароматическими углеводородами и высокооктановыми изопарафинами.
В нефтеперерабатывающей промышленности каталитический риформинг получает все более широкое распространение. Например, риформинг бензина является основой для улучшения свойств автомобильных бензинов и производства ароматических углеводородов (бензола, толуола, ксилолов иэтилбензола).
Для каталитического риформинга применяют главным образом платиновый катализатор (0,5—0,6 масс. % платины, нанесенной на поверхность окиси алюминия). Используют также молибденовый катализатор, представляющий собой окись молибдена, нанесенную на поверхность окиси алюминия.
Реакционная секция установки риформинга на платиновом катализаторе (платформинга) работает по следующей схеме.
Предварительно нагретое в теплообменниках и печи сырье вместе с водородсодержащим циркулирующим газом поступает в первый реактор, где температура снижается вследствие поглощения тепла в. процессе реакции. Газо-сырьевой поток, выходящий из этого реактора, нагревают во втором змеевике печи и направляют последовательно во второй реактор, в третий змеевик печи и в третий реактор. Продукты реакции из последнего реактора подают через, теплообменники и конденсационно-холодильное оборудование в газовый сепаратор, откуда часть газов возвращают в систему для поддержания циркуляции, избыток сбрасывают в газоотводную сеть, а жидкие продукты направляют на установку стабилизации.
Повышенное давление водорода способствует интенсификации реакции гидрирования и тем самым препятствует закоксовыванию катализаторов.
Платиновый катализатор медленно покрывается коксом и сернистыми соединениями и со временем теряет свою активность. Регенерацию катализатора производят выжиганием кокса и сернистых отложений смесью инертного газа и воздуха под давлением 1 МН/м2. Выжигание осуществляют в тех же реакторах в три ступени при температуре 300—350 °С в первой ступени, 380—420 °С— во второй и 450—500 °С — в третьей.
Устройство реакторного блока. Реакторные блоки большинства установок состоят из трех и более реакторов.
Основными реакционными аппаратами являются адиабатические реакторы — пустотелые аппараты, заполненные одним слоем катализатора. Встречаются также пол-итропические реакторы — многослойные аппараты со встроенными адиабатическими секциями.
Газо-сырьевой поток в адиабатических реакторах может двигаться в двух направлениях: аксиальном — сверху вниз и радиальном— от периферии к центру (для паро-газового сырьевого потока) .
Реакторы представляют собой вертикальные цилиндрические аппараты со сферическими днищами, в которых помещен катализатор. В зарубежной практике встречаются также реакторы сферической формы.
Корпуса реакторов, используемых на отечественных заводах, имеют внутреннюю защитную футеровку из жаростойкого бетона для сохранения прочности металла и стойкости его к водородной и сульфидной коррозии в условиях высоких температур. Такие реакторы можно изготовить из углеродистой стали; если же футеровка отсутствует, то корпус выполняют целиком из высоколегированных сталей или двухслойной стали (основной слой — хромомо- либденовая сталь, внутренний слой — нержавеющая сталь).
На рис. IX-13 приведен адиабатический реактор установки каталитического риформинга. Корпус аппарата изготовлен из стали марок 22К или 09Г2ДТ и покрыт изнутри торкрет-бетонной футеровкой. Качество футеровки должно быть высоким во избежаниепоявления на ней трещин в процессе эксплуатации (особенно уязвимы в этом отношении верхние участки реактора в области штуцеров). Герметичность футеровки может нарушиться также вследствие резких изменений температуры в отдельных зонах реактора или всей установки. Участки корпуса, где надежная работа футеровки не гарантирована, следует выполнять из хромомолибденовых сталей марок 12МХ или 12ХМ, устойчивых при повышенных температурах и в водородсодержащих средах. Внутренние устройства реактора изготовляют из сталей марок ЭИ496 и Х5М.
Сырье (парогазовая смесь) подается в реактор через верхний штуцер с помощью распределителя, обеспечивающего равномерное заполнение верхней пустотелой части аппарата, и проходит слой фарфоровых шариков диаметром 20 мм, а также слой таблетированного алюмоплатинового катализатора высотой до 4 м.
Катализатор удерживается на перфорированной опорной решетке, поверх которой для равномерного приема сырья .насыпаны три слоя фарфоровых шариков диаметром 20, 13 и 6 мм. Продукты реакции, скапливающиеся под решеткой, выводят по парогазовому стояку через верхний штуцер диаметром 300 мм.
Для установки трехзонной термопары через штуцер в верхнем днище реактора пропущена труба диаметром 50 мм. На нижнем днище расположены люк диаметром 500 мм, которым пользуются при ревизии и ремонте аппарата, и два люка диаметром 175 мм для выгрузки катализатора. На нижнем днище имеется также штуцер диаметром 100 мм, через который эжектируют газы перед началом процесса регенерации и в случае необходимости при ремонтных работах. Для защиты застойных зон реактора от воздействия высоких температур и водорода все свободные пространства люков и штуцеров заполнены легкой шамотной мастикой.
12.Тотығу процесінің маңызы және жалпы сипаттамасы. Тотығудың қазіргі органикалық синтездегі алатын орны.
Практическое значение процессов окисления в промышленности основного органического и нефтехимического синтеза трудно переоценить. Их первостепенную роль обусловили следующие причины.
Большая ценность соединений, получаемых окислением (спиртов, альдегидов, кетонов, карбоновых кислот и их ангидридов, а-оксидов, нитрилов и др.) и являющихся промежуточными продуктами органического синтеза, растворителями, мономерами и исходными веществами для производства полимерных материалов, пластификаторов и т. д.
Широкое многообразие реакций окисления, к которым способны многие органические вещества, в том числе углеводороды всех классов. Это позволяет использовать процессы окисления для первичной переработки углеводородного сырья и производить на их основе большое число ценных веществ.
Доступность и низкая стоимость большинства окислителей, среди которых главное место занимает кислород воздуха. Это определяет более высокую экономичность синтеза некоторых продуктов методами окисления по сравнению с другими возможными методами их производства.
Изложенные причины привели к тому, что окислительные процессы получили большое распространение в органическом синтезе, часто заменяя другие, менее экономичные способы производства многих продуктов. Велики и масштабы развития этих процессов, что можно видеть из следующих данных по годовому производству в 1986 г. некоторых веществ в США (в млн. т): этиленоксида и терефталевой кислоты — по 3,0; фенола—1,4, уксусной кислоты—1,2, акрилонитрила—1,0, винилацетата — 0,9; ацетона — 0,9, адипиновой кислоты — 0,65; малеинового ангидрида— 0,16; фталевого ангидрида — 0,4.

12.Каталитикалық риформинг процесінің технологиясы мен теориялық негіздері.
Шамамен каталитикалық крегингпен бір кезеңде каталитикалық риформинг те өндіріске ене бастады. Бұл процестің негізінде алтымүшелі нафтендер мен нормалды парафиндердің ароматикалық көмірсутектеріне каталитикалық ауысуы жатады. Бірінші реакцияны 1911 жылы Н.Д. Зелинский ашты. Екінші реакцияны бір мезгілде бірден үш ғылыми орталықта ғалымдар Б.А. Казанский, Б.Л. Молдавский, Г.Д. Камушер, В.И. Каржов, А.Ф. Платэ ашты.
Бірінші каталитикалық риформинг қондырғысы 1940 жылы іске қосылды. II дүниежүзілік соғыс кезінде осындай қондырғыларда толуол алынды, оның шығымы пиролизбен алынғанға қарағанда жоғары болады. Каталитикалық риформинг, одан толуолды бөліп алғаннан кейін, ұшақ бензинінің компоненті болады.
Өндірістік мұнай-химия синтезінің өсуімен каталитикалық риформингтің маңызы соғыстан кейін төмендеп, кейін тез өсе бастады. Процесті өте маңызды ароматикалық көмірсутектерін-бензол, толуол және ксилолдар алуда пайдаланады. Сонымен қатар каталитикалық риформинг жоғары октанды автомобиль бензиндерін өндіруде жетекші міндетін атқарады, оны жаңа, активті және талғамды катализаторларды өндіру негізінде жетілдіруде.
Каталитикалық риформинг қазіргі кезде мұнай өңдеу және мұнай-химия өндірісінің ең бір маңызды және қажетті процесі болып саналады. Бұл процесті жүргізудің негізгі мақсаты төмен октанды алғашқы айдау бензинінен жоғары октанды тауарлы автокөлік бензинінің компоненттерін өндірумен қатар, бір сақиналы ароматикалық көмірсутектерді-бензол, толуол, ксилолдар мен бірге сутекті газында өндіру болып саналады.
Алғашқы айдау бензиндерінің көбісінің октан саны төмен болады.
Каталитикалық риформингтеу нәтижесінде 80-85% катализат (октан саны жоғары бензин) алынады, октан саны қозғалтқыш әдісімен 80-90, зерттеу әдісімен 90-100 жетеді.
Алғашқы айдау бензинінен бөлек каталитикалық риформинг шикізаты есебінде екінші өңдеуден шыққан өнімдерді-кокстеу, термокрекинг және гидрокрекинг бензиндерін де пайдаланады.
Каталитикалық риформингтің өсуінің тағы бір себебі химия өндірісінің (жасанды каучук, жуғыш заттар, жасанды талшықтар, пластмассалар және тағы басқалар) бір сақиналы ароматикалық көмірсутектерге-бензолға, толуолға, ксилолға үлкен қажеттігі.
Бұл процестен өндірілген жанама, арзан сутекті газды гидрогенизациялық процестерде пайдалану өндірістік шеңберде (гидротазалау, гидрокрекинг және т.б.) өсуде [3].
МӨЗ мұнайды және басқа да компоненттерді айдау жүйелерінің барлық түрлері қолданылады, өз алдында тұрған каталитикалық риформинг қондырғылары пайдаланылады.
Процестің мақсаты және қысқаша сипаттамасы.
Ең көп орын алған риформинг процесі платина катализаторын қолданып пайдаланатынын процесс платформинг деп аталады. Бұрынғы пайдаланып келген риформинг процесі алюминиймолибден катализаторында-гидроформинг атымен өзінің мәнін жоғалтты, себебі бұл катализатордың активтілігі төмен.
Платформинг катализаторы қос функциялы катализатор қышқылдық және гидрлеу-дегидрлеу активтілігін көрсетеді.
Алғашқы айдау бензиндерінің көбісінің октан саны төмен болатыны белгілі. Мысалы, Усть-балық мұнайының бензині 150 0С дейінгі фракцияларының октан саны≈45, ал Ромашка және Маңғыстау мұнайларының октан саны≈50. Бұл фракцияларды каталитикалық риформингтеу нәтижесінде 80-85% катализат-бензин алады, оның октан саны 80-90 қозғалтқыш әдісімен (90-100 зерттеу әдісімен). Алғашқы айдау бензинінен бөлек, каталитикалық риформинг шикізаты есебінде екінші өңдеуден шыққан өнімдерді-кокстеу, термокрекинг және гидрокрекинг бензиндерін де пайдаланады. Жоғары октанды бензин үлесі жалпы автокөлік бензинін өндіру көлеміне шаққанда негізінен осы каталитикалық риформинг процесі есебінен 80-85% жетті [4].
Техналогиялық схемасында қондырғының катализатор қабаты қозғалмайтын жоғары октанды бензин алу үшін арналған технологиялық жүйесі берілген.
Негізінен платформинг қондырғысы үш блоктан тұрады:
1) бензинді алдын-ала гидротазалау;
2) гидротазаланған бензинді (гидрогенизатты) платформингтеу;
3) платформинг бензинін тұрақтандыру;
Егер қондырғыда жеке арендерді алса, онда оның құрамына тағы да арендерді бөліп алу блогы енеді.
Бастапқы шикі зат Н-1 сораппен гидротазалаудың қайта айналушы газымен және риформингтің артық сутегімен араластыруға беріледі. Осылай дайындалған газ-шикізат қоспасы Т-1 жылуалмастырғышта және П-1 пеште қыздырылған соң Р-1 гидротазалау реакторына түседі. Одан кейін газ бен гидротазаланған бензин қоспасы өзінің жылуын Т-3 қайнатқышқа, Т-1 жылуалмастырғышқа, Х-1 тоңазытқышқа береді де С-1 гидротазалаудың жоғары қысымды сеператорына жіберіледі, онда газ гидрогенизаттан бөлінеді. Сеператордан газ К-3 колоннаға түседі, онда күкіртті сутек 15% моноэтаноламин ерітіндісімен жуылады.
Тазаланған газ бірдей емес екі бөлікке бөлінеді: көбірегі-гидротазалаудың қайта айналушы газы ПК-1 қайта айналушы компрессорға қабылданып қайтадан шикі затпен араласады, аз бөлігі-артық сутегі-қондырғыдан шығарылады. Сұйық фазада сеператорда гидротазаланған бензин, онда еріген күкіртті сутегі, көмір суткеті газ және су болады. Сондықтан гидрогенизат Т-2 жылуалмастырғыш арқылы К-1 буландырғыш колоннаға түседі, онда Р-1 реактордан Т-3 қайнатқышқа берілетін ағын жылуының әсерінен бензиннен газ, су және күкіртті сутегі буландырылады. Тұрақты гидрогенизат К-1 колоннаның төменінен шығып Т-2 жылуалмастырғыштан өтеді және Н-2 сораппен платформинг блогының қайта айналушы сутегімен араластыруға бағыттталады. Бензин мен газ қоспасы Т-4 жылуалмастырғышта және П-2 пештің бірінші секциясында қыздырылады, ал одан кейін біртіндеп Р-2 реактордан , П-2 пештің екінші секциясында , Р-3 реактордан, П-2 пештің үшінші секциясынан және Р-4 реактордан өтеді.
Риформинг өнімі Р-4 реактордан Т-4 жылуалмастырғыш пен Х-2 тоңазытқышта суытылады да, С-3 платформингтің жоғары қысымды сеператорына түседі, онда газ бен бензин бөлінеді. Газ ПК-2 компрессордың қабылдау бөлігіне түседі, оның негізгі бөлігі гидрогенизатпен араластыруға қайта беріледі, ал платформингтің артық сутегі гидротазалау блогына жіберіледі. С-3 сеператордан сұйық өнім С-4 төмен қысымды сеператорға түседі, онда платформаттан еріген көмірсутегі газ бөлінеді. Платформат К-4 және К-5 колонноларда түбегейлі тұрақтанады. Гидротазалау мен риформингтің көмірсутекті газы С-2 және С-4 сеператорлардан кейін араласып, К-4 фракциялаушы абсорберге беріледі.
Тұрақсыз бензин С-4 сеператордан екі ағынмен К-4 абсорберге түседі: суық бензиннің бір бөлігі абсорбердің жоғарғысына беріледі, басқа бөлігі Т-6 жылуалмастырғышта қыздырылып абсорбердің төменгі бөлігіне беріледі. К-4 абсорбердің жоғарғысынан құрғақ көмірсутекті газ, төменінен тұрақты бензин жылуының әсерімен Т-5 жылуалмастырғышта алдын-ала қыздырылғаннан кейін К-5 тұрақтандырылу колоннасына бензин шығады. К-5 колоннаның жоғарғысынан қондырғыдан тұрақтандыру басы, колоннаның төменінен Т-5 пен Т-6 жылуалмастырғыштар мен Х-3 тоңазытқыш арқылы тұрақты бензин шығарылады. К-4 және К-5 колонналардың астына жылу беруді П-3 екі камералы пеш арқылы ыстық ағын әдісімен іске асырады. Бензиннен этанды толық бөлгенде (деэтанизация режимі) К-5 колоннаның жоғарғысында 70 0С ұстайды, пропанды толық бөлгенде (депропанизация режимі) -45 0С. Екі жағдайда да колоннаның төменінде температура 220 0С, қысым 11,5 МПа болады.
Қазіргі кезде жүйеге қайта айналушы сутекті газды кептіруге цеолитті жұтқышпен немесе активті алюминий оксидімен толтырылған кептіргіштер, сонымен қабат сыйымдықтар, өлшегіштер және шикізатқа есептегенде 510-5 % (масс.) дихлорэтан беру үшін өлшеуіш сорап қояды.
Процестің негізгі аппараттары:
Платформинг қондырғысындағы құрылысы жағынан өте күрделі қондырғылар реакторлы блоктағы аппараттар: реактор, пештер, жылуалмастырғыштар, жылтқыштар, тоңазытқыштар. Реакторлы блоктағы барлық аппараттар сутектің жоғарғы қысымында және жоғары температурада жұмыс істейді.
Реактор-цилиндр тәрізді, болаттан жасалған күрделі қосылысты аппарат. Аппараттың жоғарғы жағында газды шикізатты енгізуге арналған штуцер болады. Реакторлар газды-шикізатты енгізуіне байланысты екі түрге бөлінеді: аксиалды және радиалды. Реактор аксиалды болған жағдай да газды-шикізатты қоспа катализатор қабатына жоғарыдан төмен беріледі. Кіреберістегі штуцер ағынның реакторға біркелкі таралуына көмектеседі. Радиалды болған жағдайда штуцермен бірге аппараттың дәл ортасымен торлы сетка түсіріледі, түбі бекітілген. Газ және шикізат ағыны катализатор арқылы аппарат қабырғасынан цилиндрлі реактордың центріне қарай бағытталады.
Аксиалды реакторлармен салыстырғанда, шикізатты радиалды енгізгіш аппараттардың гидравликалық кедергісі төмен болады. 525 0С және 2-4 МПа қысымда реакторға кіретін сутегі, сутекті коррозия туғызады, сондықтан реактор іші футеровкамен қорғалған. Сонымен қатар реактор ішінде қорғаушы стакан болады, қорғаушы стакан мен реактор қабырғасының арасында газды қабат болады. Футеровканың бұзылуы аппарат қабырғасының істен шығуына әкеледі. Реактор қабырғасы термопара арқылы бақыланып отырады температурасы 150 0С аспау керек. Реактордың корпусын жасауға 09Г2ДТ және 12ХМ маркалы болаттар қолданылады.
Катализатор реактор ішіндегі болат стаканға тегіс қабатпен төгіледі. Катализатордың астында, үстінгі бетінде 16 және 20 мм фарфорлы шариктер болады. Катализатор асты үстінен тормен қапталып тұрады. Тор көздер мен шариктер реактордың штуцеріне катализатордың түсіп кетуінен қорғап тұрады. Реактордың ішкі детальдары хром-никельді қоспадан жасалады. Реактордың үстінгі бетінде алты бөлікті термопара орнатылады, ал реактордың ішкі температурасын бақылап тұрады. Реактордың диаметрі 2200-3000 мм, биіктігі 9500-11500мм.
Риформинг пеші платиналы катализатормен көпағынды, көпкамералы, вертикальды жасалған. Риформинг пешінің басты ерекшелілігі ыстыққа төзімді Х5МУ маркалы болаттан жасалған диаметрі 100-200 мм змеевигі болады. Змеевикте сутегінің жоғалуын болдырмау үшін змеевик толық пісірілген. Пештің конвекциялы секциясында түтінді газдардың өнімге жылу беру коэффициентін көтеру үшін бедерлі құбырлар орнатылады.
Реакторлы блокта қолданылатын жылуалмастырғыштар кожухотрубалы. Реактордан шыққан ыстық ағын коррозиялық активті, сондықтан құбыр аралық бөлікке бағытталады. Реакторлы блоктағы жылуалмастырғыштар көбіне қарама-қарсы ағынды.
Тоңазытқыштар ауамен салқындатылатын және сумен салқындатылатын болып екіге бөлінеді.
Сумен салқындатылатын тоңазытқыштар кожухотрубалы, құбыры бойынша екі жүрісті, Су құбыршалары беріледі ал өнім труба аралық орынмен өтеді. Ауамен салқындатылатын аппараттар АВТ қондырғысындағы сияқты. Бірақ құбыршалары 5 МПа қысымға шыдайтын арнайы болаттан жасалынады.
3-билет
13.Бірнегізді қаныққан карбон қышкылдары. Изомерлері. Номенклатурасы. Қышқылдарды алу тәсілдері, физикалық және химиялық қасиеттері.
Карбон қышқылдарына, құрамында карбоксил тобы бар органикалық қосылыстарды жатқызады.
Жалпы формуласы R-COOH
Карбоксил тобындағы сутегі атомы COOH қышқылдық қасиет көрсетеді.
Карбоксил тобының санына байланысты карбон қышқылдары бір негізді, екі негізді және көп негізді болып келеді.
Карбоксил тобымен байланысқан радикалдың табиғатына байланысты қышқылдар қаныққан, қанықпаған, ароматты болып та бөлінеді.
Бір негізді карбон қышқылдары
Номенклатурасы- аталуы.
Олардың бастапқы мүшелеріне тривиалды аталу тән.
H-COOH- құмырсқа қышқылы
CH3-COOH- сірке қышқылы
CH3-CH2-CH2-COOH- май қышқылы
CH3-CH2-CH2-CH2-COOH- валериан қышқылы
Рационалды номенклатура бойынша оларды сірке қышқылының туындылары деп қарастырады.
Мысалы
CH3-CH2-COOHметил сірке қышқылы
CH3-CH2CH(CH3)COOH метилэтилсірке қышқылы
Ал халықаралық номенклатура бойынша ұзын тізбектегі сәйкес көмірсутек атауына қышқыл деген жұрнақ қосылады. Нөмірлеу карбоксил тобындағы көміртегінен басталады.

Физикалық қасиеттері.
Бұл қышқылдардың алғашқы үш мүшесі - өзіндік иісі бар - сұйықтар. Май қышқылы және онан кейін гомологтары майлы, нашар жағымсыз иісті сұйықтар. Бұлардың судағы ерігіштігі алғашқы үш мүшесіне қарағанда нашар. Жоғарғы қышқылдар - қатты заттар, суда ерімейді. Бір негізді карбон қышқылдары органикалық жақсы еріткіштерде ериді.
Қайнау температуралары көміртек атомы өскен сайын жоғарылап отырады.
Спирттер мен су молекулалары сияқты, бұлар немесе димерленген ассоцияланған қалыпта болады.
Яғни:

Химиялыққасиеттері.
Бұлардың химиялық қасиеттерін толығымен дерлік карбоксил тобы анықтайды. Карбон қышқылдарының химиялық қасиеттерін үш бағытта қарастырған ыңғайлы:
Карбоксил тобындағы сутегі атомы арқылы жүретін химиялық реакциялар.
Гидроксил тобының басқа да атомдарымен немесе топтарымен реакцияға түскіштігі арқылы жүретін химиялық реакциялар.
Карбоксил тобымен байланысқан радикалдар арқылы жүретін химиялық реакциялар.
1.1 Диссоциялану реакциясы
Минералды бейорганикалық қышқылдар сияқты карбон қышқылдарына да диссоциялану реакциясы тән.
Мысалы:
CH3COOH←→CH3COO-+H+
Осыған орай, карбон қышқылдары әлсіз электролиттер болып есептеледі. Қышқылдық қасиет тән. Бұл қасиет бірден-бір карбоксил тобындағы сутегі атомының реакцияға түскіштігін көрсетеді:
1.2 Тұздар түзу реакциясы
Карбон қышқылдары негіздермен әрекеттесіп олардың тұздарын түзеді.
Мысалы:
CH3-COOH+NaOH→CH3-CO-ONa+HOH
Сол сияқты аммиакпен қосылып:
CH3-COOH+NH4OH→CH3-CO-ONH4+HOH
2.1. Галогенидтертүзілуреакциясы.
Карбоксилтобындағыгидроксилтобыгалогендерменалмасыпкарбонқышқылдарыныңгалогенангидридтерінтүзеді. Көпжағдайындахлорангидридтертүзеді.
CH3-COOH + POCI5→CH3–COCI + POCI3+ HCI
2.2. Ангидридтер түзілу реакциясы.
Екі қышқыл молекуласынан суды бөліп алу арқылы карбон қышқылдарының ангидридін алуға болады. Реакция катализатор қатысында жүреді.
R-COOH+COOH-R→R-CO-O-CO-R+HOH
сіркеқыщқылыныңангидриді.
2.3 Күрделіэфирлертүзілуреакциясы.
Бұл реакция қаныққан карбон қышқылдары мен спирттер әрекеттесуінің нәтижесінде жүреді. Біздердің бұрыннан білетініміздей бұл реакция эфирлену реакциясы деп аталады. Мысалы:
CH3COOH+CH3-CH2OH→CH3CO-OCH2CH3+HOH
3. Галогендеу реакциясы.
CH3-CH2-CH2COOH+Br2→CH3CH2CHBr-COOH+HBr
Яғни бұл реакция карбоксил тобымен қосылған радикалдық қатысуымен жүретін реакцияның бірден-бір мысалы.
13.Дизель отынын гидротазалау реакторы. Оның жұмыс істеу принципі және конструкциялық элементтері.
Каталитическую гидроочистку дизельных топлив применяют для уменьшения содержания в них серы до 0,2 масс.% и ниже, для повышения их термической стабильности и улучшения других свойств. Процесс гидроочистки сопровождается реакциями насыщения олефиновых углеводородов и деструктивной гидрогенизации сернистых, кислородных и азотных соединений с образованием парафиновых углеводородов, сероводорода, воды и аммиака.
Гидроочистка осуществляется в присутствии водородсодержащего газа при температуре 360—425 °С и давлении 2—5 МН/м2; Степень обессеривания и глубина гидрирования непредельных соединений повышаются с ростом температуры и давления процесса, а также с увеличением кратности циркуляции водородсодержащего газа. Для ускорения процесса применяют различные катализаторы, однако особенно часто — алюмокобальтомолибденовый таблетированный катализатор.
Реакции гидрирования протекают с выделением тепла, избыток которого отводят с помощью хладоагентов (холодного циркуляционного газа, сырья или гидрогенизата).
На отечественных заводах гидроочистку дизельных топлив сернистых нефтей осуществляют на двухблочных установках, реакторные блоки которых работают следующим образом. Сырье после смешения с очищенным циркуляционным газом и свежим техническим водородом нагревают сначала в теплообменниках, затем в трубчатой печи (до 360—380 °С) и направляют в реакторы. По мере снижения активности катализатора температуру подогрева сырья повышают. При этом необходимо следить за тем, чтобы максимальная температура в зоне реакции не превышала 435°С. В противном случае ускоряется закоксовывание поверхности катализатора и повышается газообразование, являющееся результатом термического крекинга сырья.
Газопродуктовый поток, представляющий собой смесь паров гидрогенизата, газов реакции, сероводорода и циркуляционного газа, поступает из реакторов в сепаратор после предварительного охлаждения в теплообменниках и секционных холодильниках до 50°С. В сепараторе смесь газов и паров при давлении 4,5 МН/м2' разделяется на гидрогенизат и циркуляционный газ, которые далее перерабатывают в соответствующих аппаратах.
Отработанный катализатор в конце реакции содержит 10—13% (масс.) кокса и до 7% (масс.) серы. Активность катализатора восстанавливают путем окислительной газовоздушной регенерации. Перед регенерацией систему продувают под давлением 0,8 МН/м2 инертным газом, который затем удаляют из аппарата через вытяжную трубу. Газы регенерации содержат до 0,2% (об.) двуокиси серы. Процесс восстановления катализатора начинают с выжигания кокса газами при температуре 420—430 °С и давлении 4 МН/м2и заканчивают прокаливанием катализатора в течение четырех часов при температуре 520—550 °С и давлении 2 МН/м2. Чтобы сохранить прочность металла коммуникационных труб при высокой температуре, давление в процессе прокаливания постепенню снижают. Продолжительность выжигания составляет 48—60 ч в зависимости от количества кокса и серы.
Общая продолжительность цикла регенерации катализатора равна 100—150 ч, поэтому данную операцию совмещают во времени с планово-предупредительными ремонтами. Периодичность регенерации определяется качеством сырья и глубиной очистки топлива и составляет от трех месяцев до двух лет.
Реакторы устанавливают на железобетонных постаментах таким образом, чтобы обеспечить выгрузку катализатора самотеком через соответствующие люки.
На рис. IX-14 показан политропи- ческий (многослойный, многосекционный) реактор установки гидроочистки дизельных топлив. Он представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат диаметром 1400 мм и высотой 14 000 мм с эллиптическими днищами. Корпус реактора изготовлен из двухслойной стали 12ХМ + + ЭИ496 толщиной 40 мм, штуцеры — из стали Х5М. Изнутри корпус футеруют жаропрочным торкрет-бетоном толщиной обычно 125—200 мм. Футеровка должна быть монолитной и состоять из двух слоев: термоизоляционного — непосредственно у корпуса и эрозионностойкого — внутреннего. 'Состояние футеровки проверяют путем измерения температуры стенок корпуса аппарата поверхностными термопарами. Превышение допустимой температуры (200 °С) свидетельствует о нарушении герметичности футеровки ма данном участке.
Внутри аппарата имеется шесть съемных колосниковых решеток, на которые насыпан таблетированный алюмокобальтомолиб- деновый катализатор. Колосники устанавливают на кольцевые опоры, приваренные к корпусу реактора. Все внутренние устройства аппарата выполнены из стали ЭИ496.
Над каждым слоем катализатора расположен маточник из хро- моникелевых труб для подачи охлаждающего циркуляционного* газа. Это позволяет поддерживать в каждой секции необходимую' температуру с постепенным повышением ее по ходу парогазовой смеси. Таким образом, в любой секции протекает адиабатический процесс, а в реакторе в целом — политропический.
Таблетированный катализатор в количестве 12 м3 загружают в: аппарат через верхний люк диаметром 450 мм, на крышке которого имеется воздушник для отвода продувочных газов. Над блоком реакторов сооружают специальные площадки. С них катализатор по гибкому рукаву засыпают в соответствующую секцию (снизу вверх), где рабочий, находящийся внутри аппарата, соблюдая требования техники безопасности для работы в закрытых сосудах выравнивает вручную слой катализатора. Газо-сырьевая смесь поступает в верхнюю секцию по штуцеру в верхней части аппарата, последовательно проходит через слой катализатора во всех секциях и по штуцеру под нижней секцией выводится из реактора.
13.Хлорлау процесінің маңызы және жалпы сипаттамасы.
Галогенированием в широком смысле слова называют все процессы, в результате которых в органические соединения вводятся атомы галогена. В зависимости от вида галогена различают реакции фторирования, хлорирования, бромирования и иодирования.
Галогенирование — один из важнейших процессов органического синтеза. Этим путем в крупных масштабах получают:
хлорорганические промежуточные продукты (1,2-дихлорэтан, хлоргидрины, алкилхлориды), когда введение в молекулу достаточно подвижного атома хлора позволяет при дальнейших превращениях хлорпроизводных получить ряд ценных веществ;
хлор- и фторорганические мономеры (винилхлорид, винил- иденхлорид, тетрафторэтилен); 3) хлорорганические растворители (дихлорметан, тетрахлорметан, три- и тетрахлорэтилены); 4) хлор- и броморганические пестициды (гексахлорциклогексан, хлорпроизводные кислот и фенолов). Кроме того, галогено- производные используют как холодильные агенты (хлорфтор- производные, так называемые фреоны), в медицине (хлораль, хлорэтан), в качестве пластификаторов, смазочных масел и т. д.
Масштабы производства галогенорганических продуктов очень значительны. Так, в США производят около 6,5 млн. т 1,2-дихлорэтана, свыше 3 млн. т винилхлорида и по 200— 400 тыс. т тетрахлорметана, три- и тетрахлорэтилена, 1,1,1-три- хлорэтана (метилхлороформа), дихлорметана (метиленхлори- да). Значительно меньше производится ароматических хлор- производных, фтор- и особенно броморганических соединений.
13.Бутан-бутилен фракциясының каталитикалық алкилдеу процесінің технологиясы.
С-алкилдену деген термин органикалық химияды ирование этот термин используется в органической химии для обозначения введения алкильной группы в молекулу углеводородов по двойной С-С қос байланысы бойынша көмірсутек молекуласындағы алкил тобын енгізуге.
Назначения процесса – производство высокооктанового изокомпонента бензинов С-алкилированием изобутана бутиленами и пропиленом. Процестің мақсатты өнімі – алкилат, ол изопарафиндерден тұрады, октан саны жоғары (90-95 моторлық әдіс бойынша).
Теориялық негіздері.Изоалкандардың олефиндермен С-алкилденуіжалпы түрде келесі теңдеумен суреттетелді:
CnH2n+2 + CmH2m Cn+mH2(n+m)+2
С-алкилдену реакциясы қышқылдық катализге жатады, ол жылу бөле жүреді 85-90кДж/мольтүзілген изопарафин мен олефин түрінен тәуелді, сондықтан төмен температуралар термодинамикалық маңызды.
Каталитикалық алкилдеуге изопарафиндерден тек үшіншілік көміртек атомы бар изопараифндер қабілетті. Олефиндер әртүрлі бола алады, бірақ көбінше изо-С8Н18 түзетін изобутан алкилдеуші бутилендерді көп қолданады. С-алкилдеу каталитикалық крекинг сияқты карбоний-ионды тізбекті механизм бойынша жүреді.
С-алкилдеудің катализаторлары.Алкилдеудің өнеркәсіптік процестерінде катализаторлар ретінде күкірт және фторсутекті қышқылдарды қолданады. Сұйық фазалы катализ үшін біршама маңызды қышқыл көрсеткіші оларда изобутан мен олефиндердің еруі болып табылады.Изобутанның Н2SO4еруі шамамен 30 ретке кем, НF қарағанда. Осы қышқылдарда олефиндер біршама жақсы ериді. Осыған байланысты фаза бөліну бетіндегі изобутан концентрациясы (қышқылдағы көмірсутектердің эмульсиясы түріндей) олефиндер концентрациясы біршама төмен, ол олефиндер полимерлену реакциясы жүруінің үлкен ықтималдығына негізделген.
НFкаталитикалық қаиеттерінің жинағы бойынша Н2SO4 қарағанда артық. С-алкилдеудің фторсутекті процестері күкіртқышқылдымен салыстрғанда келесі негізгі сипаттамаларға ие:
- қосымша өнімдердің біршама аз шығымы, сәйкесінше, біршама жоғары селективтілік;
- алкилат сапасы мен біршама жоғары шығым;
- қышқылдың біршама аз шығымы (Н2SO4бар жоғы 0,7 кг 100-160кг орнына 1т алкилат үшін);
- кәдімгі сумен суытумен салыстырғанда біршама жоғары температурада процесті жүргізе алу мүмкіндігі (күкіртқышқылдыда 25-40°С орнына 7-10°С);
- возможность применения простых реакторных устройств без движущихся трущихся частей, обусловленная повышенной взаимной растворимостью изобутана и НF ит.д.
Дегенмен НF үлкен ұшқыштығы мен жоғары токсикалығы оны С-алкилдеу процесінде қолдануды шектейді.
Шикізат.Мұнайөңдеуде алкенді шикізат ретінде көбінше пропан-пропиленді қоспасымен бірге бутан-бутиленді фракцияны қолданады онда алкен қосындысынан пропилен құрамы 50% көп емес.
Қалыпты құрылысты алкандар С3-С5алкилдену реакциясына түспейді және инертті қоспалар болып табылады. Шикізатта болатын диендер, күкірт қышқылымен әрекеттесіп күрделі өнімдер түзеді де қышқылдық ортада қалады да қышқылды сұйылтады да оның шығымын арттырады. Сондықтан диенді көмірсутектер шикізатта болмауы керек. С-алкилдеу шикізатына ылғал мен күкірттік қосылыстардың құрамы бойынша жоғары талаптар қойылады.
Негізгі параметрлері:
Қысым процеске маңызды әсер етеді. Көбінше Р 0,35-0,42 МПа ұстайды.
Температура. Практикада изобутанды бутиленмен алкилдегенде қолайлы температуралық аралық 5-13°С, пропиленмен – 10-22°С.
Изобутан:олефин қатынасы.Қолайлы қатынас 7:1.
Қышқыл концентрациясы.Көбінесе күкірт қышқылын қолданады, құрамында 88 ден 98% моногидрат болатын. Егер СH2SO4 88% төмен болса, қосымша реакциялар жылдамдайды.
H2SO4:шикізат қатынасы реакциялық қоспадағы шикізат пен катализатордың концентрациясын сипаттайды.осы қатынастың қолайлы мәні (көлемдік) құрайды ~1,5.
Берілетін шикізаттың жылдамдық көлемі.Қолайлысы 0,3-0,5r-1.
2-билет
14.Бірнегізді қанықпаған карбон қышкылдары және олардың туындылары Химиялық қасиеттері және қолданылуы.
Бұл қышқылдардың қаныққан қышқылдардан айырмашылығы карбоксил тобымен байланысқан радикалдың құрамында қанықпаған қос байланыс болуында.
Мысалы ретінде акрил немесе метакрил қышқылын алсақ болады.
CH2=CH(COOH) акрил қышқылы
CH2=C(CH3)(COOH) метакрил қышқылы
CH3-CH=CH-COOH кротонқышқылы
Химиялыққасиеттеріқаныққанкарбон қышқылдардыңқасиетіне ұқсас, тек бұлар радикалдық полимерлену реакциясына қатысады.
Акрилқышқылы
Өнеркәсіптемынадайсхемабойыншаалады:
CH≡CH+HCN→CH2=CH-CN+2HOH→NH3+CH2=CH-COOH
Техникада акрил қышқылының туындылары - оның эфирлері, әсіресе, метилакрилат деп аталатын, метил эфирі қолданылады. Ол эфирді өнеркәсіптік мөлшерде этиленциангидриннен немесе акрилонитрилден алынады.
CH2=CH-CN+HOH+CH3OH→CH2=CH-CO-O-CH3+NH3
Метилметакрилат оңай полимерленеді, нәтижесінде шыны тәріздес мөлдір зат(органикалық шыны) түзіледі. Сондықтан ол органикалық шыны және басқа да бағалы полимерлер өндірістерінде қолданылады.
Қанықпаған бір негізді карбон қышқылдары
Акрилқышқылы(CH2-CH(COOH))
Метакрилқышқылы(CH2=C(CH3)(COOH))
Олеинқышқылы
С17Н33СООНБұлқышқылпальмитинжәнестеаринқышқылдарқатарындамайлартүзеді.
Олеинқышқылынақанықпағанқышқылдардыңқасиетітән: бромсуыменараластырыпшайқасабромсуытүссізденеді. Сол сияқты калий марганцовкасымен араластырса она да түссіздендіреді.

олеин қышқылы
(цис- изомер)

эландин қышқылы
(транс- изомер)
Екі еселенген байланысты жерінен сутек қосылса олеин қышқылы қатты күйдегі стеарин қышқылына айналады. Олеин қышқылының сілті тұздары - олеинді сабындар, техникада жүнді жуу үшін қолданылады.
14.Құбырлы пештердегі отынды жағуға арналған форсункалар. Олардың құрылысы және жұмыс істеу принциптері.
На рис. VI1-1 показана схема однокамерной радиантно-конвекционной печи. Внутренний объем печи разделен полуперегородкой — перевальной стеной на две части, называемые радиантной и конвекционной камерами. В этих камерах размещены трубные змеевики, через поверхности которых осуществляется теплопередача.
Под радиационной теплопередачей понимают поглощение лучистого тепла, под конвективной — теплопередачу путем омывания поверхностей труб дымовыми газами. В радиантной камере основное количество тепла передается радиацией и лишь незначительное — конвекцией, а в конвекционной камере — наоборот.
Жидкое и газообразное топливо сжигается в радиантной камере. Продукты сгорания (дымовые газы), переваливаясь через перевальную стену, проходят конвекционную камеру' и уходят в дымовую трубу. Нагреваемый поток сначала проходит по трубам змеевиков конвекционной камеры, затем — радиантной камеры.
В результате сжигания топлива в печи повышается температура дымовых газов и светящегося факела, представляющего собой раскаленные частицы горячего топлива. Нагревшись до 1300—1600 °С, факел излучает тепло. Тепловые лучи падают на наружные поверхноститруб и внутренние поверхности стен радиантной камеры печи. Нагретые поверхности стен, в свою очередь, излучают тепло, которое также поглощается поверхностями радиантных труб. Если не учитывать потери через кладку стен, то при нормальной установившейся работе печи внутренние поверхности стен печи излучают столько тепла, сколько поглощают.
Трехатомные газы, содержащиеся в дымовых газах (водянойпар, двуокись углерода и сернистый ангидрид), также поглощаюти излучают лучистую энергию в определенных интервалах длин волн.
Количество лучистого тепла, поглощаемого в радиантной камере, зависит от поверхности факела, его конфигурации и степени экранирования топки. Большая поверхность факелов способствует повышению эффективности прямой передачи тепла поверхностям труб. Увеличение поверхности кладки также способствует возрастанию эффективности передачи тепла в радиантной камере.
Эффективность передачи тепла конвекцией обусловлена прежде всего скоростью движения дымовых газов в конвекционной камере. Стремление к большим скоростям, однако, сдерживается допустимыми величинами сопротивления движению газов.
В качестве топлива для трубчатых печей нефтеперерабатывающих заводов используют жидкое нефтяное топливо (продукты нефтепереработки) и природныйгаз. Вид применяемого топлива определяет конструкцию и особенности оборудования для его сжигания.
Процесс сжигания топлива можно условно разделить на несколько последовательных этапов: предварительный подогрев топлива мелкодисперсное распыливание его, перемешивание с воздухом нагрев топливно-воздушной смеси до температуры воспламенения при одновременном испарении топлива, пирогекное разложение и сжигание.
Предварительный подогрев жидкого топлива производят втопливных емкостях, в специальных теплообменниках, а также в самих форсунках. Подогрев особенно важен для высоковязких топлив Максимальную температуру подогрева устанавливают из соображений экономичности и предотвращения образования коксав каналах форсунок.
В форсунках топливо распыляют для приведения его в мелкодисперсное состояние, при котором смешение с воздухом и последующее полное сгорание топлива облегчаются и ускоряются.
В большинстве трубчатых печей жидкое топливо распыляют водяным паром, реже — воздухом; механический же распыл почтине применяется.
Распыление представляет собой сложный комплекс физико- химических процессов: внутриканальный распад топлива при прохождении через сопло форсунки, механическое разрушение под действием сил трения, возникающих между распылителем и топливом, кавитация, приводящая к парообразованию и вскипанию топлива.
Паровые форсунки просты по конструкции, однако в них расходуется много пара (примерно 0,3—0,6 кг на 1 кг топлива). Воздушные же форсунки применяют тогда, когда они могут работать на воздухе от вентилятора, т. е. при низком напоре воздуха; в противном случае они неэкономичны.
Распыленное топливо в процессе смешения с воздухом или после него нагревается за счет тепла в форсуночной амбразуре и топке до температуры воспламенения смеси. При этом оно испаряется и подвергается пирогенному разложению. Заключительным этапом является полное сгорание топливной смеси.
Размеры факела, исходящего от форсунки, определяются скоростью прохождения топлива через все описанные этапы. Длина факела зависит и от расхода топлива на одну форсунку.
Процесс сжигания газообразного топлива, в отличие от сжигания жидкого топлива, состоит из меньшего числа этапов: в форсунке или в начале топки газ смешивается с воздухом, затем топливно-воздушная смесь нагревается до температуры воспламенения и сгорает. Таким образом, качество сжигания газа зависит от степени перемешивания его с воздухом и быстроты нагрева смеси. Первое достигается дроблением газа на отдельные мелкие струи, равномерно распределенные в сечении форсуночной амбразуры, второе — устройством специальных туннелей, в которых засчет тепла среды топливно-воздушная смесь с большой скоростью нагревается до температуры воспламенения.
В большинстве трубчатых печей для сжигания газообразного топлива применяют газовые горелки простой конструкции. Они представляют собой шнцентрично расположенные в форсуночной амбразуре кольцевые трубчатые коллекторы (бублики), снабженные множеством калиброванных сопел для выхода газа. Диаметр сопел выбирают в зависимости от их числа к требуемой производительности каждой горелки. Такие горелки довольно долговечны и легко изготовляются в заводских условиях. Однако эксплуатационные показатели их невысоки.
Широко распространены комбинированные газонефтяные форсунки ГНФ-1М и ГНФ-3, которые работают на газовом топливе, но в случае прекращения подачи газа могут быть быстро переведены на жидкое топливо. В форсунках обеих конструкций предусмотрена возможность продувки паром каналов жидкого топлива, что предотвращает забивание топливных сопел коксом или грязью.
На рис. УП-18 показана универсальная газомазутная форсунка ФГМ-4 конструкции Гипронефтемаша. Она приспособлена для работы на низконапорном воздухе (200—300 мм вод. ст.).
Форсунка снабжена специальным завихрителем 1 (кожух с лопатками), сообщающим потоку воздуха вращательное движение. Воздушный распыл топлива регулируется заслонкой 3> которая открывается рукояткой 4, создавая кольцевой зазор между завихрителем и корпусом форсунки. Подача жидкого топлива регулируется вентилем 6 в парожидкостной камере 5. Часть форсунки для сжигания газа состоит из газового кольцевого коллектора 9, в который ввернуты наконечники 10. Воздух для горения газа поступает через расположенные на корпусе форсунки окна 7, прикрытые регистром 8.
Проблема короткопламенного горения газа разрешена в печах беспламенного горения с излучающими стенками топки, в которых достигается полное предварительное смешение газа и воздуха. При этом благодаря применению инжекционных смесителей удается добиться полного сгорания топлива при коэффициенте избытка воздуха 1,05—1,10. Смесь газа и воздуха, тщательно перемешанная и подогретая до температуры воспламенения, сгорает почти мгновенно, поэтому в горелках рассматриваемых печей продолжительность горения зависит от времени, необходимого для нагрева смеси до указанной температуры.

14.Сұйық фазалы хлорлау технологиясы, процестің жағдайлары және реакторлардың түрлері.
При жидкофазном радикально-цепном хлорировании, проводимом при относительно низких температурах (от 40 до 100— 150 °С), почти всегда требуются инициаторы или облучение смеси, что ведет к дополнительным экономическим затратам по сравнению с термическим хлорированием. Поэтому выбор жид- кофазного хлорирования оправдан при получении термически нестабильных веществ, легко отщепляющих НС1 (монохлорпа- рафины с длинной углеродной цепью, полихлориды С2 и выше), а также соединений, для которых термическое хлорирование менее селективно. Кроме того, жидкофазное хлорирование предпочтительно в случаях введения более чем двух-трех атомов хлора в молекулу, когда высокий тепловой эффект процесса часто не позволяет провести его в газовой фазе из-за низких коэффициентов теплопередачи.
Получаемые продукты. Методом радикально-цепногожидкофазного хлорирования получают многие продукты.
Полихлорпроизводкые этана. 1,1,2-Трихлорэтан СЬСНСНгС! является жидкостью с т. кип. 113,9°С. Его получают из 1,2-ди- хлорэтана с побочным образованием 1,1,2,2- и 1,1,1,2-тетрахлор- этанов. Применяется для производства ценного мономера ви- нилиденхлорида СН2=СС12-
1,1,1-Трихлорэтан, или метилхлороформ СН3СС13 представляет собой жидкость с т. кип. 74,1 °С; получают из 1,1-дихлор- этана с побочным образованием 1,1,2-трихлорэтана и тетрахлор- этана. Является превосходным растворителем и производится в крупных масштабах. Другой путь его получения состоит в гидрохлорировании винилиденхлорида.
ПентахлорэтанСС13СНС12— жидкость с т. кип. 186,8°С; его синтезируют хлорированием 1,2-дихлорэтана или 1,1,2,2-тетра- хлорэтана. Применяется для получения ценного растворителя — тетрахлорэтиленаСС12=СС12.
Гексахлорэтан СС13СС13 представляет собой кристаллическое вещество (т. возг. 185,6 °С); его получают исчерпывающим хлорированием любых хлорэтанов. Он применяется для производства трифтортрихлорэтана С12СРСР2С1 (растворитель) и особенно трифторхлорэтилена СС1F=СF2 (мономер) и фреонов.
Хлорпарафины выпускают нескольких марок, имеющих разное назначение. Хлорпарафин-13у содержащий 12—14 % хлора, получают из керосиновой или более узкой фракции (С^—С^) парафинистой нефти, а также из смеси я-парафинов, выделенных из соответствующих фракций. Он представляет собой втор- монохлоралкан с примесью первичного изомера и дихлорпроизводного. Применяют для синтеза ПАВ типа алкиларенсульфонатов.
Жидкие хлорпарафины содержат от 40 до 49 % хлора и применяются в качестве пластификаторов (особенно для поливинил- хлорида) и добавок к смазочным маслам.
Твердый хлорпарафин содержит 70—72 % хлора и применяется как добавка к пластическим массам и каучукам для придания им огнестойкости. Последние два вида продуктов являются смесью полихлорированных соединений; их получают хлорированием мягких или твердых парафинов.
Хлорированные полимеры выпускают многих марок; они имеют разнообразное применение. К ним относятся хлоркаучук, хлорированные полиэтилен, полипропилен и поливинилхлорид с содержанием хлора до 70%. Введение хлора обычно повышает эластичность полимера и увеличивает его адгезию к различным материалам.
Xлорпроизводные аренов. Бензилхлорид СбН5СН2С1 — жидкость с т. кип. 179,3 °С; применяют для введения бензильной группы в различные вещества — получение бензилцеллюлозы, бензиловых эфиров, бензилового спирта, бензилцианида, бутил- бензилфталата (пластификатор) и др. Получают хлорированием толуола с побочным образованием бензальхлорида СбНбСНСЬ, бензотрихлорида СбН5СС13 И ХЛОрТОЛуОЛОВ СЮ6Н4СН3.
п-Ксилилендихлорид С1СН2С6Н4СН2С1 производят хлорированием гс-ксилола и используют для синтеза термостойких полимеров.
Гексахлор-м- и гексахлор-п-ксилолы С13С—СеН4—СС13 являются кристаллическими веществами; их получают хлорированием соответственно м- и я-ксилола. Применяют для производства дихлорангидридов изофталевой и терефталевой кислот [С6Н4(СОС1)2], образующихся при гидролизе гексахлоридов водой. Кроме того, гексахлор-гс-ксилол является лечебным препаратом.
1,2,3,4,5,6-Гексахлорциклогексан, или гексахлоран С6Н6С16 получают аддитивным хлорированием бензола с побочным образованием гепта- и октахлорциклогексанов. Технический продукт является смесью восьми стереоизомеров, из которых в качестве инсектицида активен только у-изомер (кристаллическое вещество с т. пл. 112—113°С). Его содержание в техническом продукте составляет всего 11—18%, поэтому проводят концентрирование у-изомера методом экстракции с получением обогащенного гексахлорана, содержащего 80—90 % у-изомера, и так называемого линдана (99 %-й у-изомер). Остальные изомеры перерабатывают в трихлорбензол путем дегидрохлорирования. Гексахлоран является широко применяемым инсектицидом комплексного действия.
Условия процесса и типы реакторов. Жидкофазное хлорирование осуществляют путем барботирования газообразного хлора через жидкую реакционную массу. Хлор растворяется вней, и реакция протекает в растворе. Во многих случаях жидкой средой является сам органический реагент, который во избежание более глобокого хлорирования применяют в значительном избытке. В этом реагенте накапливаются образующиеся продукты и плотность смеси растет, что используют для контроля глубины превращения. При получении жидких полихлорпарафи- нов и гексахлорксилолов состав жидкой фазы меняется в ходе реакции вплоть до образования вязкого или расплавленного продукта, практически не содержащего исходного реагента. Наконец, при получении твердых полихлорпарафинов и хлорированных полимеров для лучшей гомогенизации смеси используют растворители (тетрахлорметан, о-дихлорбензол), однако некоторые полимеры хлорируют в водных или других суспензиях.
В промышленности применяют как химическое, так и фотохимическое инициирование. Первый способ имеет преимущество в простоте оформления реакционного узла, но зато связан с дополнительными затратами на довольно дорогой инициатор. При втором способе существенно усложняется конструкция реактора, растут капиталовложения и расход электроэнергии, но отсутствуют затраты на инициатор, а синтезируемые вещества не загрязняются продуктами его разложения. Выбор метода определяется экономическими факторами. Кроме того, имеется, по крайней мере, один пример, когда реакция в жидкой фазе идет при 120—150°С без инициатора и без облучения, т. е. наиболее экономичным термическим способом, — это начальная стадия хлорирования высших парафинов.
Кроме соотношения исходных реагентов, о котором уже говорилось, важное значение имеет выбор температуры и концентрации инициатора или интенсивности облучения.
При фотохимическом хлорировании выбор температуры неограничен какими-либо рамками, так как она почти не влияет на скорость реакции. Тем не менее выгодно работать при охлаждении водой, поэтому фотохимический синтез гексахлорцикло- гексана ведут при 40—60 °С.
Когда используют химические инициаторы, выбор температуры обусловлен достаточно высокой скоростью их разложения —- температура равна 70—100°С для 2,2-азо-бш>(изобути- ронитрила) и 100—120°С для пероксида бензоила. При этом температура и концентрация инициатора взаимосвязаны. Во- первых, при какой-то средней длине цепи концентрация инициатора не может быть ниже, чем число моль атомов хлора, вводимых на 1 л реакционной массы, деленное на удвоенную длину цепи (поскольку каждая молекула инициатора зарождает две цепи). Во-вторых, сама длина цепи при ее квадратичном обрыве обратно пропорциональна квадратному корню из скорости зарождения цепи и снижается при повышении температуры и концентрации инициатора.
Следовательно, для уменьшения расхода инициатора выгодно снижать температуру и концентрацию инициатора, однако это ведет к падению скорости реакции и росту капиталовложений в реакционный узел, что требует оптимизации условий процесса по экономическим критериям. Расход инициатора можно также снизить, вводя его отдельными порциями во времени (при периодическом процессе) или по длине реактора (для непрерывных условий проведения реакции), либо изменением температуры по мере расходования инициатора. Сказанное относится и к фотохимическому хлорированию, когда рост интенсивности облучения и скорости реакции ведет к снижению длины цепи и увеличению расхода электроэнергии. Оптимум в обоих случаях смещен в сторону относительно невысокой интенсивности процесса.
Реакционный узел (как и весь процесс жидкофазного хлорирования) можно выполнить и периодическим, и непрерывно действующим. Независимо от этого основной аппарат (хлоратор) должен быть снабжен барботером для хлора, холодильниками для отвода выделяющегося тепла, обратным холодильником или газоотделителем на линии отходящего газа (НС1), необходимыми коммуникациями и контрольно-измерительными приборами. В реакторе для фотохимического хлорирования имеются также приспособления для облучения реакционной массы (внутренние ртутно-кварцевые лампы, защищенные плафонами, или наружные лампы, освещающие реактор через застекленные «окна» в корпусе). Схемы типичных реакторов для жидкофазного радикально-цепного хлорирования изображены на рис. 36.
Первый из них (рис. 36,а) предназначен для периодических процессов и представляет собой барботажную пустотелую колонну с выносным охлаждением. Циркуляция реакционной массы через холодильник осуществляется принудительно (при помощи насоса) или за счет естественной циркуляции (под влиянием разности плотностей относительно горячей и наполненной пузырьками газа жидкости в колонне и более холодной и не содержащей газа жидкости в циркуляционном контуре). Таким способом получают полихлорпарафины. При хлорировании полимеров в растворе можно отводить тепло реакции за счет испарения растворителя, который конденсируется и возвращается в реактор с помощью обратного холодильника.
Непрерывный вариант реактора с выносным охлаждением мало пригоден из-за сильного перемешивания смеси и снижения селективности. По этой причине непрерывно действующие реакторы выполняют в виде барботажной колонны с внутренним охлаждением (рис. 36,6) при помощи змеевиков (иногда при помощи водяной рубашки) и с обратным конденсатором. Жидкость и газ обычно движутся противотоком, причем для снижения продольного перемешивания и повышения селективности выгодно секционировать реактор, установив по его высоте ряд тарелок или организовав каскад реакторов.
Технология процесса. Технология жидкофазного радикально- цепного хлорирования складывается из нескольких стадий: подготовки исходных реагентов, собственно хлорирования, переработки отходящего газа и утилизации НС1, переработки жидкой реакционной массы и выделения продуктов реакции.
Подготовка реагентов обычно заключается в испарении жидкого хлора и его нагревании до температуры, близкой к комнатной. Органические реагенты иногда используют без специальной очистки, транспортируя их насосом в реактор. При наличии в них влаги осушают испаренный хлор серной кислотой, а органический реагент — путем азеотропной отгонки воды или с помощью твердых адсорбентов. Иногда требуется очистка от металлов или их солей, катализирующих ионные реакции, и тогда хлор фильтруют от окалины, а органический реагент перегоняют. Наконец, при наличии в последнем соединений серы (или других ингибиторов) осуществляют гидрообессеривание.
Переработка отходящего газа прежде всего состоит в улавливании из него паров исходного органического реагента, для чего применяют охлаждение рассолами или абсорбцию растворителем (лучше всего — более высококипящим побочным продуктом этого же производства). При хлорировании нелетучих веществ, например мягкого или твердого парафина, достаточно охлаждать газ водой. Затем из газа поглощают НС1. При аддитивном хлорировании получается мало хлорида водорода, и в этом случае газ промывают водой, сбрасывая ее в канализацию. При заместительном хлорировании НС1 получается в большом количестве, и его утилизируют, абсорбируя водой с получением 20—30 %-й соляной кислоты. Остаток газа выводят в атмосферу.
Переработка жидкой реакционной массы состоит в очистке от растворенного НС1 и в выделении продуктов. Для очистки от НС1 применяют несколько способов (рис. 37). При получении малолетучих веществ (хлорпарафины, бензил- хлорид, гексахлоран, хлорксилолы) отдувают НС1 в колонне азотом или воздухом (схема а). В остальных случаях часто применяли промывку жидкости в экстракционных колоннах водой, водной щелочью и снова водой при противоточном движении фаз (схема б). Это приводило к образованию значительного количества сточных вод. На более современных установках отгоняют НС1 вместе с избыточным исходным реагентом в ректификационной колонне (схема в) с последующей конденсацией жидкости, ее возвращением на реакцию и выводом НС1 в линию отходящего газа. Схемы, исключающие промывку, являются самыми прогрессивными.
После очистки от НС1 целевой продукт иногда получается уже в готовом виде (полихлорпарафины); требуется только кристаллизация (гексахлорксилолы) или отгонка растворителя с водяным паром, фильтрование или кристаллизация (хлорированные полимеры, гексахлорциклогексан). В других случаях осуществляют ректификацию с выделением непревращенного органического реагента, целевого и побочных продуктов (синтез хлорэтанов, бензилхлорида).
Технологическая схема жидкофазного радикально-цепного хлорирования далее рассмотрена на примере синтеза метил- хлороформа из 1,1-дихлорэтана (рис. 38); она почти без изменений применима для получения 1,1,2-трихлорэтана из 1,2-дихлор- этана. В одном из двух сборников 1 готовят раствор порофора нужной концентрации в 1,1-дихлорэтане. Полученный раствор непрерывно подают насосом 2 в верхнюю часть хлоратора 3, а вниз вводят газообразный хлор. Отвод тепла реакции достигается за счет испарения 1,1-дихлорэтана в токе НС1 под давлением 0,2—0,3 МПа. Пары его конденсируются в обратных холодильниках 4, 5 и конденсат возвращается в реактор. Ввиду постепенного обогащения реакционной массы более высококипя- щим метилхлороформом температура жидкости на тарелках увеличивается сверху вниз от 70 до 100°С, что создает близкий к оптимальному профиль температуры в реакторе. Газ увлекает с собой пары 1,1-дихлорэтана, и для снижения его потерь охлаждают газ рассолом в обратном конденсаторе 5, откуда конденсат стекает обратно в хлоратор. Газ, очищенный от паров органических веществ, поступает на абсорбцию НС1 в скруббер 67 орошаемый разбавленной соляной кислотой. Ввиду большого выделения тепла при абсорбции ИС1 и с целью получения концентрированной (30—33 %-й) соляной кислоты, нижняя половина скруббера включена в систему циркуляции этой кислоты через графитовый холодильник 7. Остаток НС1 поглощают водой в скруббере 5, а отходящий газ выводится в атмосферу; 5—7 %-ю соляную кислоту, полученную в скруббере 8, направляют после охлаждения в холодильнике 9 на «укрепление» в скруббер 6.
Жидкая реакционная масса с низа хлоратора 3 поступает в ректификационную колонну 10, снабженную кипятильником и конденсатором-дефлегматором 11; там отгоняют 1,1-дихлор- этан и НС1. Последний отделяют от конденсата и направляют в линию газа, отходящего из хлоратора. Конденсат частично служит орошением колонны, а остальное его количество (рецир- кулят) возвращают в верхнюю часть хлоратора. Кубовую жидкость колонны 10 направляют в колонну 12,где в виде дистиллята получают метилхлороформ. Остаток от ректификации содержит значительное количество 1,1,2-трихлорэтана и тетра- хлорэтаны. Из них можно выделить трихлорэтан (для получения винилиденхлорида), а тетрахлорэтаны использовать для получения трихлорэтилена или других органических продуктов.
14.Пентан-гександы фракциясының каталитикалық изомерлену процесінің технологиясы.
Мақсаты – автобензиннің жоғарыоктанды изокомпоненттерін алу.
Шикізат – тураайдалатын бензиннің төменоктанды компоненттері– Қ.Б. - 62°С және каталитикалық риформинг рафинаты.
Катализаторлары: 1)Алюмоплатиналы фторланғанжоғарытемпературалы катализаторлар құрамында 0,5% Pt; 2) Металл-цеолитті орташатемпературалы катализаторлар, құрамындаPt-0,8%; 3) Алюмоплатиналы, промотирлі хлорлы төментемпературалы катализаторлар. Олардың барлығы бифункционалды катализаторлар, дегидрогидрлеуші және қышқылдық белсенділіктерге ие. Активті орталықтар металдық сияқты қышқылдықта Н2тез уланады. Крекингтің қосымша реакцияларын басу үшін Н2-құрамды газды циркуляциялағанда қысым астында жүргізеді.
Негізгі параметрлері:
Температура – температураны жоғарлатқан сайын изомерлену реакциясының жылдамдығы шектелетін тепе теңдік шегіне дейін өседі. Одан ары t жоғарлату гидрокрекинг реакцияны жоғарлауына әкеледі. Жеңіл газдар түзілуімен (орташаланған температуралар 360-440°С)
Қысым – температура жоғарлаған сайын процесс тереңдеуі төмендейді, бірақ изомерлену селективтілігі жоғарлайды (орташаланған қысым мәні 2,8-3,0МПа).
Шикізат берілуінің көлемдік жылдамдығы. Түрленудің тұрақты дәрежесінде, көлемдік жылдамдық пен температура изомерлену жылдамдығына антибатты әсер етеді. Көлемдік жылдамдықты екі есе жоғарлату үшін процесс температурасын шамамен 8-11°С арттыру керек.
қ.б. - 62°С бензинді фракцияның изомерленуінің принципті технологиялық кескіні.
Бастапқы шикізат қоспасы (16 сурет), рециркулденуші тұрақты изомеризат пен абсорбентті қыздырғанан кейін К-1 бағанындағы жылуалмастырғышқа береді. К-1 жоғарғы жағынан изопентанды фракцияны алады, одан ары оны бутанды баған К-2 ректификацияға ұшырайды, онда бутаннан мақсатты изопентан бөлінуі жүреді. К-1 төменгі өнімін пентанды бағанға К-3 береді. К-3 төменгі К04 изогександы бағанға фракциялануға бағыттайды, оны жоғарғы жағынан екінші мақсаты өнім - изооктан алынады.
К-3 жоғарғы жағынан алынған пентанды фракцияны, құрамында ~91% (масс.) қ-пентан бар, Н2-құрамды газбен араластырады әрі содан кейін түтікті пеште қажетті температураға дейін қыздырғаннан кейін П-1 стационарлы катализатор қабаты бар Р-1 изомерлену реакторына бағыттайды.
Реакция өнімінің бугазды қоспасын суытады және жылуалмастырғышта және мұздатқышта конденсациялайды да С-5 сепараторына береді, ал циркулденуші С-5 тен шыққан СКҚ Р-2 абсорберде кепкеннен кейін компрессормен шикізатпен араластырады.
К-5 бағанында тұрақтанғаннан кейін изомеризатты ректификацияға шикізатпен бірге бағыттайды. К-6 абсорберінде тұрақтанған газдан гексан фракциясының берілген бөлігінен изопентанды алып шығады, ол К-4 алынған. Гексан фракциясының балансты мөлшері изомерленуге түседі. Процестегі сутек жұмаслуы көп емес – бар жоғы 0,1-0,3% (масс.), шикізатқа.
Изомеризат өзқұндылығы ~ 3 ретке төмен, алкилатқа қарағанда. Изомерлену процесінің кең әрі сенімді шикізат базасы бар алкилдеуге қарағанда.
1-билет
15.Алифатты қатардың нитроқосылыстары. Изомерлері, номенклатурасы, алыну тәсілдері, физикалық және химиялық қасиеттері.
Функциональды тобы есебінде NO2, яғни нитробы бар органикалық заттарды нитроқосылыстар деп атайды.
Жалпы формуласы: CnH2n+1NO2
құрылымдық формуласынан көрініп тұрғанындай азот атомы тікелей көміртегі атомымен байланысып тұр.
Изомерлері мен аталуы.
Нитроқосылыстардың изомерлері басқада алмасқан көмірсутектеріндегі (спирттер, галогеналкилдер және т.б.) тәрізді, пропан туындыларынан басталады. Бұларды да біріншілік, екіншілік, және үшіншілік нитроқосылыстар деп те бірнеше топқа бөледі:
Аталуы. Нитроқосылыстар, әдетте алдында нитро деген сөз қосылып көмірсутектің атымен аталады. Жүйелі номенклатура бойынша цифрмен нитротоптың тұрған орны көрсетіледі.
Алу әдістері.
1. Галогеналкилдерден алуға болады. Ол үшін галогеналкилдерді нитроқосылыспен реакцияға түсіру қажет.
C2H5J+AgNO2→C2H5NO2+AgJ
2. Коновалов реакциясының көмегімен, яғни көмірсутектерді сұйытылған азот қышқылымен қыздырып нитрлеу реакциясы арқылы алу
R-H+HO-NO2→R-NO2+HOH
Бұл реакция радикалды механизм бойынша жүреді. Титовтың болжамы бойынша алғашқы сатыда алкилді радикал пайда болады
R-H+NO2→R++HNO2
Пайда болған радикал қос тотықты азот молекуласымен әрекеттеседі
R+-H+NO2→R+HNO2
Ал кейбір авторлар, парафиндерді нитрлеу азот қышқылының ыдырау барысындағы пайда болған радикалдарының әсерінен деп тұжырымдайды, яғни
HO-NO2→HO+ + +NO2
Нитрлеу процесі, әлбетте алынған органикалық қосылыстың жартылай деструкциялану реакциясына қатынасатынын да жоққа шығармайды. Мысалы, пропанды нитрлегенде, тек қана оның 40% нитроқосылысқа айналатыны белгілі.
CH3-CH2-CH3+HNO3→CH3NO2+C2H5NO2+C3H7NO2
1-нитропропан (32%)
2-нитропропан (33%)
Физикалық қасиеттері.
Нитроқосылыстардың көпшілігі жоғары температурада қайнайтын сұйықтар. Ал ди- және полинитроқосылыстар қатты заттар. Таза күйінде түссіз заттар болғанымен, олар көбінесе құрамында бөгде заттар болғандықтан сарғыш түсті болып келеді. Гомологтық қатардағы бірінші мүшелерінің тығыздығы бірден жоғары болады, бірақ көмірсутек радикалдарының саны артқан сайын тығыздықтары бірден кеми береді. Органикалық еріткіштерде жақсы ериді, және олардың өздері де көптеген органикалық қосылыстарға еріткіш болып есептеледі.
Химиялық қасиеттері.
Нитроқосылыстардың ең маңызды химиялық қасиеттері нитротроптың өзіндік структурасына байланысты.
Ол үшін нитрозоқосылыстың құрылысын қарастыралық
Мұнда азот үшваленттілік жағдай көрсетіп және жұп электрондық күйде тұр. Міне осы жұп электрондық күйіне байланысты - тобына басқа атомдар немесе топтар қосыла алады. Оттегін қосып алуына байланысты нитрозоқосылыстар нитроқосылыстарға айналады:

Осы формулаға сәйкес оттектің бір атомы азотпен екі еселенген байланыс, ал екіншісі семиполюсті (координациялық) байланыс түзеді немесе бұл байланысты динорлы-акцептерлік байланыс деп те атайды. Мұндай байланыс түзу үшін өзінің электронын беретін атомды донор дейді, ол оң зарядталады. Ал өзінің октетін толықтыруға электрондар қосып алатын атомды акцептор деп атап, оны теріс зарядпен белгілейді. Осыған сәйкес

Жоғарыдағы формулада координациялық байланыс бар екендігін байқалады.
Химиялық қасиеттері.
Тотықсыздану реакциясы.
Нитроқосылыстар тотықсыздану жағдайына байланысты бірнеше заттар түзуі мүмкін, олардың бірі біріншілік аминдер
HO-NO2+6H→R-NH2+2HOH
Бұлреакцияазотқышқылыныңгидроксиламингедейінтотықсыздануынаұқсас:
HO-NO2+6H→HONH2+2HOH
Нитротоптыңэлектронды-акцептрлікқасиеті. Конденсациялауреакциясы.

Мұныбензальдегидтімысалғаалаотырыпжазалық:
C6H5-CHO+CH3NO2→C6H5-CHOH-CH2-NO2→C6H5-CH=CH-NO2
бензальдегидβ-нитро-α-фенилэтилспиртіβ-нитростирол
Реакциянәтижесіндеқанықпағанқосылыспайдаболыптұр. І сатыдағы реакцияны альдолды конденсация, ал ІІ сатыдағы реакцияны кротонды конденсация деп атайды.
Әлсіз сілтілік ортада таза нитрометан құмырсқа альдегидімен де келесі схема бойынша конденсацияға түседі.
3HCHO+CH3NO2→(HOCH2)3CNO2
Бұл реакция ацетальдегидпен құмырсқа альдегиді арасындағы конденсацияға ұқсас.
Сілтілердің әсері. Нитроқосылыстарға тән таутомерия құбылысы.
Біріншілік және екіншілік нитроқосылыстар сілтілерде ерімтал, соның нәтижесінде тұздар түзіледі. Оның себебі: нитротоппен тікелей байланысқан көміртектегі сутек атомдары, нитротоптың әсерінен активтенеді және сілтілік ортада нитроқосылыстар қайта топталып аци-нитроформаға (қышқылға) айналады.
R-CH2N(=O)→O ↔R-CH=N(=OH)→O
нитро-формааци-нитро-форма
Сөйтіп, нитроқосылыстарды, нитрожәнеаци-нитро-формалардареакцияласатын, таутомерлікқосылыстардепқарауғатиістіміз.
Түсініктіболуүшін, егернитроқосылыстардыңсілтілікерітінділерінеминералдыққышқылменәсеретсе, тепе-теңдікақырындапкеріжылжиды.
Осықұбылыстыфенилнитрометандымысалғаалыпқарастырыпкөрелік.
C6H5-CH2-NO2
БұлзатқалыптыжағдайдаТқай=2260Стеңсұйық, судаерімейді. Бірақсудыңсілтілікерітіндісіндетұзтүзілуінебайланыстыериді. Осытұзғажайлапқышқылқұятынболсақ, фенилнитрометанациформағаайналып, қаттыкүйдегізатесебіндебөлініпшығады. Бірақбіразуақытөткенненкейінолқайтасұйыққаайналады:
C6H5-CH2-NO2+NaOH→C6H5CH=NO-ONa+HCl→C6H5C-CH=NO-OH
нитрофенилметанфенилнитрометан
Күкіртқышқылыныңәсері.
Біріншілікнитроқосылыстарды 8%-тіккүкіртқышқылыменараластырыпқыздырсагидроксиламиндібөліпшығарыпкарбонқышқылдарынаайналады. Бұлреакцияөнеркәсіптегидроксиламиналудыңбастытәсіліболыптабылады:
R-CH-NO2Na+HOH→R-COOH+NH2OH+NaHSO4
15.Жалынсыз құбырлы пештер. Қабырға панелінің конструкциялық ерекшелігі. Пештің конструкциялық элементтері.
Стены, как и вся обмуровка, предназначены для герметизации топки и камер трубчатой печи, а также образования поверхности для размещения экранов радиантных труб и отражения лучистой энергии. Стены должны быть прочными в условиях высоких температур, герметичными и обладающими незначительной теплопроводностью.
В печах старых конструкций стены трехслойные: внутренний слой, подверженный действию огня и раскаленных дымовых газов, выложен из огнеупорного кирпича, средний — из изоляционного кирпича или плит, наружный — из обыкновенного кирпича повышенной прочности. Хотя толщина этих стен значительна (до 0,7 м), особой долговечностью они не отличаются: сравнительно быстро расслаиваются и разрушаются.
Более просты по конструкции и гораздо надежнее в эксплуатации стены, выложенные только из огнеупорного кирпича на растворе, составленном из огнеупорной глины и шамотного порошка. Для герметизации стены снаружи штукатурят или обшивают металлическими листами.
В зависимости от теплонапряженности топочной камеры огнеупорную кладку выполняют из шамотного кирпича марок А, Б и В, который имеет следующую огнеупорность: кирпич марки А — не ниже 1730°С, марки Б— 1670°С, марки В — 1580°С. Исходя из того, что почти все старые печи работают в форсированных режимах, предпочтительно применение кирпича марки А. Кирпич марок Б и В в жестких условиях эксплуатации с течением времени оплавляется, в результате толщина стен уменьшается, а под печи покрывается твердыми наростами оплавившегося шамота, В дальнейшем, при ремонтах, эти наросты удаляют с большими трудностями. Особенно недопустимо оплавление стен при наличии подовых трубных экранов.
Стены современных печей имеют блочную конструкцию (рис. VI1-8) и собираются из огнеупорного кирпича разнообразной формы. Например, обмуровку двухскатных печей выполняют из блоков более 80 фасонов и размеров. Геометрическая форма огнеупорных блоков позволяет собирать их на балках и стержнях, прикрепленных к каркасу печи. Сопряженные поверхности соседних блоков снабжены выступами и соответствующими им впадинами, которые образуют замки- лабиринты. Грани блоков, обращенные внутрь печи, гладкие и обеспечивают образование внутренней гладкой поверхности стены печи. Такая обмуровка производится без растворов и имеет большие эксплуатационные преимущества перед монолитной футеровкой, опирающейся на самостоятельный фундамент.
Благодаря отсутствию раствора каждый блок-кирпич легко воспринимает тепловые деформации и компенсирует их в пределах зазоров в замках. Этому же способствует разгру- женность кладки от собственного веса. Нагрузку от кладки почти целиком воспринимает металлическийкаркас печи. Замки-лабиринты в соединениях кирпичей обеспечивают надежную герметизацию кладки, что
очень важно для снижения тепловых потерь через стены и уменьшения количества подсасываемого в топку воздуха. Объем блочной кладки невелик вследствие малой толщины стен (до 250 мм).
Вертикальные стены печей беспламенного горения с излучающими стенами топок полностью или на отдельных участках составлены из керамических панелей. Панели могут чередоваться с кладкой из простых блоков. Керамические панели представляют собой конструктивный элемент горелок, прикрепляемых к каркасу печи. Уплотнения между отдельными горелками, а также между горелками и кладкой осуществляются асбестовой прокладкой или асбестовым шнуром.
В технике кладки печей следует отметить тенденцию к применению в качестве материала для обмуровки жаростойкого бетона. Железобетонные стены печи отличаются простотой конструкции и низкой стоимостью. Однако жаропрочность таких стен и их способность переносить резкие колебания температур пока еще полностью не изучены.
В эксплуатации находятся печи из крупноблочного жаростойкого бетона, стены которых являются несущими. Это исключает необходимость в металлическом каркасе. В конструкциях некоторых печей, имеющих бетонную и блочную обмуровку, а также обычную обмуровку на растворе, предусмотрены воздушные каналы в степах для охлаждения их естественной вентиляцией.
Долговечность кладки обеспечивается наряду с прочими условиями качеством заполнения температурных швов. Диаметр укладываемого в шов асбестового шнура должен быть больше ширины шва не менее чем на 5 мм. Ширину температурных швов устанавливают из расчета 5—6 мм на пог. м шамотной кладки. При частых тепловых деформациях лучшую герметичность обеспечивают температурные швы, выполненные на замок или зубчиком (рис.УН-9).
Для повышения стойкости обмуровки к высоким температурам иногда применяют огнеупорные обмазки, которые наносят на ее внутреннюю поверхность. В качестве такой обмазки применяют раствор концентрата сульфитспиртовой барды. Применяют также обмазку, состоящую из шамотного порошка, глины и жидкого стекла. Однако технология нанесения обмазок сложна, поэтому широкого практического применения они не имеют.
В наиболее тяжелых температурных условиях работают перевальные стены, поэтому конструктивно они должны быть более прочными и долговечными. Их толщина обычно больше толщины контурных стен.
Под печи выкладывают из трех слоев: нижний слой из простого кирпича стелится на бетонную постель плашмя, без раствора; второй слой — из простого кирпича на цементно-глиняном растворе; третий слой (самый верхний)—из огнеупорного кирпича, положенного на ребро, с шамотно-глиняным раствором.
15.Радикалды – тізбекті тотығу процесінің жалпы сипаттамасы. Тотығу өнімдері.
Радикально-цепное окисление осуществляют главным образом в жидкой фазе в гомогенных условиях. Его можно подразделить на две группы: термическое (автоокисление) и катализируемое солями металлов переменной валентности (Со, Мn и др.).
Механизм образования продуктов окисления
При окислении углеводородов образуется целый ряд молекулярных продуктов: гидропероксиды, спирты, кетоны, альдегиды, карбоновые кислоты, сложные эфиры и некоторые более сложные полифункциональные соединения. Промежуточными активными частицами являются радикалы со свободной валентностью на атоме углерода (К*) или на кислородных атомах (RОО*, RСООО˙).
Гидропероксиды — это первичные молекулярные продукты окисления углеводородов. Звено цепи при их образовании таково:
R˙ + O2 → RОО˙, RОО˙ + RН →RООН +R*.
Последняя реакция — взаимодействие пероксидного радикала с углеводородом — определяет строение образующегося гидропе- роксида и последующих продуктов окисления. При этом соблюдается обычный для радикальных реакций порядок изменения реакционной способности атомов водорода, определяемый относительной стабильностью промежуточного радикала К*. Вследствие этого преимущественным местом атаки молекулы при окислении алкилароматических соединений становится а-поло- жение боковой цепи по отношению к ароматическому ядру, а для олефинов — аллильное положение. Кроме того, для углеводородов всех классов справедлива известная последовательность в изменении способности к замещению атомов водорода* находящихся при разных углеродных атомах (трет- >> втор- >> пере-).
Гидропероксиды относятся к числу довольно нестабильных соединений, превращающихся при окислении в другие продукты, Поэтому их концентрация в реакционной массе, особенна при каталитическом окислении или при повышенных температурах, невелика. Наиболее нестабильны первичные гидропероксиды (КСН2ООН или АгСН2ООН) и, наоборот, относительна стабильны третичные гидропероксиды, из которых гидропероксиды изобутана и изопропилбензола
(СН3)3СООН, СбН5—С(СН3)2ООН
являются промышленными продуктами. Из вторичных соединений относительно стабильны гидропероксиды циклоалканов С8 — С12, олефинов и алкилароматических соединений.
Спирты и карбонильные соединения являются вторичными продуктами окисления углеводородов. Спирты получаются в значительном количестве только при окислении парафинов и нафтенов, но не из алкилароматических соединений. Согласна традиционной схеме Лангебека — Притцкова, эти продукты образуются при окислении через гидропероксид:

Гидропероксиды при разложении под действием повышенной температуры или катализаторов окисления дают спирты и карбонильные соединения. Это разложение может иметь молекулярный механизм, однако в развившемся процессе окисления продукты образуются главным образом цепным путем. При получе- нии спиртов звено цепи таково:
RООН + R˙→ROH + RО˙, RО˙ + RН → RОН + R˙.
Кетоны образуются из вторичных гидропероксидов через стадик> радикал-гидропероксидов:
R2СНООН + НО˙-H2O→R2С˙ООН→R2С=0 + НО˙
Третичные гидропероксиды при цепном превращении дают кроме спирта с тем же числом углеродных атомов также спирт и кетон с меньшим числом атомов углерода за счет деструкции: углерод-углеродной связи:
R3СООН + R˙ →RОН + R3СО˙,R3СО˙→R2C=O+R˙
Спирты превращаются в кетоны также цепным путем, причем в молекуле спирта атаке подвергается атом углерода, уже затронутый окислением:

Рассмотренные механизмы реакций характерны главным образом для некаталитического окисления в жидкой фазе при умеренных температурах. При высокотемпературном окислении в газовой фазе все продукты образуются через пероксидные радикалы, минуя гидропероксиды, причем происходит значительная деструкция по углерод-углеродной связи с образованием спиртов и альдегидов:

В последнее время и при жидкофазном окислении большую роль в образовании продуктов отводят пероксидным радикалам. Например, карбонильные соединения могут получаться из них таким образом:

При катализе солями металлов переменной валентности последние могут давать комплексы с пероксидными радикалами, которые превращаются в координационной сфере центрального иона, окисляя его в высшее валентное состояние:

Таким образом, спирты и карбонильные соединения могут получаться при жидкофазном окислении не только последовательно по отношению к гидропероксиду, но и параллельно с ним.
Карбоновые кислоты образуются при окислении углеводородов с сохранением их углеродной цепи или с деструкцией по С—С-связи. Первое возможно лишь при превращениях первичных гидропероксидов и типично только для окисления метальных групп алкилароматических соединений через промежуточную стадию альдегидов:

При окислении парафинов и нафтенов карбоновые кислоты образуются с деструкцией углеродной цепи. Наиболее вероятно, что непосредственными предшественниками кислот являются кетоны. Они окисляются легче, чем соответствующие углеводороды и преимущественно по атому углерода, соседнему с карбонильной группой, образуя а-кетопероксидный радикал и а-кетогидропероксид; видимо, на этой стадии и происходит разрыв С—О связи, например:

Низшие алифатические и ароматические кислоты при умеренных условиях стабильны к дальнейшему окислению.
Альдегиды являются наиболее легко окисляемыми соединениями, поэтому при окислении углеводородов в жидкой фазе они либо образуются в небольшом количестве, либо их вообще не удается обнаружить в продуктах реакции. При радикально- цепном окислении они дают промежуточные ацильный и пе- роксиацильный радикалы и пероксикислоту:
RС=O˙ + O2 →RСООО˙, RСООО • + КСНО→RСОООН + RС=O˙
Пероксикислота (например, перуксусная) способна присоединяться к альдегидам с образованием пероксидного соединения» которое в случае окисления ацетальдегида называют ацетальде- гидперацетатом (2-гидроксиэтилперацетат):

Равновесие этой реакции при низкой температуре значительно смещено вправо, и в этих условиях в отсутствие или при малом количестве катализаторов перацетат становится конечным продуктом окисления. При нагревании и в присутствии солей металлов переменной валентности перацетат быстро разлагается и дает две молекулы карбоновой кислоты. В указанных условиях образование перацетата незначительно, и реакция сводится к окислению альдегида перуксусной кислотой:
СН3—СОООН + СН3—СНО →2СН3—СООН.
Кроме пероксикислоты и карбоновой кислоты другим продуктом окисления альдегидов являются ангидриды. Их образованию благоприятствуют применение смешанного катализатора (соли Со или Мn с солями Cu) и пониженное парциальное давление кислорода. Один из возможных механизмов образования ангидридов состоит в превращениях ацильного радикала в координационной сфере атома меди:

Получившаяся соль одновалентной меди вновь окисляется роксикислотой в высшее валентное состояние.
15.Каталитикалық гидрокрекинг процесінің технологиясы.
Каталитикалық гидрокрекинг кез келген мұнай шикізатынан жоғарысапалы мұнайөнімінің кең ассортиментін сәйкесті катализаторлар мен технологиялық шарттарды таңдай отырып алуға мүмкіндік береді.
Мұнайөңдеуде гидрокрекингтің келесі типтері қолданылады:
Жеңіл изопарафинді көмірсутектер алу мақсатында бензин фракцияларын гидрокрекингілеу, ол автобензинге жоғароктанды қоспа, жасанды көксағыз өндірісіне құнды шикізат болып табылады;
Тқату төмендету үшін дизельдік және реактивтік отындардың октан санын жоғарлату мақсатында бензиндерді селективті гидрокрекингілеу;
Бірмезгілде дизельдік фракциялар алуға каталитикалық крекинг шикізатын байыту мақсатында вакуумды газоильді жеңіл крекингтеу;
Жоғарыиндексті май негізі мен мотор отынын алу мақсатында вакуумды дистилляттардың гидрокрекингі;
Мотор отынын, майлағыш майлар мен каталитикалық крекинг үшін шикізат алуға арналған мұнай қалдықтарын крекингілеу.
Гидрокрекингтің көптеген өнеркәсіптік қондырғылары 15-17МПа қысымда жұмыс жасайды. Салыстырмалы біршама қымбат тұратын катализаторларды қолданып мұнай қалдықтарын крекингтеу үшін 20МПа дейін қысым керек.
Шет елде (АҚШ, Батыс Еуропа, Жапония) 15-17МПа қысымда ВД гидрокрекинг процесі кең дамыған, ол бензин алуға бағытталған (ЮОП, ФИН, Шелл және Юнион Ойл талдамалары). Ресейде ГКВД процесі 10-15МПа қысымда реактивті және дизелді отындар алуға бағытталған, екі модификацияда: бір- және екісатылы.
Шикізат (350-500°С) және рециклденуші қалдықты СҚГ араластырады, алдымен жылуалмастырғышта қыздырады, сосын П-1 пеште реакция температурасына дейін қыздырады да Р-1(Р-2) реакторына жібереді. Реакциялық қоспаны жылуалмастырғышта суытады, одан ары ауа мұздатқышында және 44-55°С температураменжоғары қысымды С-1 сепараторға бағытталады, онда СҚГ мен тұрақсыз гидрогенизатқа бөліну жүреді. СҚГН2S тен тазалағаннан кейін циркуляцияға жібереді. Тұрақсыз гидрогенизаттытөмен қысымды сепараторға С-2 бағыттайды, онда көмірсутекті газдың бөлігі бөлінеді, ал сұйық ағынды жылуалмастырғыш арқылы тұрақтандырушы бағанға береді К-1. Тұрақты гидрогенизат одан ары К-2 атмосфералық бағанда ауыр бензинге, дизель отынына және >360°С дейінгі фракцияға бөлінеді.
30-билет
16.Алифатты қатардың аминдері. Изомерлері, номенклатурасы. Алифатты аминдердің алыну тәсілдері, физикалық және химиялық қасиеттері.
Аминдер. Аминдерді алкилмен алмасқан аммиак туындылары деп қарастыруға болады.
Сутектің қанша атомдары радикалмен алмасқанына қарай, аминдер
біріншілік R-NH2
екіншілік R2-NH
үшіншілік R3N деп топтарға бөлінеді.
Изомерлері. Номенклатурасы (аталуы).
Аминдердің изомериялары көміртек тізбегіндегі амин тобының орналасқан орнына, азот атомымен байланысқан радикалдың санына және оның құрылымына байланысты.
Изомерлері.Аминдердің изомерлері көміртек тізбегіндегі амин тобының орналасқан орнына, азот атомымен байланысқан радикалдың санына және оның құрылысына байланысты.
Аталуы.Аминдерді әдетте аммиактың алкилмен алмасқан туындысы деп қарап радикалдық аталу бойынша былай атайды. Алдымен, амин құрамындағы радикалдар аталады, сонан кейін амин деген сөз жалғанады.
Жүйелік аталу бойынша: бас тізбек таңдап алынып, тізбек нөмірленеді, нөмірлеу амин тобына жақын жақтан басталады. Бірінші аминнің орны айталып, сонан кейін көмірсутек аты жалғанады.
Алыну жолдары.
Аминдер техникада және лабораториялық практикада көп қолданылады. Сондықтан бірнеше жолмен алынады.
1. Аминдерді спирттердің буларымен аммиактың қоспасына 3000С-де катализатор ()арқылы өткізіп алады.
R-OH+HNH2→R-NH2+HOH
2. Галогентуындыларынаммиакпенәрекеттестіруарқылыәртүрліаминдердіңтұздарыналады. Реакциянәтижесіндетүзілетінаминдерөзбеттеріншегалогеналкилдерменәрекеттеседі (Гофманреакциясы):
CH3J+NH3→NH2(CH3)∙HJметиламинтұзы
CH3NH2∙HJ+NH3→CH3NH2+NH4J
CH3-NH2+CH3J→(CH3)2NH∙HJ диметиламинтұзы
(CH3)2NH+CH3J→(CH3)3N∙HJтриметиламинтұзы
3. Нитроқосылыстаркатализаторлар Pt,Pd,Niқатысындасутекпеннемесебасқазаттарментотықсызданыпбіріншілікаминдердітүзеді:
R-NO2+3H2→R-NH2+2HOH
Физикалыққасиеттері.
Қарапайым аминдер - метиламин, диэтиламин және үш метиламин - суда жақсы еритін, аммиактың иісі тәріздес иісі бар газдар. Басқа жеңіл аминдер сұйық заттар. Күрделірек аминдер балық иісі тәріздес жағымсыз иісті сұйық заттар. Ауыр аминдер - суда ерімейтін, иісі жоқ қатты заттар. Көміртек атомдары бірдей жағдайда біріншілік аминдердің қайнау темперасы екіншілік аминдермен салыстырғанда жоғары, қайнау температурасының ең төмені үшіншілік аминдер.
Мысалы:
Диэтиламин 560С, бутиламин 760С, қ-гексиламин (біріншілік) 1290С.
Химиялық қасиеттері.
Химиялық қасиеттері жағынан аминдердің аммиакпен көп ұқсастығы бар; нуклеофильдік заттарға ұқсап әр түрлі реакцияларға қатысады.
Аминдер минералдық қышқылдармен әрекеттесіп алкилмен алмасқан аммоний тұздарын береді:
R-NH2+HCl→[R-NH3]+Cl-
хлорлыалкиламмонийтұзы
Аминдердіңнегіздікқасиеткөрсетуініңсебебі-азотатомыныңбос (үлескетүспеген) электрондарының протонқосыпалғыштыққабілеттілігі, яғникоординациялықбайланыстүзуінде.

Аминдердің негізділігі аммиактан жоғары, оның себебі, радикалдардың индукциялық эффектісі (H3Cδ+→Clδ-азот атомындағы электрондық тығыздықты күшейтеді.
2. Аминдердің алкилдеу реакциясына қатысу қабілеті нәтижесінде тұздар түзіледі, бұл реакция органикалық химияда Меншуткин реакциясы деген атпен белгілі.
NH3+CH3J→CH3NH2∙HJ
метиламин тұзы
3. Аминдерді ацилдеуге, екінші сөзбен айтқанда ацилдендіруге болады. Мысал үшін мына реакциясыны қарастыралық:
C2H5-NH2+(CH3-CO)2O→C2H5-NH-CO-СН3+CH3COOH
этиламинсірке ангидридіэтилацетиламин
Ацилдеу реакциясы әдеттегі нуклеофильдік қосып алу немесе орын басу реакциясы
↔↔CH3-CO-NH-R+CH3-COOH
4. Азоттықышқылдықәрекеті. Олбіріншілікаминдердіспирттерге, екіншіліктеріннитрозоаминдерге, алүшіншіліктеріменәрекеттеспейді.
R-NH2+HNO2→R-OH+N2+HOH
R2NH+HONO→R2N-NO+HOH
R3N+HONO→ реакция жүрмейді
16.Күкіртқышқылымен алкилдеу қондырғысының жазықты және тік түріндегі контакторлары. Олардың жұмыс істеу принципі және конструкциялық элементтері.
Процесс алкилирования применяют для получения высокооктановых компонентов бензина. Реакция алкилирования протекает при умеренных температуре и давлении. Катализатором обычно служит свежая 96—100%-ная серная кислота. Для протекания процесса алкилирования требуется интенсивное перемешивание углеводородной фазы с катализатором в зоне реакции. Выделяемое в результате реакции избыточное тепло должно непрерывно отводиться с тем, чтобы температура среды стабильно поддерживалась в пределах 7—10 °С. Этими основными требованиями предопределяется конструкция контакторов или реакторов.
Контактор (реактор), приведенный на рис. IX-15, состоит изцилиндрического корпуса, рассчитанного на рабочее давление 1 МН/м2, внутреннего кожуха, трубного пучка холодильника, распределительной камеры хладоагента, узла пропеллерного насоса и привода к этому насосу. Такие реакторы устанавливают в помещении на металлоконструкциях. Верхняя часть аппарата обычно через перекрытие здания выходит наружу.
Сырье, нагнетаемое в корпус реактора через нижний штуцер, увлекается вращающимся пропеллером (винтом) насоса и поступает во внутренний цилиндрический кожух. Катализатор (серная кислота) насосом подается через штуцер, расположенный в верхней части аппарата над участком слива сырья у края кожуха. Здесь сырье и кислота, смешавшись, по кольцевому сечению вновь поступают на прием того же насоса. Таким образом, насос осуществляет внутри аппарата непрерывную циркуляцию (перемешивание) смеси. Состав смеси регулируют задвижками путем увеличения или уменьшения концентрации одной из фаз.
Охлаждающий змеевик состоит из 324 труб толщиной стенок 5 мм, диаметром 48 мм, длиной 5925 мм. Верхние концы труб за- вальцованы в средней трубной решетке, а нижние концы заглушены и прикреплены шпильками к нижней трубной решетке внутри кожуха, чтобы придать жесткость трубному пучку. В верхнейтрубной решетке завальцовано или соединено ниппельным креплением такое же число труб размером 20X2 мм, погруженных в наружные трубы. Для взаимной центровки труб к концу внутренней трубы приваривают направляющие ребра.
Для отвода избыточного тепла применяют обычно жидкие аммиак или пропан. Хладоагент подается через верхний штуцер в распределительную камеру, проходит по внутренним трубам до заглушённых концов наружных труб и, испаряясь за счет отнимаемого тепла, поднимается в приемную камеру по межтрубному пространству, откуда через» специальный штуцер отводится на прием компрессора. Эффективность теплообмена можно увеличить, собрав охлаждающий змеевик из оребренных труб.
Камера пропеллерного насоса присоединена к корпусу реактора на фланцах. Вращение смеси в аппарате предотвращается продольными ребрами, приваренными к стенкам кожуха.
Для нормальной эксплуатации необходимо, чтобы выход вертикального вала из корпуса был надежно за- ^ герметизирован. Это достигается при- ^ менением двойного торцевого уплотнения, аналогичного тем, которые применяют в центробежных насосах нормального ряда. Конструкция уплотне-» ния в реакторах дополнена винтовым; насосом, расположенным на валу с внутренней стороны корпуса; он предотвращает попадание кислоты на трущиеся поверхности. Кроме того, в камере торцевого уплотнения установлен подшипник скольжения, придающий валу большую жесткость.
В настоящее время громоздкие вертикальные контакторы не проектируют; их заменяют горизонтальными реакторами с охлаждающим змеевиком из 11-образных труб, а также реакторами каскадного типа. Каскадный реактор представляет собой горизонтальный цилиндрический аппарат, разделенный перегородками на секции со своим перемешивающим устройством. Контактируемая смесь последовательно проходит через все секции. Тепло реакции отнимается вследствие испарения части углеводородов, которые отсасываются из аппарата, охлаждаются и возвращаются в реактор.
16.Гидроформилдеу процесінің маңызы және жалпы сипаттамасы. 263(520)
16.Тығыздығы жоғары полиэтилен өндірісі.
Жоғары тығыздықты полиэтилен (ЖТПЭ) суспензияда немесе газ фазасында 80°С температурада және 0,3-0,5 МПа қысымда ионды-координациялық механизммен өтетін, Циглер-Натта типті катализаторларында полимерлеу арқылы алынады.
ЖТПЭ маркаларының белгіленуі ТТПЭ маркаларындағыдай, бірақ «2» цифрмен басталады. Тығыздық 945—950 кг/м³ аралығында өхгереді, ал БАК (балқыманың аққыштық көрсеткіші) 0,1-17г/10мин болады.
Тұрақтанған түйіршіктер мен ұнтақ түрінде шығарылады.
Полимерлену әдісі ЖТПЭ –нің аз тармақталуына себепші болады (тармақтардың саны көміртегінің 1000 атомына 3 -6 құрайды ). М – 50-3500 мың, бірақ әдетте М мәні 800 мыңнан аспайды. Созылу кезінде беріктілік шегі 10МПа асады.
Төмен тармақталу 70- 80% құрайтын кристалдануға әкеледі, ал балқу температурасы 120-125°С – ге тең. ТТПЭ- ге қарағанда, ЖТПЭ жоғары беріктілік көрсеткіштерге ие: жылуға төзімділік, қаттылық пен беріктік. Ол суыққа жоғары төзімділік көрсетеді, химиялық жане радиациялық тұрақтылыққа ие. Катализатор қалдықтарынын болуы оны тағамдық азық- түлікпен қолдануға руқсат етілмейді (катализаторлардан жуық тазартылуы қажет етіледі). Жоғары жиілікті электр сипаттамалары ТТПЭ-ге қарағанда ЖТПЭ –де біршама нашарлау (катализаторлар қалдықтарының болуына байланысты), бірақ бұл оны электроэзоляциялаушы материал ретінде қолдануын шектемейді. Төменде ЖТПЭ-нің кейбір сипаттамалары берілген:
σр,МПа.................22-30 рν, Ом*м..............................10¹
σи,МПа.................20-35 Тв, ºС................................100
εр,%.................300-800 Тм, ºС...............................100
tgσ(10Гц болғанда)......................(12/5)*10
ЖТПЭ бүкіл негізгі әдістермен бұйымдарға өңделеді, ең жүе қолданылатыны- қысыммен құю. Жақсы пісіріледі. Ол ыдыстар, құбырлар, әр түрлі техникалық бұйымдар жасауда қолданылады.
Орташа қысымды полиэтиленді (жоғары тығыздықты) (ОҚПЭ)- 130-170°С темперетурада және 3,5-4 МПа қысымда Со, Мо оксидтері қатысында еріткіште полмерлеу арқылы алады. ОҚПЭ-нің тармақталуы –негізгі тізбектің 1000 атом көміртегіне 3- тең аздау келеді. М- 70-400 мың. ЖТПЭ-ге қарағанда, сызықты ОҚПЭ тығыздығының (950-976 кг/м³), балқу температурасының ( 128-132°С),БАК-тың (0,3-20 г/10 мин) мәндері жоғарырақ.Маркаларының белгіленуі ЖТПЭ –дегідей.
Эксплуатациалық және технологиялық қасиеттерінін көпшілігіне байланысты, ол ЖТПЭ-ге жақын, бірақ оның молекулалық құрылысынынң үлкен реттілігі оны аса берік қатты және жылуға төзімді болып жасайды. Оның кейбір сипаттамалары төмендегідей :
σр,МПа.................20-40 рν, Ом*м..............................10¹
εр,%.................200-1000 tgσ(при 10Гц)......................(2/4)*10
Этиленнің көп емес мөлшердегі α – олифендермен – пропиленмен, бутилинмен және т.б. (0,2-3% моль) сополимерленуі кезінде, тармақталуы мен молекулалық массасы алшақ шектерде реттелетін орташа тығыздықты (930-940 кг/м³) сызықты полиэтиленді алуға болады.
Басқа сополимерлерден ең жиі винил- ацетатпен сополимерлер қолданады (сявилен). Винилацетат топтар құрамының көбеюі термопласттан жақсы адгезия қасиеттері бар термоэластопласттарға ауысуы орын алады.
29-билет
17.Гидрооксиқосылыстар. Гидроксиқышқылдардың изомериясы мен номенклатурасы. - және- гидроксиқышқылдарының алынуы. Физикалық және химиялық қасиеттері. - және -, - гироксиқышқылдарының ерекшеліктері.
Гидроксиқышқылдар аралас функциялы қосылыстарға жатады. Аралас функциялы қосылыстарды қарастыру бір жағынан жеңіл, себебі әр класс қосылыстарын біздер жеке-жеке қарасырып өттік. Ол класс қосылыстарына тән қасиеттерді білеміз. Аталмыш қасиеттер бұларға да тән болады.
Органикалық синтезде оксиқышқылдардың алатын орны бөлек. Олардың өздері құрамындағы гидроксил және карбоксил топтарының санына байланысты бірнеше түрге бөлінеді:
1. Бір негізді екі атомды оксиқышқылдар.
2. Екі негізді үш атомды оксиқышқылдар.
3. Екі негізді төрт атомды оксиқышқылдар
4. Үш негізді төрт атомды оксиқышқылдар.

Бір негізді екі атомды оксиқышқылдар.
Изомерлері мен аталуы.
Қарапайым оксиқышқылдар әдетте өздері алынатын табиғат заттарының аттарымен аталады (мысалы, сүт қышқылы).
Оксиқышқылдар аттарын көбінесе, өздеріне сәйкес карбон қышқылдарының окситуындылары ретінде атайды. Гидроксил және карбоксил топтарының орналасуы орындары грек алфавитінің әріптерімен көрсетіледі, мысалы,
CH3-CHOH-COOH α-оксипропион қышқылы HOCH2-CH2COOHβ-оксипропион қышқылы
Систематикалық аталу бойынша оксиқышқылдардың аттары карбон қышқылдарының аттарынан шығарылады. Сөйтіп, сол аттың басына спирттерге тән окси деген сөз қосылады (гидрооксил).
Нөмірлеу әдетте карбоксил тобынан басталады. Мысалы, сүт қышқылын 2-оксипропан қышқылы деп атауға боладыCH3-CHOH-COOH
Изомерлері. Бір негізді оксиқышқылдардың гомологтық қатары оксиқұмырсқа немесе көмір қышқылынан басталады. Одан
H2CO3HO-COOH
кейін, гликоль немесе оксисірке қышқылы
CH2OH-COOHкеледі.
Келесі гидроксил тобының орналасуына байланысты екі изомер түрінде бола алады:
Сүт қышқылы CH3-CHOH-COOH
β-оксипропион қышқылыHOCH2-CH2-COOH
Құрамында көмірсутектің атомы бар қышқыл, структуралық бес түрлі изомерлер түрінде болады. Олардың үшеуін қалыпты май қышқылының туындылары деп қарауға болады. Олар гидроксил тобының орналасу ретіне қарай бірнеше изомерлерге бөлінеді.
(1) CH3-CH2-CHOH-COOHα-оксимай қышқылы (2-оксибутан қышқылы)
(2) CH3-CHOH-CH2-COOHβ-оксимай қышқылы (3-оксибутан қышқылы)
(3) CH2OH-CH2-CH2-COOHγ-оксимай қышқылы (4-оксибутан қышқылы)
Қалған екеуі – изомай қышқылының туындылары, демек, олардың алғашқы үшеуінен айырмасы көміртектік қаңқаларының құрылысында.
(4)CH3-C(OH)(CH3)-COOHα-оксиизомай қышқылы (2-оксибутан қышқылы)
(5) CH2OH-CH(CH3)-COOHβ-оксиизомай қышқылы, (2-метил-3-оксипропан қышқылы)
Алу әдістері.
Оксиқышқылдарды құрамына гидроксил тобын енгізіп, қышқылдардан немесе құрамына карбоксил тобын енгізіп спирттерден алуға болады.
Оксиқышқылдарды галоген алмасқан қышқылдарды гидролиздеп алу. Бұл әдіс әсіресе α-оксиқышқылдарды синтездеу үшін өте қолайлы:
CH3-CHCl-COOH+HOH→CH3-CHOH-COOH+HCl
2. Оксинитрилдердіңсабындануы.
Оксинитрилдердіңгидролизіα-оксиқышқылдарбереді. Бұлα-оксиқышқылдаралудыңкөбірекқолданылатынәдістерініңбірі:
CH3-CH(OH)(CN) +2HOH→CH3CHOH-COOH+NH3
Қанықпаған қышқылдарға судың қосылуы. Акрил қышқылы, мысалы, H2SO4қатысында суды қосып алыпβ-оксипропион қышқылдарын түзеді.
CH2=CH-COOH+HOH→CH2OH-CH2-COOH
Физикалық қасиеттері.
Оксиқышқылдар - сұйық немесе көбінесе кристалды заттар. Гидроксилі жоқ өздеріне сәйкес карбон қышқылдарына қарағанда, бұлар суда жақсы ериді. Жеңіл оксиқышқылдар сумен кез келген мөлшерде араласады. Көміртек атомдарының саны бірдей карбон қышқылдарымен салыстырғанда, оксиқышқылдардың қышқылдық қасиеттерінің басымырақ екендігі байқалады.
Мысалы, гликоль қышқылының диссоциялану конетантасы, сірке қышқылына қарағанда 8,5 есе көп.
Химиялық қасиеттері.
Оксиқышқылдар қышқылдардың да, спирттердің де қасиеттерін көрсетеді. Бұлар қышқылдар тәрізді тұздар, күрделі эфирлер, амидтер түзеді.
Мысалы сүт қышқылы:
CH3-CHOH-COOH→CH3CHOH-COONa
CH3-CHOH-COOH→CH3CHOH-COOC2H5
CH3-CHOH-COOH→CH3CHOH-COONH2
Спиртересебінде, бұларалкоголяттар, жайэфирлер, гидроксилдігалогенменалмастырады.
CH3-CHOH-COOH→CH3CHONa-COONa
CH3-CHOH-COOH→CH3CHOR-COOH
CH3-CHOH-COOH→CH3CHCl-COOH
Спирттікнемесеқышқылдықгидроксилініңқайсысыныңреакцияғақатысатындығынқолданылатынреагентпенреакцияжағдайларышешеді.
Мысалы, галогенсутектерменәрекеттессегалогенменспирттікгидроксилғанаалмасады, албесхлорлыфосформенәрекеттесеқышқылдықгидросилде, спирттікгидроксилдеалмасады.
Осығанорай, оксиқышқылдардыңхимиялықбарлықөзгерулеріндегидроксилменкарбоксилтобыныңбір-бірінеәсерететіндігінәстеестеншығармауымызқажет. Егеросытоптарбір-бірінекөршілесорналасса, оләсеродандакүшейетүседі.
Гидроксилжәнекарбоксилтобыныңөзараәсеріненα-қышқылдардыңөздерінеғанатәнбірнешереакцияларыбар.
1.α- оксиқышқылдаркарбонқышқылдарынаайналыпоңайтотықсызданады, мысалыиодтысутекпенәрекеттескенде:
CH3-CHOH-COOH+2HJ→CH3-CH2-COOH+J2+HOH
2. Сұйытылғанқышқылдарменараластырыпқайнатсаα-оксиқышқылдарыдырапқұмырсқақышқылынбөліпшығарады:
CH3-CHOH-COOH→CH3-CHO+HCOOH
3. Судыңбөлініпшығуреакциясы
α+βжәнеγ-оксиқышқылдардыбір-біріненажыратуғамүмкіндікбереді.
Қыздырғандаα-оксиқышқылдардысубөліпшығарыплактидтер, яғниқышқылдыңекімолекуласынанқұралғантұйықтізбектікүрделіэфирлертүзеді:

β-оксиқышқылдар судың элементерінен айырылып қанықпаған қышқылдары береді.
?
Бұл реакцияны ашқан ғалым Зайцев, сондықтан реакция оның атымен аталады.
17.Құбырлы пештер. Олардың жіктелуі және қолдану аймақтары. Екі камералы, екі жағы да құламалы (двухскатные) пештер.
Құбырлы пештер конструктивті және де технологиялық болып бөлінеді. Зауытта қолданылатын пештердің барлығы делік радиантты-ковекционды болып келеді. Құбырлы змеевиктер радианнты, сонымен қатар конвекционды камераларда да орналасқан.
Жылудың көп бөлігі радиация арқылы радиантты камерада беріледі. Пештер радиантты камералар саны бойынша бір-, екі- және де көпкамералы құбырлы пештер болады.
Технологиялық белгіленуі бойынша пештер қыздырылатын және де реакциялық қыздырылатын болып келеді. Бірінші жағдайда басты мақсат шикізатты берілген температураға дейін қыздыру болса, екіншісінде қыздырудан басқа, құбырылы змеевиктің белгіленген бір бөліктерінде бағытталған реакцияның жүруіне дағдай жасалады (мысалы термиялық крекинг).
Конфигурациясы бойынша құбырлы пештер қорапты (жазық немесе еңкіш сводпен) болады. Сонымен қатар тік цилиндрлі пештер де болады. Пештің конфигурациясы мен камералардың орналасуы, құбырлы экрандардың радиантты камераларда орналасуын алдын ала реттейді. Құбырлар арқылы сводтарды экранирлейді, қабырғалары (бүйірлі, фронтальды және бөгет болады), сонымен қатар пеш асты бөлігі болады. Бір және екі қатарлы экрандар болады. Пештегі түтін газдарының бағытталуы бойынша жоғары, төмен және де горизантальды бағытты болады. Түтін газдары төменгі бағыт бойынша жүретін болса онда «застойная зона» болу мүмкіндігі төмен, осыдан жылуберу эффектісі де әлдеқайда жоғары.
Пештердің жұмыс істеу принципі. Суретте біркамералы, радиантты-конвекциалық пештің сызбасы көрсетілген. Пештің ішкі бөлігі бөгет арқылы екі бөлікке бөлінген, бір-біріне тәуелсіз радиантты және де конвекциалы камералары бар. Камерада жылуберетін құбырлы змеевиктері бар.
Радиантты камерада жылуберу кезінде сәулелі жылу жұтылады, ал ковекционды камерада, жылуберу құбырларды түтін газымен шайу арқылы пайда болады. Радиантты камерада жылудың көп бөлігі радиация арқылы, ал қалған аз бөлігі конвекция арқылы беріледі. Конвекциялы камерада керісінше. Сұйық, газ тірізді отынды радиантты камерада жағады. Жанған өнім (түтін газдары) бөгет қабырғасымен жылжып, конвекциялы камера арқылы өтіп, түтін құбырына кетеді. Қыздырылатын ағын құбырлардан өтіп, конвекционды камераның змеевигі арқыл радиантты камераға келеді.
Пештегі отынның жағылуы нәтижесінде түтін газдарының және ыстық отынның бөлшектері түріндегі жарықтанған факельдің температурасы көтеріледі. Факель 1300-16000С дейін қызғаннан кейін жылуды бөледі. Жылу сәулелері құбырдың сыртқы бетіне және пештің радиантты камера қабырғасының ішкі бетіне түседі. Қыздырылған қабырға беті өз кезегінде жылуды бөледі және бұл жылу радиантты құбырдың бетімен сіңіріледі. Егер қабырғаның клеткасы арқылы жоғалымды ескермесек, онда пештің қалыпты қондырылған жұмысында қабырғаның ішкі беті қанша жылу бөлсе, сонша жылу сіңіреді. Түтін газының құрамындағы үш атомды газдар да ( су буы, көміртегі диоксиді және күкіртті ангидрид) толқын ұзындығының белгілі бір интервалындағы энергияны сіңіріп және бөледі.
Радиантты камераға сіңірілетін жылу сәулелерінің мөлшері факельдің беттік аумағына, оның конфигурациясына және «топканың» экрандану дәрежесіне байланысты. Факельдің беттік көлемінің үлкендігі жылудың құбыр бетіне тікелей берілу эффективтілігін өсіреді. Кладка бетін үлкейту де жылудың радиантты камераға берілу эффективтілігінің өсуіне әкеледі.
Жылудың конвекциялы берілу эффективтілігі ең алдымен конвекция камерасындағы түтін газдарының қозғалу жылдамдығымен талаптандырылады. Бірақ жоғарғы жылдамдыққа ұмтылуы, газдардың қозғалуына рұқсат етілген мәндегі кедергісімен ұсталады. Құбырдың түтін газдарымен тығызырақ ағылуы және түтін газдары ағынының жоғарғы турбу лизациялануы үшін құбырларды конвекционды камераға ережеге сәйкес шахматты ретте орналастырады.
Пештің жұмысының негізгі көрсеткіштері. Құбырлы пештердің жұмысы негізгі үш көрсеткіштермен сипатталады: өнімділігімен, пайдалы жылу түсірілетін күш және ПӘК-імен.
Пештің өнімділігі уақыт бірлігінде (әдетте т/сағ) құбырлы змеевикте қыздырылатын шикізаттың мөлшнрімен көрсетіледі. Ол пештің енгізу қабілетін анықтайды, яғни жұмыстың белгіленген параметрлерінде (шикізаттың пешке кірердегі және одан шығардағы температурасы, шикізаттың қасиеттері және т.б.) змеевик арқылы айдалатын қыздырылатын шикізаттың мөлшері. Осыдан әрбір пеш үшін өнімділік – оның толығырақ сипаттамасы болып табылады.
Пайдалы жылу түсіретін күш – бұл пештің шикізатқа берген жылу мөлшері. Ол жылу қуаттылығына және пештің өлшеміне байланысты. Көптеген эксплуатацияланатын пештердің жылу түсіретін күші 8,3-18,6 кВт болады.жылу түсіретін күші 46-116 кВт және одан да көп, қуаттылығы жоғары пештер перспективті.
Пештің ПӘК – оның эксплуатациялану экономикасын сипаттайды және пайдаға асырылған жылу мөлшерінің жалпы жылу мөлшеріне қатынасымен көрсетіледі.
Пайдаға асырылған деп пеште бумен қайта қыздырылатын және кейбір жағдайларда – ауамен, рекуператорда қыздырылатын (ауақыздырғыштарда) шикізатпен қабылданатын жылуды айтады.
ПӘК-нің мәні отынның толық жануынан және сонымен қалған жылудың пештің «обмуровкасы» арқылы жоғалуына және түтін құбырларына кететін газдар жылуынан байланысты. Қазіргі уақытта заводтарда эксплуатацияланатын құбырлы пештердің ПӘК 0,65-0,85 құрайды. Пештің ПӘК-ң түтін газдар жылуының толығымен пайдалану есебінен өсуі, олардың минимальды температурада анықталатын мәніне дейін болуы мүмкін. Ережеге сәйкес конвекционды камерадан келтірілетін түтін газдарының температурасы қыздырылатын шикізаттың бастапқы температурасынан кем дегенде 1500 С жоғары болу керек.
Пештің жұмысын аталған көрсеткіштерден басқа жылыту бетінің жылу кернеулігі, жағу ауданының жылулық кернеуі, берілген жұмыстағы құбырлы змеевиктегі гидравликалық режим және т.б. сипаттайды.
Осы көрсеткіштердің комплексінен құбырлы ошақтардың жұмыс эфектісі және қызмет ету ұзақтығы байланысты.
17.Сұйық фазалы хлорлаудың технологиялық сатылары.
17.Тығыздығы орташа полиэтилен өндірісі.
Орташа қысымды полиэтиленді (жоғары тығыздықты) (ОҚПЭ)- 130-170 °С темперетурада және 3,5-4 МПа қысымда Со, Мо оксидтері қатысында еріткіште полмерлеу арқылы алады. ОҚПЭ-нің тармақталуы –негізгі тізбектің 1000 атом көміртегіне 3- тең аздау келеді. М- 70-400 мың. ЖТПЭ-ге қарағанда, сызықты ОҚПЭ тығыздығының (950-976 кг/м³), балқу температурасының ( 128-132°С), БАК-тың (0,3-20 г/10 мин) мәндері жоғарырақ. Маркаларының белгіленуі ЖТПЭ –дегідей.
Эксплуатациалық және технологиялық қасиеттерінін көпшілігіне байланысты, ол ЖТПЭ-ге жақын, бірақ оның молекулалық құрылысынынң үлкен реттілігі оны аса берік қатты және жылуға төзімді болып жасайды. Оның кейбір сипаттамалары төмендегідей :
σр,МПа.................20-40 рν, Ом*м..............................10¹
εр,%.................200-1000 tgσ(при 10Гц)......................(2/4)*10
Этиленнің көп емес мөлшердегі α – олифендермен – пропиленмен, бутилинмен және т.б. (0,2-3% моль) сополимерленуі кезінде, тармақталуы мен молекулалық массасы алшақ шектерде реттелетін орташа тығыздықты (930-940 кг/м³) сызықты полиэтиленді алуға болады.
Басқа сополимерлерден ең жиі винил- ацетатпен сополимерлер қолданады (сявилен). Винилацетат топтар құрамының көбеюі термопласттан жақсы адгезия қасиеттері бар термоэластопласттарға ауысуы орын алады.
28-билет
18.Көпатомды спирттер. Физикалық және химиялық қасиеттері.
Құрамында бірнеше гидроксил тобы бар спирттерді көп атомды спирттер (екі атомды, үш атомды, төрт атомды) деп атайды. Екі атомды спирттерді гликольдер деп те атаймыз. Қаныққан гликольдердің жалпы формуласы CnH2n(OH)2. Әдетте бір көміртек атомында екі гидроксил болмайды.
Изомерлері мен аталуы.
Мысал ретінде құрамы гликольдердің изомерлерін қарастыралық.
Изомерлері 2 түрде кездеседі.
гидроксил тобының орнына қарай
көмірсутегінің құрылымына қарай
Гидроксил топтарының орналасу ретіне қарай екі атомды спирттердіα,β,γ,δ гликольдер деп те ажыратады.
α-гликольдерде гидроксил топтары қатар орналасады (І,ІV,V).
β-гликольдерде гидроксил топтары өзара 1,3 қалыпта орналасады.
γ-гликольдерде осы топтар 1,4 қалыпта орналасады.
Мұнан басқа гликольдерді δ-гликольдер деп атайды. Сол сияқты гликольдердің аттары этиленді көмірсутек аттарына (α-гликольдер) немесе қаныққан көмірсутек аттарынан бірінші қалыпты этиленді көмірсутектің атына гликоль деген сөз қосылады.
Систематикалық номенклатура бойынша қаныққан көмірсутек атына диол жалғауын қосып, гидроксил тобы бар көміртек атомдарының нөмерін көрсетеді.
Алу әдістері.
Гликольдерді бір атомды спирттерге сәйкес немесе басқа әдістермен алуға болады.
1. Қаныққан көмірсутектерінің дигалоген туындыларынан немесе хлоргидриндерді гидролиздейді:
CH3-CH2-CHCl-CH2Cl+2HOH→CH3-CH2-CHOH-CH2OH+2HCl
CH3-CH2-CHOH-CH2Cl+HOH→CH3-CH2-CHOH-CH2OH+HCl
2.α-тотықтарды гидратациялау:

Этиленді тотықтыру, яғни этиленнің бөлмелік температурада KMnO4 әрекеттесуі:
CH2=CH2+[O]→CH2OH-CH2OH
Физикалыққасиеттері.Гликольдердіңтөменгіқатардағымүшелері - қоймалжыңсұйықтық, жоғарғылары - кристалдықзаттар. Гликольдердіңқайнаутемпературасыспирттердіңқайнаутемпературасынақарағандаәлдеқайдажоғары. Біратомдыспирттергеқарағандагликольдерсудажақсыериді, тәттідәмді. Қарапайымгликольдердіңтығыздығыбірденжоғары.
Химиялыққасиеттері.Гликольдердіңхимиялыққасиеттерібіратомдыспирттергеұқсас. Бірақоларбірнемесеекігидроксилтоптарыарқылыреакцияларғатүсеалады.
Сілтілік металдармен толық және толық емес гликоляттар түзеді.
CH2OH-CH2OH+Na→CH2ONa-CH2OH
Минералды және органикалық қышқылдармен әрекеттесуі нәтижесінде толық және толық емес эфирлер алынады.
CH2OH-CH2OH+HONO2→CH2ONO2-CH2OH+HOH
Азот қышқылы мен этиленгликольдердің толық және толық емес эфирлері.
Соған сәйкес толық және толық емес жай эфирлер алуға болады, мысалы, этиленгликольдің диэтил эфирі:
CH2OH-CH2OH+C2H5OH→ CH2OH-CH2OC2H5+ C2H5OH→ CH2OC2H5-CH2OC2H5
және этиленгликольдің моноэтилэфирі CH2OH-CH2OC2H5 соңғысы этилцеллюлоза деген атпен нитролактар, оқ-дәрі, ацетат және басқа целлюллоза туындыларын алу өндірістерінде еріткіш есебінде қолданылады.
Гликольдердегі гидроксил топтары галогенмен оңай ауысады:
CH2OH-CH2OH+HCl→CH2Cl-CH2OH+HOH
Екінші гидроксил тобы тек қана PCl5 немесе SOCl2 қатысуымен қиын өтеді.
Гликольдерден суды бөліп шығару молекула ішаралық және молекула аралық түрде өтуі мүмкін, ол көбінесе реакцияның орындалу жағдайында байланысты.
Мысалы, молекула ішаралық реакциялар:
CH2OH-CH2OH→[CH2=CHOH]+HOH→CH3CHO
CH2OH-CH2-CH2OH→CH2=CH-CH2OH+HOH
CH2OH-CH2-CH2 -CH2OH→
+HOH
тетрагидрофуран
2) Молекула аралық су бөліп шығару оксиэфирлерді немесе жай эфирлерді алуға мүмкіншілік береді.
CH2OH-CH2OH+HOCH2-CH2OH→CH2OH-CH2-O-CH2-CH2OH+HOH
18.Құбырлы пештер. Тік құрылымды құбырлы пеш. Пештердің негізгі элементтері мен гарнитурасы.
Ошақтардың конструктивті элементтері. Үлгілер, параметрлері және жобаланушы негізгі мөлшерлері құбырлы ошақтардың нақты уақыта алдын ала ескеріліп мөлшермен лайықталанады. Цинтихимнефтемаша каталогі, мына мөлшерге негізделіп құрастырылған, 15-2200 м 2 үлгісі Б, 3, В, Г, Ц, Р құбырлы ошақтар қызу бетімен қарастырылады, (Б – жанудың; 3 – аймақтықпен реттеп жылу қайтарып берудің; В – түтіндік газдардың жоғарғы бұруымен және тік жылан түтік құбырларымен; Г – жіңішкекамералы түтіндік газдардың жоғарғы бұруымен; Ц – цилиндрліктер; Р – көпкамералы;) Конструкциясымен және отынның жағу тәсіліне байланысты Б, 3, Г және Ц ошақ үлгілері екі атқаруда шығарылады – сәйкес ББ1 және ББ2; ЗР және ЗД; ГН және ГС; ЦС және ЦД. Мұндағы екінші әріп отынды өртеу тәсілін көрсетеді ( Р – резервтегі сұйық отынмен; Д – төсенішті ауа дифференциалды жеткізіп салуымен; Н – төсенішті және көлемді төсенішті; Н – жалынды еркін факелді).
Құбырлы ошақтардың конструктивті элементтерінің ерекшеліктері: үлгілердің әр түрлілігімен және көлемі бойынша. Олардың әрдайым жаңа ошақтарының контрукцияларын игеруімен дамытады. Жалпы барлық ошақтардың констуктивті элементтері болып: іргетас, металл қаңқалар, қабырғалар және күмбездер, жылан түтіктер, гарнитура, отын өртеуіне арналған жабдықтау, жүйелер отыны – , ауа – және бу бергіш, сатылар және қызмет етуге және жөндеуді арналған алаң, түтіндіктер және түтіндік құбырлар, буқыздырғыштар және рекуператорлар. Тәжірбеде барлық ошақтардың конструктивті элементтері типті болып келеді.
Іргетастар. Құбырлы ошақтардың іргетастары бүтін немесе құрама темірбетоннан орындайды. Олар жерасты суларынан сенімді гидроизоляциямен тиісті қорғалу қажет. 300 – 400 °С температура жанында бетонда цемент кристаллизациялық суды жоғалтиды, және бетон бұзылады, сондықтан іргетастарды жоғары температуралы аймақтардан жылу өткізбейтін жеткілікті қабатпен бөледі, қабатты қарапайым кірпіштен жасалынады.
Металл қаңқалар. Металл қаңқалар кеңістікті рама түрінде болады, ошақ қабырғалары көмкеруші, сондықтан қаңқаның кескін үйлесімі сал ошақтың сыртқы түріне сай болады. Қаңқа жылан түріндегі түтіктердің салмағы, гарнитурлар, аспалы күмбезді, ал жаңа ошақтарда контрукциялардың - және ошақ қабырғаларынан жүктеледі.
Қаңқа жалпақ рамалардан немесе фермалардың тұрады, тік тұрулардың тіреу беттерімен іргетасқа орналастырады және арқалықтардан горизонтальдық байланыстармен өзара байланыстырылады немесе швеллерлердің. Үлкен көлемді ошақтардың температуралық деформацияларды еркін қабылдау үшін тік тұрулардың тіреу жанында бекітіп тұратын тақталардағы топсаларда бекітіледі.
Фермалардың төменгі белдіктері күмбез үшін – кірпіштерінің және төбелік экран құбырларының ілуге қызмет етеді.
Жоғарғы белдіктерге шатырды қондырады, әдеттегі таскендірден жасалады. Тік тұруларға тіреуіштер арқасында бүйір экрандардың құбырн және қабырғалардың кірпіштері бекітеді.
Құбырлы решоткаларға қос – ретурбендамдар қондырылған ошақ құбырлары екі жағыменде сйенеді. Құбырлы решоткаларға сур чойыннан әзірленеді СЧ 21 – 40 (800 ºС температураға дейін), қызуға шыдамды шойыннан (1000 °С температура аралығында) және қызуға төзімді болаттан (жоғары температураларда). Решоткалар қаңқның элементтеріне сенімді бекітіледі. Конвекциа камерасында решоткалы құбырды бекітуіне арналған бөлек секциялы рамалар ферманың елементтеріне элементеріне пісіріліп орналастырылған. Сонымен бірге, ең төменгі секциялы решотканы іргетасқа орнатылады, соған арнап арнайы табандармен жабдықтайды.
Құбырлы решоткалар құбыр астындағы тіреуішті ұлғайтуға арналған выступ (шошақтары) болады; әрбір құбырдың астындағы тесікте сақиналы саңылау болады, оларды нығыздауға арналған таскендірлі бау салынған.
Решоткалардың бетік жануынна сақтау үшін түтінді газдар мен от келетін жақтанизоляциядық қабатпен қорғайды. Изоляциялық жағылған қабат решоткаларға пісірілген ілгектермен ұсталады. Кейбір зауыттарда тор игерілген шарбақтардың кретированиесі арнайы бөлектеуші ерітіндімен, ұнтақ шамотногосынан құрылушымен, сазбалшықтар және изоляциялы материалдарды қолданылады.
Ретурбентті камералар ашылатын есіктері бар болат қораптар. Жылу шығымын болдырмау үшін және деформацияны болдырмау үшін есіктер ішінен изоляцияланған. Ретурбендті камералардың ені кенет жалын шыққанда сөндіруге арналған ретурбенттер мен құбырлардың оңай орналасуынан үлкен болмау керек.
Қабырғалар пеш және құбырлы пештің камераларының герметизациясын және радиантты құбырлар экранының орналасу беті мен сәулелі энергияның шағылуын қамтамасыз етеді. Қабырғалар жоғары температураға төзімді, жылуөткізгіштікке ие болу керек.
Көне құрылымды пештердің қабырғасы үш қабаттан тұрады: от әрекетіне және түтін газына төзімді кірпіштен қаланған ішкі қабат, орташа қабат оқшауланған кірпіштен, сыртқы қабат кәдімгі кірпіштен қаланған. Қабырғалардың қалыңдығы біршама болғанмен аса төзімділікпен ерекшеленбейді: салыстырмалы жылдам қабаттанады және бұзылады.
Қарапайым және төзімді қабырғалар ол тек қана отқа төзімді кірпіштен қаланған қабырғалар. Қабырғаның герметизациясы үшін оларды сыртынан қалайды немесе металл төсеніштерімен қаптайды.
Қазіргі пештің қабырғалары блокты құрылымнан тұрады, оларды әртүрлі пішінді отқа төзімді кірпіштерден жинайды. Мысалы, екі скатты пештің қабырғасын сексен түрлі және көлемді блоктардан құрайды. Отқа төзімді блоктардың геометриялық пішіні оларды пешке бекітілген балкалар мен стерженьдерден жинауға мүмкіндік береді. Көрші блоктардың айқасқан беті лабиринт құралатындай орналасқан. Пештің ішкі жағында орналасқан блоктардың жиектері тегіс келеді. Мұндай қабырғалар ерітіндісіз жасалады және іргетасқа тірелетін монолитті футеровка алдында жоғары қолдану басымдылығына ие.
Ерітіндінің жоқтығына байланысты әрбір блок-кірпіш жылу деформацияларын оңай қабылдайды және оларды құлып тесіктеріне жібереді. Осыған байланысты төсеніштің өз салмағынан жүктелгені көрінеді. Төсенішке түсетін қсымды пештің металл каркасы көтереді. Кірпіштердің қосылуындағы құлып-лабиринттер төсеніштің берік герметизациясын қамтамасыз етеді, ол қабырға арасындағы жылу шығынын төмендету үшін және пештегі сорылатын ауаның көлемінің азаюына өте маңызды. Қабырғаның қалыңдығының аздығынан блокты төсеніштің көлемі улкен емес (450 мм).
Шағылу қабырғасы бар жалынсыз жану пештерінің тік қабырғалары толық немесе бөлек аймақтарда керамикалық панелдерден құралған. Панелдер қарапайым блок төсеніштермен алмаса алады. Керамикалық панелдер пештің каркасына бекітілген жылытқыштардың құрылымды элементі болып табылады. Бөлек жылытқыштар және жылытқыштар мен төсеніштер арасындағы тығыздану асбестті төсеніш және асбестті шнур арқылы жүзеге асады.
Пештердің төсенішінің техникасында жылуға төзімді бетондардың орау материалы сапасында қолдану тенденциясын ерекшелеген жөн. Пештің темір бетонды қабырғалары қарапайым құрылыммен және арзандығымен сипатталады. Бірақ мұндай қабырғалардың жылуға төзімділігі және температураның кенет ауытқуын көтеру әлі зерттелмеген.
Эксплуатацияда ірі блокты, жылуға төзімді бетондар бар, олардың қабырғалары негізгі. Бұл металл каркасты қажет етпейді. Бетонды блокты қаптамалары бар пештердің және ерітіндіде қарапайым қаптамалары бар пештердің құрылымында шынайы үрлеуін салқындату қабырғаларында ауа каналдары қарастырылған. Төсеніштің жұмыс ұзақтылығы температуралық тігістерді толтыру сапасына қажетті шарттармен қамтамасыз етіледі. Асбестті шнур тігісіне салынатын диаметр 5 мм тігіс енінен үлкен болмау керек. Температуралық тігістердің енін 5-6 мм-дің 1 м төсеніші есебінен алынады.
Қаптаманың жоғары температураға төзімділігіне кейде отқа төзімді жұғындар қолданылады, олар қаптаманың ішкі жағына жағылады. Осындай жұғын орнына спиртті сульфит бард концентрат ерітіндісі қолданылады. Сонымен қатар шамотты ұнтақ, саздан және сұйық әйнектен тұратын жұғын қолданылады. Бірақ жұғынды жағу технологиясы күрделі, сондықтан олар кең қолданыс таппайды.
Қазіргі пештің қабырғалары блокты құрылымнан тұрады, оларды әртүрлі пішінді отқа төзімді кірпіштерден жинайды. Мысалы, екі скатты пештің қабырғасын сексен түрлі және көлемді блоктардан құрайды. Отқа төзімді блоктардың геометриялық пішіні оларды пешке бекітілген балкалар мен стерженьдерден жинауға мүмкіндік береді. Көрші блоктардың айқасқан беті лабиринт құралатындай орналасқан. Пештің ішкі жағында орналасқан блоктардың жиектері тегіс келеді. Мұндай қабырғалар ерітіндісіз жасалады және іргетасқа тірелетін монолитті футеровка алдында жоғары қолдану басымдылығына ие.
Ерітіндінің жоқтығына байланысты әрбір блок-кірпіш жылу деформацияларын оңай қабылдайды және оларды құлып тесіктеріне жібереді. Осыған байланысты төсеніштің өз салмағынан жүктелгені көрінеді. Төсенішке түсетін қсымды пештің металл каркасы көтереді. Кірпіштердің қосылуындағы құлып-лабиринттер төсеніштің берік герметизациясын қамтамасыз етеді, ол қабырға арасындағы жылу шығынын төмендету үшін және пештегі сорылатын ауаның көлемінің азаюына өте маңызды. Қабырғаның қалыңдығының аздығынан блокты төсеніштің көлемі улкен емес (450 мм).
Аса жоғары температуралық жағдайларда қабырғалар қолданылады, сондықтан құрылым жағынан олар берік және ұзақ жұмыс істейтін болу керек. Олардың қалыңдығы контурлы қабырғалардың қалыңдығынан көп.
Аспалы төбелер. Негізгі шарттары узақ жұмыс істеуі және гериетикалылығы. Төбелердің ұзақ жұмыс істеуі кірпіш сапасы мен аспалардың беріктігіне байланысты, оларды ашық жалыннан және түтін газдарының жоғары температурасынан сақтау керек. Герметикалықты температуралық тігістер қамтамасыз етеді.
Жоғары герметикалық және ұзақ жұмыс істеуімен қазіргі кезде қолданылатын аспалы төбелер ерекшеленеді.
Түтікшелі ирек құбырлар. Түтікшелі ирек құбырлар бір бірімен жанасқан әртүрлі құрылмды екіліктерден тұрады.
Пеш құбырлары қиын жағдайда жұмыс істейді; олар екі жақты температура әсеріне төзімді: ішінен жылытылып жатқан шикізаттан бастап және сыртынан түтін газдарынан және сәуллену бетінен. Құбырлардың тозу себебі әртүрлі және олар гидравликалық және жылу техникалық сипаттамаларына қолдану режимінің және шикізат сапасына, технологиялық процесс ерекшелігіне байланысты. Тозу дәрежесі жасау сапасы мен құбыр материалына байланысты. Сонымен қатар көміртекті болаттан жасалған 10 және 20 маркалы тігіссіз құбырлар. Шикізатты жоғары температурада қыздыруына байланысты ыстыққа төзімді болаттар және ыстыққа төзімді қоспалар қолданылады. Жасап шығарушы завод әрбір құбыр ағымын сертификаттайды, онда металл сапасын бағалау үшін барлық мәліметтер берілген. Құбырдың ішкі және сыртқы жағы тегіс болу керек.
Рисканың тереңдігі құбырдың сыртқы бетінде 1 мм-ден, ал екі соңынан 0,5 мм-ден аспауы керек. Құбырдың қалыпты размерлерден ауытқуы МЕСТпен қабылданған шамада болуы тиіс: сыртқы диаметр бойынша 0,5 тен 2,25%; қабырға қалыңдығы бойынша +-12,5%.
Құбырлар змеевиктерге екі әдіспен жалгануы мүмкін: ретурбендпен(ұяшықта құбырдың аяқ жағын кеңейту арқылы) және двойникпен (сваркілеу арқылы). Егер эксплуатация кезінде құбырдың беткі жағын ашудың керегі тумаса (тазалау немесе ревизия үшін), жалғанудың екінші әдісі, яғни сваркілеу қарапайымдылау және тиімді болып келеді. Пештің змеевигі комбинациялы да бола алады: конвекциялы камерада немесе оның бастапқы учаскесінде – сваркіленген, ал қалған учаскілерде - ретурбендтті.
Соңғы кезде пештер ретурбендсіз және ретурбендті камераларсыз шыға бастады. Біріңғай сваркіленген құбырлы змеевик бұндай пештерде камераның ішкі жағында орналасады, және құбырлы тордың орнына, аяқ жақтарында, ара-арасында подвескамен ұсталынады.
Ретурбендтер - құбырды змеевикке қосатын, болаттан құйылған қорап түрінде болады. Олардағы ағынның бағыты керісінше жүреді. Ағынның қозғалу бағытын тура бұрышта өзгертетін бұрышты ретурбендтер болады. Оларды змеевиктің бір камерадан екіншісіне өткен кезінде қолданылады.
Құбырлы змеевиктерді экранның радиантты камераларда бір немесе екі қатар бойынша орналастырады.
Пештердің гарнитурасы. Пештердің гарнитураларына мынадай саймандар жатады: бақылау және предохранительді терезелер, подвескалы төбе және футеровкалы қабырғаның блоктарын жинауға арналған саймандар.
Құбырдың майыспауына арналған саймандар температуралы режиммен, құбырдың салмағы және ұзындығыменен, экранның орналасу жағдайымен ерекшеленеді. Төбелі экранның құбырларына подвескілер, шеттегі қабырлғаларға кронштейндер, жерде жататытын құбырларға лежактар, конвекциялы камераларға арналған құбырларға торлар қолданылады. Осы саймандар қатарының санықұбырдың ұзындығы мен салмағына, жұмыс істеу жағдайына байланысты. Есептеу кезінде құбырдың шикізатпен бірге салмағы, және құбырдың өзінің салмағы есепке алынады. Есептеу учаскесінің ұзындығын көбінесе 4,5 м. алады.
Подвескілермен кройнштейндерді каркастың элементтеріне бекітеді, ал лежак пен конвекциялық торларды – осы мақсатта әдейі жасалынған пештің фундаментіне бекітеді.
Бақылау терезелері жұмыс процессі кезінде пеш құбырларының жағдайы мен форсункалардың жұмысын (жалынның өлшеміменен жарықтылығы) бақылауға арналған. Оларды шойыннан жасайды, және металконструкциялы пештің кладкасының сырт жағына болттармен бекітеді. Бақылау терезелерін орнататын участкелерде бақылау аймағын кеңейту үшін, пеш қабырғасында ішіне қарай кеңейіп келетін тесік жасайды.
Сақтандырғыш (предохранитель) терезелер – бақылағыштан (гляделка) немесе бақылау терезелерінен үлкен размермен ерекшеленеді. Олар қалыпты жағдайдың бұзылуы кезінде пеш ішіндегі жарылыс дыбысының күшін азайту үшін қолданылады. Жөндеу жұмыстары кезінде осы сақтандырғыш терезелер арқылы жұмыскерлер пештің ішіне кіреді. Бақылағышпен сақтандырғаш терезелердің қақпақтары жұмыс жағдайында өзінің салмағының әсерінен корпусқа қатты жабысып тұруы керек. Ол үшін олардың әсер ету беттері вертикальға қарай еңкейген. Жылудың жоғалуы және деформациядан қорғауы үшін сақтандырғыш терезелердің қақпағын ішінен изоляциямен қаптайды.
18.Тотығу реакциялары және олардың жіктелуі (көмірсутек тізбегі үзілмей тотығу, деструктивті тотығу, тотығу конденсациясы, толық тотығу).
Определение и классификация реакций окисления. В органиеской химии дать определение реакций окисления не так просто. В отличие от неорганической химии они обычно не сопровождаются изменением валентности элементов. Общим их признаком не является также введение в молекуле атомов кислорода; последнее происходит и при других реакциях (гидролиз, гидратация), не имеющих отношения к окислению, и кроме того, есть реакции окисления, при которых число атомов кислорода в молекуле не изменяется, например:
RСН2ОН + 0,502→RСН0 + Н20.
Таким образом, в органической химии и технологии процессами окисления остается считать превращения веществ под действием тех или иных окислительных агентов. Среди них надо также различать полное и неполное окисление. Под первым понимают сгорание веществ с образованием диоксида углерода и воды:
С3Н8 + 5O2→3СO2 + 4Н20.
В органическом синтезе полное окисление является нежелательным побочным процессом. Для синтеза важны лишь реакции неполного окисления, которые можно разделить на три главные группы.
1. Окисление без разрыва углеродной цепи,когда число атомов углерода остается таким же, как в исходном соединении: Эти реакции можно в свою очередь, разделить на две группы: окисление по насыщенному атому углерода в парафинах, нафтенах, олефинах и алкилароматических углеводородах и в производных этих соединений, особенно в спиртах и альдегидах:

и окисление по двойной связи с образованием а-оксидов (эпоксидирование), карбонильных соединений или гликолей:

RСН=СН2 + 0,5O2→RСОСНз,
RСН=СН2 + Н2О2→RСНОН—СН2ОН
2. Деструктивное окисление, протекающее с расщеплением углерод-углеродных связей. К нему способны углеводороды (и их производные) ряда парафинов, нафтенов, оле- финов и ароматические углеводороды. Деструкция протекает по связям С—С, С=С или Сар — Сар:

3. Окисление, сопровождающееся связыванием молекул исходных реагентов (окислительная конденсация, или окислительное сочетание):

Последняя реакция называется окислительным аммоно л и з о м.
18.Тығыздығы төмен полиэтилен өндірісі.
Төменгі тығыздықты полиэтиленді (ТТПЭ) оттегі мен инициаторлардың (пероксидті қосылысты) қатысында 200-300°С температурада және 100-300 МПа қысымда радикалды полимерлеу арқылы алады.
Маркалы құрамы тығыздық (910-935 кг/м³) пен балқыманың аққыштық көрсеткіші (0,3-20г/10мин) негізінде алу әдісі арқылы анықталады. Базалы маркалардың атаулары сегіз цифрдан тұрады. Бастапқы төрт алу әдісін көрсетеді, бесіншісі тығыздықтың тобына сәйкес келеді, дефис арқылы бөлінген соңғы үшеуі-полимер балқымасының аққыштық көрсеткішінің он еселенген орташа мәніне сәйкес келеді. Мысалы, ПЭ 15803-020 маркасы ТҚПЭ (930кг/м³) балқыманың аққыштық көрсеткіші 2г/10мин. Композицияларды белгілегенде базалық маркалардың тек бастапқы үш цифры ғана шығарылады. ТТПЭ қасиетінің комплексі өзінің макромолекуласының тармақталған құрылысымен анықталады. Молекулалық массасы 30-50 мың.
ТТПЭ кристалдануға бейім. Тармақтардың болуы кристалданеу дәрежесін шектейді (40% кем) Балқу температурасы 108-110°С. Кристалданудың жағары жылдамдығы кристалдық дәрежесінің шамасын жане ПЭ қасиетін салқындату режимін аз тәуелді болуын жасайды. Деструкция температурасы -320°С. Қыздырудың нәтежиесінде полиэтиленнің тігілуі мүмкін, нәтижесинде «геликтер» пайда болады. ПЭ полярсыз полимер болып табылады. 20°С температурада кристалданудың нәтежесінде ол белгісіз органикалық еріткіштерді ерімейді. Қышқылдар мен негіздерге тұрақты, ал күшті тотықтырғыштарга тұрақсыз.
ТТПЭ-ді жалпы техникалық белгіленген термопласттарға жатқызады. Ол солыстырмалы арзандылыгымен жане технологиялығымен, суыққа тозімділігімен ерекшелінеді, 70°С дейін созылғыштығын сақтайды, жоғры химиялық тұрақтылығы бар, осының нәтижесінде оны агрессивті сұйықтықтарды ыдыстарда жасауда қолдануға болады; аз су сіңіргіштікке ие. ПЭ майлардың басқа, физиологиялық және тағамдық өнімдерге инертті. Ол күшті электроизоляциялаушы материал ретінде және томенгі мен жоғары жиілікті изоляциялауда қолданылады.
ТТПЭ ионизирлеуші сәулелермен әрекеттесудің натижесінде тігілуі мүмкін. Төменде ТТПЭ- нің кейбір сипаттамаларды берілген :
σи,МПа.................12-16 Тм, ºС....................................50
εр,%...................150-600 рν, Ом*м..............................10¹
Тв,ºС.....................80-100 tgσ(при 10Гц)......................(2/2,5)*10
Бұл полимердің кемшілігіне төмендегі шекті эксплутация температуралары (термиялық стерилдеудің мүмкін еместігі), салыстырмалы жоғары газ өтпейтіндігі жатады. Ол УК- сәулеленуге тұрақсыз, төменгі беріктік сипаттамалар мен қаттылыққа ие, жоғары жанғыштық және электротсатикалық зарядтардың жиналу қабілеттелігімен ерекшеленеді.
ТТПЭ термопласттарға қолданылатын бүкіл негізгі әдістермен өңделеді, беттің арнайы өңдеуінсіз жабыспайды, бірақ жақсы пісіріледі.
Төмен бағасы оны ыдыстар мен мәдени-тұрмыстық және медициналық бұйымдарды жасауда қолдануға мүмкіндік береді. Өндірілетін ТТПЭ-нің жартысынан көбі орау үшін қолданылатын үлбір мен ауыл шаруашылығының мұқтаждағы үшін өндіріледі.
27-билет
19.Көмірсулар. Жіктелуі. Моносахаридтердің физикалық және химиялық қасиеттері.
Көмірсулар - қасиеттері жағынан оксиальдегидтерге және оксикетондарға жақын, табиғи заттардың бір тобы.
Көмірсулардың көпшілігінің жалпы формуласы
Cn(H2O)m
Мысалы: C6H12O6; C12H22O11
Көмірсулар 2 топқа бөлінеді.
1) моноқанттар (монозалар)
2) полиқанттар (полиозалар)
Соңғылары, яғни полиқанттар өзінше екі бөлінеді.
а) қант тәрізді полисахаридтер (олигосахаридтер), бұларға дисахаридтер (биозалар), трисахаридтер және т.т.
б) қант тәрізді емес полисахаридтер.
Моно- және олигосахаридтер - молекулалық салмақтары жоғары емес, суда жақсы еритін заттар. Қант тәрізді емес көмірсулардың молекулалаық салмақтары жоғары, егер ерітінділер түзсе, онда тек коллоидты ерітінділер ғана түзеді.
Моноқанттар (монозалар)
Монозалар - көмірсулардың ең қарапайым тобы. Табиғатта ең көп таралғаны, монозалардың екі түрі:пентозаларC5H10O5 және гексоздар C6H12O6.
Ең жиі кездесетіндері екі моноқант: глюкоза мен фруктоза.
Монозалардың құрылысы.
Глюкоза мен фруктозаның құрылымдары өте күрделі соған байланысты фруктозаның құрылыстары бірнеше реакциялармен дәлелденген.
Глюкоза.
1) Иодты сутегімен тотықсыздандырғанда 2-иодгександы береді.
C6H12O6+HJ→CH3-CHJ-CH2-CH2-CH2-CH3
Бұлреакция, глюкозаныңкөміртектікқаңқасындаешқандайтармақталужоқекендігінкөрсетеді.
2) Жұмсақжағдайдатотықтырсаглюконқышқылынтүзеді.
C6H12O6+[O] →CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-COOH
Бұлреакцияданглюкозаныңқұрамындаальдегидтобыбарекендігінаңғаруғаболады.
Фруктоза
1) HJ әрекеттесіпиодгександытүзеді:
C6H12O6+HJ→CH3-CHJ-CH2-CH2-CH2-CH3
2) тізбегінүзеотырыптотығу, фруктозаныңоксикетондарғажақынекендігінкөрсетеді.

Осы реакцияларға сүйене отырып глюкозаға
CHO-CHOH-CHOH-CHOH-CH2OHглюкоза
CH2OH-CO-CHOH-CHOH-CH2OHфруктоза
немесе
39204901168402040890193040
глюкоза
ашықтізбектіфруктоза бесмүшеліциклдікформа(α-D–фруктофураноза) Тағыдабірайтакететінжағдай,тұйықтізбектіформадағықанттардыңконформациялықдепаталатынбіризомериясыбар.Бұлизомерияалтыбуындысақинадағыкөміртекатомдарыныңкеңістіктеорналасуынабайланысты.

Моноқанттарды алу әдістері.
Моноқантарды әдетте табиғи шикізаттардан алады.
1. Ди- және полисахаридтерден алу тәсілі, яғни оларды гидролиздеу
C12H22O11+HOH→2C6H12O6
дисахарид
(C6H10O6)n+nHOH→nC6H12O6
полисахарид
2. Көп атомды спиртерді әдеттегі тотықтырғыштардың әсерімен тотықтырып алады. Әдетте реакция нәтижесінде қоспа алынады.
Физикалық қасиеттері.
Моносахаридтер - суда жақсы еритін кристалды заттар, көпшілігінің дәмі тәтті келеді. Олар оптикалық активті заттар.
Химиялық қасиеттері.
Моносахаридтер спирттердің карбонилді қосылыстардың және жартылай ацетальдардың қасиеттерін көрсетеді.
Моносахаридтерге тән кейбір реакцияларды қарастырып өтелік.
26822401263651. Тотықсыздану реакциясы. Моносахаридтер тотықсызданғанда көп атомды спирттер түзіледі.

D-глюкоза D-сорбит
Тотықсыздандырғыш ретінде бұл реакцияда натрий амальгамасы және никельдің немесе мыс хромитінің қатысында сутек қолданылады.
2. Қанттардың тотығуы, полиоксиқышқылдарыды алу.
+[O]→
D-глюкоза глюкон қышқылықант қышқылы
3. Фенилгидразинмен әрекеттесу реакциялары. Бұл реакция арқылы альдозолардан кетозоларға көшуге болады.
+H2N-NH-C6H5→
манноза фенилгидразон

4. Сол сияқты моноқанттарды алкилдеуге және ацетилдеуге де болады.
19.Массаалмасу процестеріндегі абсорберлер мен десорберлер. Олардың жұмыс істеу принципі және конструкциялық элементтері.
Процесс абсорбции состоит в избирательном поглощении жидкостью (абсорбентом) целевых составных частей исходной газовой смеси. Путем абсорбции производят разделение, очистку и осушку различных углеводородных газов, извлечение бензина и пропан-пропиленовой фракции из естественных и попутных газови т. д.
Процесс абсорбции протекает тогда, когда парциальное давление или концентрация извлекаемого компонента в газовой смеси больше, чем в абсорбенте. Чем больше эта разность, тем интенсивнее переход компонента из газовой смеси в жидкость (абсорбент). Когда парциальное давление или концентрация компонента в жидкости больше, чем в газовой смеси, происходит десорбция — выделение растворенного газа из раствора.
Абсорберы и десорберы работают попарно. В некоторых случаях абсорбцию и десорбцию осуществляют последовательно в одном и том же аппарате.
Конструкции абсорберов и десорберов, представляющих собой цилиндрические вертикальные аппараты, отличаются большим разнообразием и зависят от конкретного технологического процесса. Например, абсорберы для извлечения бензина из природного нефтяного газа выполнены как колонны с 18—30 барботажными колпачковыми тарелками. Колонна работает при давлении 0,3— 4 МН/м2. В качестве абсорбента применяют масла или другие нефтепродукты. Степень извлечения компонента из газовой смеси зависит от основных параметров процесса абсорбции, к которым относятся давление, температура, число тарелок в колонне и расход абсорбента.
Десорберы, в которых из насыщенного абсорбента извлекают бензин (целевой продукт), конструктивно не отличаются от абсорберов. Десорбцию осуществляют под давлением до 0,6 МН/м2 отпаркой при температуре 110—180 °С. Нагретый насыщенный абсорбент подают на верхнюю тарелку отгонной колонны. Температурный режим в колонне поддерживают орошением верхней части бензином, а также нагревом нижней части с помощью кипятильника или впрыскивания острого пара.
Несколько иная конструкция у абсорберов установок каталитического риформинга и гидроочистки. Эти аппараты служат для удаления сероводорода и водяных паров из циркуляционных газов. На рис. У-28 приведена схема абсорбера установки гидроочистки. Он представляет собой колонну диаметром 3 м, высотой 20 м : одной глухой тарелкой 4 и 13-ю барботажными тарелками 8 из 5-образных элементов.
Газ по штуцеру 13 подается в нижнюю часть абсорбера под вертикальный ситчатый каплеотбойник 3 и, отделившись от конденсата, который стекает по сливной трубе 2 и далее отводится через штуцер 1 на десорбцию, поступает под глухую тарелку 4. С глухой тарелки, снабженной трубами 6 и отбойными шляпками 7 для прохода газов, насыщенный абсорбент и конденсат газа отводятся по штуцеру 5.
Постепенное насыщение абсорбента целевым компонентом происходит на барботажных тарелках 8. Абсорбент подается в колонну по штуцеру 9. Очищенная газовая смесь покидает колонну через штуцер 12, предварительно пройдя отбойник-сепаратор 10 и верхний каплеуловитель.
Многие абсорберы снабжены насадочными или каскадными тарелками.
Процесс адсорбции заключается в избирательном поглощении вещества поверхностью адсорбента — пористого твердого тела. Такое поглощение объясняется наличием сил взаимного притяжения между молекулами адсорбента и молекулами адсорбируемого вещества. Адсорбенты используют в виде зерен эазмером до 10 мм и в пылевидном состоянии. Применяют также молекулярные сита — синтетические цеолиты, имеющие поры одинаков вых размеров.
Адсорбцию обычно применяют для разделения «бедных» смесей (содержащих незначительные количества поглощаемых веществ) и смесей, состоящих из трудноразделяемых компонентов. На нефтеперерабатывающих заводах путем адсорбции производят очистку масел и парафина, извлечение бензина из углеводородных газов, осушку газов, воздуха и т. п.
Поглощенное адсорбентом вещество выделяется из него десорбцией — процессом, обратным адсорбции. В результате десорбции и последующей обработки адсорбента последний регенерируется и может быть использован вновь. Регенерация адсорбента — наиболее сложная, продолжительная и дорогостоящая стадия в технологии адсорбционного разделения. Поэтому в некоторых случаях адсорбент не используют повторно. Например, при контактной очистке масел отработанный адсорбент (глину) выбрасывают.
Десорбцию и регенерацию адсорбента проводят водяным паром и различными жидкостями, из которых затем извлекают целевые вещества. Нецелевые компоненты можно выжигать, если при этом регенерируемый адсорбент не потеряет присущих ему свойств.
В большинстве случаев адсорберы и десорберы — колонные аппараты. Наиболее сложны аппараты непрерывного действия — адсорберы с движущимися зернистым адсорбентом и адсорберы с кипящим слоем адсорбента.
19.Тотығу процесінің тотықтырғыш агенттері, оларға қойылатын талаптар, активтілігі және селективтілігі.
Окислительные агенты и техника безопасности в процессах окисления. Если в лабораторной технике и при тонком органическом синтезе нередко применяют такие окислительные агенты, как перманганаты (в щелочной, нейтральной или кислой среде), дихроматы, триоксид хрома, пероксиды некоторых металлов (марганца, свинца, натрия), то в промышленности основного органического и нефтехимического синтеза стараются пользоваться более дешевыми окислителями и лишь в отдельных случаях применяют агенты, способные к реакциям, не протекающим в присутствии других окислителей.
Молекулярный кислород (в виде воздуха, технического кислорода или даже азотокислородных смесей с небольшим содержанием Ог) является важнейшим из окислительных агентов. Его применяют для проведения большинства рассмотренных выше реакций окисления. Концентрированный кислород оказывает более сильное окисляющее действие, но его применение связано с дополнительными затратами на разделение воздуха. При окислении в газовой фазе, когда примесь азота затрудняет выделение продуктов или их рециркуляцию, используют и технический кислород. Меньшую скорость реакции при окислении воздухом компенсируют повышением температуры или увеличением общего давления, что ведет к росту парциального давления кислорода.
Азотная кислота (реже оксиды азота) служит вторым по масштабам применения окислительным агентом. Ее действие нередко сопровождается побочным нитрованием органического соединения, усиливающимся с повышением концентрации кислоты. По этой причине для окисления используют 40—60 %-ю ЬШОз. Азотная кислота как окислитель никогда не применяется для реакций с парафинами. Для нее наиболее типичны реакции деструктивного окисления циклических соединений и веществ с ненасыщенными связями, идущие с участием НЫ03 с лучшим выходом, чем при окислении кислородом:

При окислении азотной кислотой она раскисляется до оксидов азота (N0 или N203). Экономичность производства во многом зависит от возможности утилизации этих оксидов и регенерации непревращенной азотной кислоты. Первая задача решается окислением оксидов азота воздухом в водном или азотнокислом растворе с образованием азотной кислоты:
N2O3 + O2 + Н20→2HNO3.
Пероксидные соединения, главным образом перо- ксид водорода и перуксусная кислота (а в последнее время — и гидропероксиды), получили применение как окислительные агенты в основном органическом и нефтехимическом синтезе сравнительно недавно. Ввиду относительной дороговизны их используют только для таких реакций, которые не протекают под влиянием молекулярного кислорода или азотной кислоты. Это относится прежде всего к процессам эпоксидирования ненасыщенных соединений:

Меньшее значение имеет реакция пероксикислот с кетонами, ведущая к образованию сложных эфиров или лактонов (реакция Байера — Виллигера):

Пероксид водорода обычно применяют в виде 30%-го водного раствора. Он дает с карбоновыми кислотами соответствующие пероксикислоты по реакции, аналогичной этерификации:
RСООН + Н2О2 → RСОООН+Н2О.
Пероксикислоты образуются, кроме того, при окислении альдегидов. Так, перуксусная кислота вырабатывается этим путем в промышленном масштабе, а гидропероксиды получают в промышленности окислением углеводородов:

19.Полистирол алу технологиясы. Полимер қасиетіне технологиялық процесс параметрлерінің әсері.
Полистиролдың өсу көлемі мен өндірісін ескеретін факторлар және оның сапасына талап қойылатын алу әдістері. Стиролдың нақты полимерленуі
Полистирол ( ПС) – стиролдың полимері
-СН2-СН~

Атактикалық ПС инициатор ретінде қолданылатын пероксидті немесе азоқосылыстардың қатынасында, стиролдың радикалды полимерленуі арқылы алынады. Полимерлену массада, эмульсияда, сирек кезде – сузпензияда жүзеге асырады. М- 500-2000 мың. Эмульциялы ПС едәуір молекулалық массада және ең жақсы беріктік қасиеттер кешеніне ие. Маркалы құрамы ПС – дың алу әдісімен анықталады. Массада полимерленумен алынған ПС- дың маркасы ПСМ белгісіне ие, сузпензиялық ПС – ПСС, эмульсиялық – ПСЭ. ПС балқымасын аққыштық көрсеткіші 1,5 – 1,6 аралығын өзгертеді. Тұрақтындырылған түйіршік немесе ұнтақ түрінде шығарылады.
ПС тармақталған жоғары дәрижесіне ие. Молекулалық тізбектің жүйесіз болуына байланысты, ол 1050-1080 кг/м³ тығыздықты және шынылану температурасы 100°С ға тең ароматты полимер болып табылады қалыпты жағдайда ПС қатты материал. Жарық өткізу коэфициенті 90 пайызға дейін жететін ПС-тің мөлдір болуы кристалдық фазаның жоқтығымен байланысты.
Негізгі тізбектегі үшіншілік көміртегі термототығу деструкцияның ықтималдығын жоғарылатады, деполимерлену жеңілденеді. Қалыпты жағдайда ПС ароматты хлорлы көмірсутектерде, күрделі эфирлерде, кетондарда жақсы ериді. Негіздермен минералды қышқылдарға тұрақты.
ПС төмен және жоғары жиілікте жақсы істейтін диэлектрик болып табылады, электротехникада, сонымен қатар жіңішке конденсаторлар үлбірлерді жасауда қолданылады. Улы емес: ПС- тің тағамдық маркаларын қалдық стиролдан тазартады. Медициналық техникада қолданылады. ПС суға және радияцияға тұрақты.
ПС-дың кемшілігіне қалыпты жағдайдағы сынғыштығы, қолданылуын едәуір шектейтін соқпа беріктілігі жатады. Жылулық, химиялық және УК сәулелену әрекетіне төзімділігі үлкен емес.
ПС- дан жасалған үлбірлер күшті электрленеді. ПС жанғыш.
ПС термопласттарда өңдеудің бүкіл негізгі әдістермен өңделеді, жақсы пісіріледі және жапсырлады, пластификаторлармен бірігеді, жақсы боялады.
Тығыздығы 20 кг/м³ дейн жететін көбіктенген ПС кең қолданыс тапты.
Өндірілетін ПС-тің жартысынан көбі оның полимерлерінің үлесіне тиеді.
Өнеркәсіпте (әсіресе автомобиль өндірісінде) оптикалық мөлдір стиролдың акрилонитрилмен (80/20) САН, стиролдың метилметаккрилатпен (40/60) – МС, стиролдың метилметакрилат және акрилонитрилмен (40/52,5/7,5)- МСН бірге сополимерленуі кең қолданылады. Бұл құюлы материалдардың ПС-ға қарағанда жоғары бензотөзімділікке және иілу кезінде (130 МПа дейін ) беріктілікке ие .
Стирольдың α – метилстиролмен (САМ) сополимері жоғары жылу төзімділікке (Тм 95ºСқа дейін), жақсы жарық техникалық және диэлектрлік қасиеттерге ие. Бірақ стиролдың соққыға берікті сополимерлері едәуір кең таралған. Соққыға полистирол – стиролдың бутадиенмен немесе бутадиенді стиролды каучукпен будандастырылған сополимерлену өнімі.
Полимерлеу процесін пероксидті инициаторлар мен реттегіштер қатысында жургізеді М-70÷100 мың. Сонымен қатар, бір уақытта стирол және стиролді каучукпен будандастырылған сополимерленуінің гомополимерленуі жүреді. Сополимер үлесі шамамен 15 пайыз.
Маркалы ассортименті СҚП (соққыға тұрақты полистирол) алыну әдісімен анықталады. Массадағы полимерлену маркасын әріпті белгіленуі -УПМ, суспензиялы полимерлеуде СҚП, компоненттердің механикалық араласуы кезінде УПК .
Соққыға берікті ПС тұрақтанған ақ түйіршіктер түрінде шығарылады.Төрт таңбалы марка нөмірінің бастапқы 2 цифры тілікпен бірге соқпа тұтқырлығын минималды шамасына сәйкес келеді, соңғы цифры – қалдық мономердің он еселенген максималды құрамы.
Бұл бұдандастырылған сополимердің жұқа қабатымен қоршалған өлшемі 1-5 мкм каучук болшектерімен бірге қатты полистиролдың (М-70÷100) матрицасы бар композициялы материал болып табылады.
Тығыздық – 1040-1070 кг/м³ табылады.
АБС- п л а с т и к т е р – стиролдың акрилонитрилмен бутадиенді немесе бутаден стиролды каучукпен будандастырылған сополимерлеудің өнімі.
Мономердің каучукпен сполимерлену процесі эмульсияда және пероксидті инициаторлар қатысында жүргізіледі. Стиролдың акрилонитрилмен сополимерленуі бір уақытта өтеді. Соңғы өнімде 65 % стирол, 20% акрилонитрил және 15 % каучук болады.
Бұл материал стиролмен акрилонитрилмен статикалық сополимерінің қатты матрицасы және иілгіш каучук бөлшектерінің будандастырылған сополимерінің жұқа қабатымен композициясы болып табылады. Ол САН және соққыға берік ПС-дың жақсы қасиеттерін біріктіреді. АБС тығыздығы 1020-1050 кг/м³ құрайды.
АБС мөлдір емес, жоғары жиілікте электроизоляциялық сипаттамаларға ие.
АБС пластиктерді өңдеудің алдында құрғатылуы тиіс.
АБС пластиктердің өңдеудің негізгі әдістері – қысыммен құю және экструзия. Балқыма тұтқырлығының жоғары болуына байланысты соққыға берік ПС өңдеуіне қарағанда жоғары температура мен кернеуді қолдану керек. АБС пластиктер жақсы металданады. Олар үлкен корпус бөлшектерін, фурнитураларды жасауда сонымен қатар авто және машина құрылысында қолданылады.
Полистирол өңдірісі. Полистирол бұл стиролдың полимерленуі арқылы алынатын қатты мөлдір материал:

Өнеркәсіпте полистиролды блокты эмульсиялық және суспензиялық әдістермен алады. Осының ішінде үздіксіз блокты әдістің өнеркәсіптік маңызы зор.
Блокты полистирол. Стиролдың блокта полимерленуі инициаторлар қатасында немесе жоғары температурада 100-230 ºС үздіксіз блокты полимерлеу процессымен бірге радикалды мехнизммен жүреді. Процестің жылдамдығы тікелей температураға байланысты. Мысалы: 50 ºС температурада полимерлену жылдамдығы өте төмен, 100 ºС температурада бір сағат ішінде шамамен 2 % мономер реакцияға түседі, ал 150 ºС температурада бірнеше сағатта аяқталады. Реакция аяқталуының 90 % дәрежесінен кейін полимерлену жылдамдығы бірден төмендейді 98-99% айдау айналу дәрежесіне жету үшін реакциялық массаны арғы қарай қыздыру керек, бұл полимердің молекулалық массасын төмендеуіне әкеледі. Температураны 80 нен 230 ºС дейін біртіндеп көтерудің нәтижесінде құрамына 1% аз мономері бар, жоғары молекулалаық полистирол алуға болады.
Полистирол қасиеттері. Полистирол ароматтық құрылысты қатты материалдық болып табылады: ұнтақ және мөлдір түйіршік түрінде шығарылады. Молекулалық салмағы алыну әдісіне байланысты (өндірістік маркалардың полимерлену дәрежесі 500-2000 аралығында өзгереді). Молекулалық салмағы ең жоғары эмульсиялық полистирол болады.
Молекулалық салмақтың өсуі мен полимердің беріктігі артып сынғыштығы азаяды. Диэлектрлік қасиеттері жағынан тек полярсыз полимерленуден – полиэтилен мен политетрафторэтиленнен кем түседі.
Блокты полистиролдың ең жақсы көрсеткіштеріне диэлектрик ие. Бұл көрсеткіштер -80нен+110 ºС температурада аз өзгереді және жиілікке тіптен тәуелді емес.
Полистирол суға төзімді, қышқылдар (HF) негіздер әрекетіне жоғары тұрақтылық көрсетеді су және мөлдір жақсы оптикалық қасиеттерге ие. Ароматты және хлорлы көмірсутегтерде эфирде кетонда ериді, плостиролдың максималды жұмыс температурасы 70-75ºС. Қаттышыны тәрізді күе 80 ºС ға дейін сақталады. Бұдан жоғары температурада полимер біртіндеп жоғары иілгіштікке өтеді. ПС- та 145 -155 ºС температураға сығумен, ал 180-200 ºС қысымда құюмен бұйымдарға өңдеуге болады. 200 ºС дан жоғары температурада тотығу және термиялық диструкция, ал 300 ºС температурада – мономер және басқа төмен молекулалы заттардың тізілуімен диполимер басталады. Пластирол кемшилігіне төмен жылу төзімділік және меншікті соқпа тұтқырлығы сонымен қатар есіркеуге бейімділігі жатады .
Стиролды қанықпаған қосылыстармен сполимерді оңай түзеді: бутадиенмен, акрилонитримен, метилметакрилатпен. Бұл сполимерлер аса жоғары жылу төзімділікке және меншікті соқпа тұтқырлығына ие.
Полистиролдың қолданылуы. ПС радио – және электро аппаратарын бөлшектерін, кабель қабыршықтарын жасауда, химиялық аппаратураларда фото касеттерде, лабораториялық ыдыстарда және аккумуляторлық бактарда коррозияға қарсы материал ретінде: оптикалық шыны жасауда қолданылады.
Экструзия әдісімен алынатын полистиролды үлбірлер техникада және тұрмыста қолданылады.
ПС кернеулік материалдар өңдірісінде үлкен мөлшерде қолданылады.
26-билет
20.Циклоалкандар. Изомерлері. Алыну тәсілдері, физикалық және химиялық қасиеттері.
Изомерия: Сақинаның үлкен кішілігіне байланысты:

Сақинадағы орынбасрлардың үлкен-кішілігіне
қарай:

Сақинадағы орынбасушылардың орналасуына қарай:

Орынбасушылардың құрылымына қарай:

Қос байланыстың орналасуына қарай:

Геометриялық изомерия:

Алынуы:





Химиялық қасиеттері:
Орынбасу
129802456732116205-3654
Тотығу:


20.Экстракторлар. Негізгі конструкциялық элементтері.
Для очистки масел, а также в производстве дизельного топлива и керосина применяют жидкостную экстракцию. Процесс экстракции заключается в разделении смеси компонентов путем обработки твердой или жидкой фазы жидким избирательным растворителем. В качестве избирательных растворителей используют фурфурол, фенол, жидкий сернистый ангидрид, диэтиленгликоль, жидкий пропан и др.
Конструкции экстракторов — аппаратов, в которых осуществляется процесс экстракции — должны обеспечить тщательное контактирование массообменивающихся фаз и их последующее разделение. Большинство экстракторов представляет собой колонны с тарелками или насадкой. В колоннах экстракция осуществляется контактированием в противотоке рафинатного и экстрактного растворов.
В последнее время получили распространение ротационные дисковые контакторьу принципиально отличающиеся от колонных; в них для повышения эффективности контактирования и разделения фаз используют центробежную силу.
Принципиальная конструкция типового дискового контактора приведена на рис. У-29. Его применяют, в частности, на установках селективной очистки масел фурфуролом. Диаметр цилиндрического корпуса аппарата 3 м, высота 13 м. Внутри аппарата к корпусу приварены стальные кольцевые перегородки на расстоянии 0,3 м одна от другой с шириной кольца 0,3— 0,4 м. В аппарате вращается кон- центрично расположенный с ним вал, на котором закреплены круглые диски диаметром 0,12 м. Каждый диск делит расстояние между неподвижными кольцевыми перегородками пополам.
Приводной механизм, расположенный на верхнем днище аппарата, снабжен редуктором-вариатором, позволяющим вращать ротор с нужной скоростью, в зависимости от режима работы технологической установки.
Экстракционные колонны работают при давлении до 0,6МН/м2. Для нормального протекания экстракции с минимальным соотношением растворителя и сырья в аппарате поддерживается определенный температурный градиент между верхом и низом аппарата, т. е. обеспечивается постоянная температура среды на определенном участке колонны. Это достигается отбором части экстрактного раствора из колонны, охлаждением его в холодильнике и возвращением в аппарат.
20.Өндірістік оксосинтез процесінің технологиясы.
Эта реакция была открыта О. Рёленом в 1938 г., а первый завод вступил в строй в 1948 г. Сейчас мощность установок оксо- синтеза во всем мире превышает 4 млн. т. Целевое назначение процесса — получение альдегидов и продуктов их превращения, главным образом первичных спиртов.
Химия и научные основы процесса
Реакция оксосинтеза заключается во взаимодействии олефинов с СО + Н2 и образовании альдегидов:
СН2=СН2 + СО + Н2 → СН3—СН2—СНО.
При этом происходит присоединение формильной группы —СНО и водорода по двойной связи, вследствие чего реакцию называют также реакцией гидроформилирования. Она необратима и сопровождается значительным выделением тепла, изменяющимся для разных олефинов от 117 до 147 кДж/моль.
Первоначально оксосинтез был открыт при использовании в качестве катализатора металлического кобальта, но вскоре было обнаружено, что истинными катализаторами являются карбонилы кобальта. Из них наиболее известны дикобальтоктакарбопил, образующийся из металлического кобальта или его солей при действии СО или СО и Н2 под давлением, и гидро- карбонил кобальта, получаемый из дикобальтоктакарбонила и водорода:
8СО + 2Со→ Со2(СО)8,
2СоА2 + 8СО + 2Н2→ СО2(СО)8 + 4НА,
Со2(СО)8 + Н2→ 2НСо(СО)4.
Реакции образования этих карбонилов обратимы, и при снижении давления карбонилы разлагаются, чем и обусловлена необходимость применения высокого давления, которое при катализе карбонилами кобальта составляет 10—30 МПа. В последнее время, чтобы снизить давление и улучшить другие показатели процесса, предложены модифицированные кобальтовые катализаторы, содержащие триалкилфосфиновый лиганд:
НСо(СО)4 + РR3→ НСо(СО)3РR3 + СО.
Этот комплекс сравнительно стабилен к разложению, что позволяет снизить давление синтеза до 5—10 МПа, но зато менее активен и вызывает гидрирование олефина и альдегида. С ним процесс можно направить на получение спирта.
Большое внимание привлекают наиболее стабильные и активные гидрокарбонильные комплексы родия. Из них НКЬ(СО)4 обладает слишком высокой изомеризующей способностью, а наиболее интересен комплекс, модифицированный фосфино- выми лигандами НКЬСО(РКз)з> где К — фенильная, алкильная или АгО- и КО-группы. С этими комплексами реакция протекает уже при 0,1—5 МПа.
Механизм и кинетика гидроформилирования наиболее изучены для катализа карбонилами кобальта. Наблюдается сложная зависимость скорости от парциального давления реагентов и температуры. При отношении СО : Н2 = 1 : 1 и прочих равных условиях скорость при низких давлениях очень мала, причем растет линейно с повышением общего давления до 10 МПа, а затем остается постоянной (рис. 153, кривая /). Если парциальное давление оксида углерода остается постоянным, скорость гидроформилирования оказывается пропорциональной давлению водорода (кривая 2). При постоянстве последнего зависимость скорости от парциального давления оксида углерода имеет сложный характер (кривая 3). При малом парциальном давлении рсо повышение этой величины увеличивает скорость, но при некотором предельном значении наблюдается максимум, после чего с ростом рсо скорость реакции уменьшается. Таким противоположным влиянием реагентов, вероятно, и объясняется тот факт, что скорость процесса не зависит от общего давления, когда оно превышает шекоторую величину, характерную для каждой рабочей температуры.
Нетипичным является и влияние температуры на скорость гидроформилирования (рис. 154). При прочих постоянных условиях и достаточно низких температурах эта зависимость описывается уравнением Аррениуса. Энергия активации составляет для разных олефинов от 63 до 83 кДж/моль. При дальнейшем повышении температуры скорость растет, хотя и медленно, а затем снижается. Максимальное значение скорости достигается при тем более низкой температуре, чем меньше давление.
Что касается влияния количества катализатора и концентрации (парциального давления) олефина, то обнаружена линейная зависимость скорости от этих параметров. Таким образом, реакция гидроформилирования имеет первый порядок по оле- фину, водороду и катализатору и характеризуется сложной зависимостью скорости от давления СО:
r = kCкатРолефРн2/(1 + кРСО).
Эти закономерности хорошо объясняются следующим механизмом, типичным для металлокомплексного катализа. Когда кобальт используется в виде соли, происходит образование карбонила и гидрокарбонила по записанным выше реакциям, чем объясняются автоускорение процесса, влияние парциального давления водорода и повышение скорости при небольшом парциальном давлении СО. Активным комплексом является гидрокарбонил, который способен диссоциировать с выделением СО и образованием координационно ненасыщенного гидротрикар- бонила кобальта:
НСо (СО)4→ ←НСо (СО)3 + СО.
Этим объясняется тормозящее влияние СО при его повышенном парциальном давлении. Далее этот комплекс координируется с молекулой олефина и по механизму внедрения по Со—Н-свя- зи переходит в алкилкарбонил кобальта:

Последний, являясь координационно ненасыщенным, связывается с СО, и вновь при внутрикомплексной реакции внедрения по Со—С-связи получается ацилкарбонил кобальта:

Ацилтри- и тетракарбонилы кобальта образуют альдегиды под действием водорода или гидрокарбонилов кобальта, например
RСН2—СН2—СО—Со(СО)3+НСо(СО)4→RСН2—СН2—НО+Со2(СО)7,
причем образующийся гептакарбонил под действием СО и Н2 вновь превращается в гидрокарбонил кобальта.
Реакционная способность олефинов при оксосинтезе изменяется в такой последовательности: СН2—СН2> СН3—СН= = СН2> (СН3) 2С = СН2, причем формильная группа преимущественно присоединяется к наименее замещенному атому углерода при двойной связи, что характерно для многих реакций металлокомплексного катализа. Вследствие этого из изобутена получается только один альдегид, а пропилен и другие олефины с линейной цепью углеродных атомов дают два изомерных альдегида:
(СН3)2С=СН2 + СО + Н2 →(СН3)2СН—СН2—СНО,
→ СН3—СН2—СН2—СНО
СН3—СН=СН2 + СО + Н2 →
→ (СН3)2СН—СНО
Соотношение образующихся альдегидов нормального и изо- строения является очень важным, так как практическое значение имеют преимущественно н-альдегиды и получаемые из них первичные спирты линейного строения. Это соотношение растет с понижением температуры и общего давления, а также при росте парциального давления водорода, но при этом или падает интенсивность процесса или в большей степени протекает побочная реакция гидрирования. Наиболее существенным оказалось влияние природы катализатора. С карбонилами кобальта отношение н-:изо- составляет (3-^4): 1, с гидрокарбонилом кобальта, модифицированным триалкилфосфином, оно увеличивается до (7-1-8): 1, а с модифицированным гидрокарбонилом родия даже до (12-=-15): 1. Повышение выхода альдегидов нормального строения является важным преимуществом модифицированных катализаторов перед традиционными карбонилами кобальта.
При оксосинтезе кроме упоминавшегося ранее гидрирования альдегида и олефина протекают другие побочные реакции. Образовавшиеся спирты могут конденсироваться с альдегидами и давать высококипящие ацетали:
RСНО+2RСН2ОН —Н20 → RСН(ОСН2R)2.
Другие побочные продукты (альдоли) получаются за счет альдольной конденсации альдегидов, причем в результате отщепления молекулы воды от альдоля образуется ненасыщенный альдегид:

Некоторые побочные вещества являются циклическими полимерами альдегидов:

При гидроформилировании этилена побочно получается диэтилкетон, вероятно, за счет дальнейшего взаимодействия альдегида с этиленом:
СН2=СН2 + СО; + Н2 → СН3—СН2—СНО +С2Н4→ С2Н5—СО—С2Н5.
Выход побочных продуктов во всех случаях увеличивается с повышением температуры, и это обстоятельство имеет важное значение при выборе оптимальной температуры процесса.
Технологическая схема оксосинтеза. В технологии оксосинтеза реализованы все описанные выше способы проведения реакции и регенерации катализатора, а также процессы с кобальтовым и модифицированными кобальтовым и родиевым катализаторами. Однако родий очень дорог, а модифицированный кобальтовый катализатор менее активен и вызывает побочную реакцию гидрирования. Поэтому подавляющее число установок оксосинтеза до сих пор работает на традиционном кобальтовом катализаторе. Наиболее перспективным для него считается испарительно-солевой способ проведения реакции и регенерации катализатора.
Одна из современных технологических схем оксосинтеза масляных альдегидов и бутанолов изображена на рис. 156. Жидкая пропиленовая фракция, а также свежий синтез-газ под давлением 25—30 МПа и рециркулирующий синтез-газ, сжатый до этого же давления циркуляционным компрессором 1, подогревают соответственно в теплообменниках 2 и 3 за счет тепла горячей реакционной массы. Затем они поступают в реактор 4>куда из карбонилообразователя 6 подают раствор карбонилов кобальта в толуоле и тяжелых остатках от перегонки продуктов. В реакторе 4 при 110—160°С происходит образование альдегидов и побочных веществ, причем выделяющееся тепло отводят водой или кипящим водным конденсатом (в зависимости от температуры) с получением пара низкого давления.
Тепло реакционной массы используют в теплообменниках 2 и 5, а в сепараторе 5 отделяют жидкость от синтез-газа, который вместе с частью непревращенного пропилена возвращают на реакцию компрессором 1. Жидкость из сепаратора дросселируют до 0,2—0,4 МПа и при 40—70 °С окисляют небольшим количеством воздуха в окислительной колонне 7 (декобальти- зёр). Вместе с воздухом, обедненным кислородом, в газовую фазу в этой колонне переходят СО, Н2 и пропилен, находившиеся в растворенном состоянии при высоком давлении, а также пары альдегидов, унесенные газом. Последние поглощают в абсорбере 8 тяжелыми остатками от перегонки, а газы сбрасывают в атмосферу или направляют на сжигание.
Жидкость из окислительной колонны 7 и абсорбера 8 направляют далее в испарительную колонну 9, где от раствора соли кобальта в тяжелых побочных продуктах отгоняют с верха колонны сырые альдегиды, отбирая из средней ее части побочно образовавшиеся бутанолы вместе с толуолом. Раствор соли кобальта с низа этой колонны с добавленным к нему рециркули- рующим толуолом направляют в карбонилообразователь 6, где при подаче небольшого количества смеси СО + Н2 и добавке свежего раствора нафтената кобальта (для восполнения потерь катализатора) при 170—180°С и 25—30 МПа образуются кар- бонилы. Их направляют в реактор 4. Смесь бутанолов с близко- кипящим толуолом, отбираемую из средней части колонны 9>дополнительно разделяют (на схеме не показано) на бутанолы и толуол, возвращаемый на приготовление карбонилов.
Сырые альдегиды с верха колонны 9 можно перерабатывать на чистые альдегиды или спирты. В первом случае их подвергают ректификации в колонне 10, получая товарные изомасля- ный и «-масляный альдегид. Остальное количество (или все сырые альдегиды) гидрируют на гетерогенном катализаторе в реакторе 11, а полученные изо- и я-бутанол отделяют от тяжелого остатка в ректификационной колонне 12.
20.Полиизобутилен. Технологиясының ерекшеліктері.
Полиизобтилен өндірісі. Полизобутилен Фридель- Крафтс (ВF3 , TiCl4 ) католизаторларды қатысында изобутиленнің катионды полимерленуі арқылы алынатын , каучук тәріздес материал болып табылады:

Изобутиленнің полимерленуі фторлы бордың қатысында, төмен температурада өте үлкен жылдамтықпен катионды механизммен жүреді. Процестің жылдамдығын реттеу үшін полимерленуді ерткіш ( сұйық этилен , этан, пропан, бутан) ортасында жүргізеді. Жоғары молекулалы салмақпен полиизобутиленді алу еріндідегі мономердің оңтайлы концентрациясы 15-30% -ке тең.
Өнеркәсіпте молекулалық салмағы шамамен 200000 полиизибутиледі 100 °С температурады алады, католизатор есебінде фторлы бор, ал еріткіш ретінде- суйық этилен қолданады .
Изобутилендегі мөлшері 1 % болатын, сокатализатор ретінде изобутил спирті қызмет аткарады.
Полиизобутиленді алудың технологиялық процесі келесі түрде жүзеге асырылады: суйық этилен -40°С температурада қысыммен бұландырғыштан 2 келетін газ тәрізді этиленмен қосымша суытылатын тоңазытқышқа беріледі. Әрі қарай этилен жарым-жартылай буланудың нәтижесінде қосымша суытылатын буландырғыш 2 арқылы өтеді. Газ тәріздес этилен тоңазытқышқа 1, ал сұйық аппаратқа 3 беріледі, мұнда ол сұйық изобутилені бар иректүтікті суытады. Суытылған сұйық изобутилен сұйық этиленмен араласады, пайда болған қоспа полимеризатор тасымалдағышына 6 жіберіледі . Полимеризатор – бұл ішінде науа түріндегі болат лентаның шексіз қозғалатын металл қорабы. Сыйымдылықтан 4 полимеризаторға ВF3 ерітіндісі барады. Катализатормен араласуы кезінде кезде полимерлену басталады. Сұйық этилен буланып, скрубберге 8 барады. Скрубберге фторлы бор негізбен нейтралданады. Фторлы борды бөліп алғаннан кейін бұл газдар қоспасы ретификацияға жіберіледі. Бөлінгін этилен циклге қайтарылады.
Полимерде қалған католизаторды ыдырату үшін және диполимерлеуді болдырмау үшін полимеризатор лентасына сыйымдылықтан 5 үздіксіз стабилизатор ертіндісі (третбутилфенилсульфид) беріледі. Полимеризатордан шыққан полиизобутиленді қатынастырғыштардың 7 дестелері арқылы тартып алады. Қатынастырғыштан шыққан кенеп полимерін бөлшектеп кеседі. Ауамен суытқаннан кейін бұл газдар тасымалдағыш және үстелмен 9 оларды преске 10, одан орауға жібереді .
Полиизобутилен қасиеттері. Полиизобутилен жоғары химиялық тұрақтылыққа және суға төзімділікке ие. Ол көптеген қышқылдардың, негіздердің және суға галогендердің әрекетіне тұрақты. Концентрлі азот қышқылы оны тек 80°С жоғары температурады ыдыратады. Полиизобутилен иілгіштік, суыққа төзімділігі мен ерігіштігі жағынан полиэтилен мен полипропиленен едәуір асып түседі. Ол алифатты, ароматы және хлорлы комірсутектерді және минералды майларда ериді.
Полиизобутилен аз газ өткіздігіштігімен, диэлектрлік қасиеттердің жоғары көрсеткішімен, бірақ төмен беріктілігімен сипатталады.
Полиизобутиленнің қасиеті молекулалық салмаққа байланысты болады. Молекулалық салмақ артқан сайын созылу кезіндегі беріктілік шегі,қайтымды деформация және хаттылық жоғарлайды. Көбінесе молекулалық салмағы 100000- 250000 ге тең полимерлер кең қолданыс табуда. Полиизобутиленге активта толтырғыштарда қосқанда оның беріктілігі жоғарлайды акштығы азаяды және жарыққа тұрақтылық жақсарады.
Полиизобутиленнің қолданылуы. Полиизобутилен сым мен кабельдердің электро изоляциясы үшін кабельді полиэтилен алуда, металда құбырдың ішкі және сыртқы қорганысы үшін, су өткізбейтін изоляциясы және -60º + 70 º дейін температурада істейтін бұйымдарда алу үшін қолданылады.
Техникада маңызы бар изобутиленнің изопренмен және дивинилмен саполиметрлері вулканизацияуға қабілеті бар .
25-билет
21.Алифатты қатардың амин қышқылдары. Номенклатурасы. Физикалық және химиялық қасиеттері.
Молекуласында карбоксил және амин топтары бар органикалық қосылыстарды аминоқышқылдар деп атайды. Аминоқышқылдардың маңызы өте зор, өйткені солардың қалдықтарынан ағза заттары алынады.
Аталуы.Аминоқышқылдарды амин топтарының орындарын грек алфавитінің әріптерімен белгілеп, әдетте өздеріне сәйкес келетін карбон қышқылдарының туындылары ретінде аталады. Оларды жүйелік және тарихи атаумен де атауға болады. Бірнеше мысал келтірелік:
CH3NH2COOH аминосірке қышқылы (МН), глицин (ТН)
CH3-CHNH2-COOH α-аминопропион қышқылы, аланин,
2-аминопропан қышқылы
CH3-CH2CH(CH3)-CHNH2-COOH α-аминоизокапрон қышқылы,
2-амино-3-метилпентан қышқылы
Аминоқышқылдардың молекуласында бір немесе бірнеше карбоксил топтары бола алады, соған орай аминоқышқылы әртүрлі күйде кездеседі.
Бір негізді аминоқышқылдардың гомологтік қатарын аминоқұмырсқа қышқылынан бастағанымыз жөн. Дегенмен бұл қышқыл қышқылдығымен қоса көмір қышқылының амиді болып табылады.
Сірке қышқылынан бір аминоқышқылын тудыруға болады. Пропион қышқылынан – екі:

-аминопропион қышқылы -аминопропион қышқылы
Май қышқылынан - үшеу.
CH3 –CH2 -CH (NH2) -COOHH3C – CH(NH2) –CH2 –COOH
NH2 - CH2 – CH2 –CH2 - COOH
Алынуы.Аминоқышқылдардың алыну жолы өте көп. Біздер олардың ең маңыздыларына тоқталып кетеміз.
Галоген алмасқан қышқылдардан амиакпен әрекеттестіру арқылы алу:

Әдісті 19-ғасырдың соңында Фишер ашқан. Бұл реакциядағы ең басты қиыншылық аминоқышқылдан хлорлы аммонийді бөліп алу. Соңғы уақытта аминоқышқылдарды тазалау үшін жоғары молекулалы ионалмастырғыш шайырлар қолданылады.
2) Альдегидтерге аммиакпен және көгерткіш қышқылмен әрекет ету.


Зелинский бұл әдісті елеулі түрде оңайлатты. Карбонилді қосылыстарға көгерткіш қышқылмен және аммиакпен сатылап әрекет жасаудың орнына Зелинский цианды калий мен хлорлы аммонийдің қоспасын қолдануды ұсынды.

3)-қанықпаған қышқылдарына аммиакты қосу:

Қосылу Морковников ережесіне қарсы жүреді.
4) Нитроқышқылдарды тотықсыздандыру арқылы алу. Бұл әдіс ароматты аминоқышқылдарды алғанда қолданылады.
Айталық

Физикалық қасиеттері. Аминоқышқылдар - түссіз кристалды заттар, балқу температуралары жоғары, суда жақсы ериді.
Бір негізді аминоқышқылдардың судағы ерітінділерінің реакциясы бейтарап десе де болады, олардың молекуласында карбоксил және амин тобы болғандықтан олар ішкі тұздар немесе полиамфолитті заттар болып табылады.
Н2
Қышқылдық ортада олар өзін катион тәрізді көрсетеді, өйткені карбоксил тобының диссоциалануын анион тәрізді.
Изоэлектрлік нүктеде аминоқышқылдардың ерітінділері электр тоғын өткізбейді.
Химиялық қасиеттері.Басқа да аралас функциялы қосылыстардағыдай, аминоқышқылдар қышқылдардың және аминдердің қасиеттерін көрсетеді. Дегенмен де көптеген реакцияларда функциялық екі топтың бір-біріне жасайтын әсері де байқалады.
1. Аминоқышқылдар негіздерімен немесе қышқылдармен әрекеттесіп тұздар түзеді.


2. Карбоксил тобы бойынша жүретін реакциялар:
немесе

3. Амин тобы бойынша жүретін реакциялар


Басқа да аралас функциялы қосылыстар сияқты оларды қыздыру әртүрлі қосылыстар түзуге мәжбүр етеді. Ең бастысы қышқылдарды бірі-бірінен ажыратуға болады.
1) -аминоқышқылдары дикетопиперазиндер түзеді.

2) -аминоқышқылдар аммиактан оңай айрылып қанықпаған қышқылдарға айналады

-аминомай қышқылы кротон қышқылы
3) Ал -аминоқышқылдарды қыздырғанда ішкі амидтер лактамдар түзіледі.

-аминомай қышқылы -аминомай қышқылының
лактамы
Полипептидтер. Аминоқышқылдардың бірнеше молекулаларынан құрылған қосылыстарды пептидтер деп атайды.
пептидті байланыс
дипептид (глицилглицин )
трипептид
Белоктардың құрылыстары полипептидтерден де күрделі. Дегенмен де белок молекуласының фрагменттерін полипептидтік буындар деп қарастыруымыз қажет.
Полипептидтер синтезі әр түрлі әдістермен орындалады. Ол әдістердің ең қарапайым түрлерін 20 ғасырдың басында Э. Фишер мен Энгелгард ұсынған.
Мысалы, аминоқышқылдардың хлорангидридтерінің тұздарымен аминоқышқылдардың әрекеттесуі

дипепид

трипептид
Осы әдістермен құрамында аминоқышқылдардың 18 қалдықтары (және одан да көп) бар полипепидтер алынады. Аминоқышқылдардың 18 қалдықтарынан құралған полипептидінің молекулалық салмағы 1213 жеке белоктарға жақын. Ондай полипептид коллоид ерітінділерін түзеді.
21.Химиялық процестердің негізгі реакторлары. Адиабаттық реакторлар, Олардың жұмыс істеу принципі және конструкциялық ерекшеліктері.
21.Бензолды алкилдеу процесінің технологиялық сызбанұсқасы және жағдайлары.
Технологическая схема производства. На рис. 74 изображена технологическая схема производства этил- или изопропилбензола алкилированием бензола газообразным олефином в присутствии А1С13.
Свежий бензол вместе с бензолом, возвращенным со стадии разделения, поступает в колонну 3, предназначенную для осушки бензола азеотропной ректификацией. Низкокипящая азео- тропная смесь бензола с водой конденсируется в конденсаторе 4 и разделяется в сепараторе 5 на два слоя. Воду с растворенным в ней бензолом отводят (ее можно использовать для промывки реакционной массы), а бензольный слой стекает на • верхнюю тарелку колонны 3, создавая орошение. Осушенный бензол из куба колонны 3 в теплообменнике 2 подогревает бензол идущий на осушку, и попадает в сборник 8, откуда насосом непрерывно закачивается в алкилатор 9.
Каталитический комплекс готовят в аппарате 6 с мешалкой и рубашкой для обогрева паром. В него загружают полиалкилбензолы (ПАБ) или смесь бензола и полиалкилбензола (примерно в отношении 1:1) и хлорид алюминия (1 моль на 2,5— 3,0 моль ароматических углеводородов), после чего при нагревании и перемешивании подают хлорпроизводное. Приготовленный комплекс периодически вводят в алкилатор.
Реакция проводится в описанной ранее непрерывно действующей колонне-алкилаторе 9 с горячим сепаратором 12 для отделения каталитического комплекса и обратным конденсатором 10 для возвращения испарившегося бензола и отвода тепла. Олефин поступает в низ колонны, предварительно проходя расходомер. Бензол из емкости 8 поступает в низ алкилатора, как и конденсат из конденсатора 10.
Газы, отходящие после конденсатора 10, содержат значительное количество паров легколетучего бензола (особенно при использовании разбавленных фракций олефинов). Для улавливания бензола эти газы направляют в абсорбер 13, который орошается полиалкилбензолами, выделенными из реакционной массы на стадии разделения. Собирающийся в нижней части абсорбера раствор бензола в полиалкилбензолах поступает в реакционный аппарат 9 для переалкилирования. Газы после абсорбера 13 промывают водой в скруббере 14 для удаления НС1 и выводят в атмосферу или используют в качестве топочного газа.
Углеводородный слой, отбираемый после сепаратора 12, состоит из бензола, моно- и полиалкилбензолов. В нем присутствуют также в небольшом количестве другие гомологи бензола, получившиеся за счет примесей олефинов в исходной фракции или путем частичной деструкции алкильной группы под действием А1С13. При синтезе этил- и изопропилбензолов реакционная масса содержит 45—55 % бензола, 35—40 % моно- алкилбензола, 8—12% диалкилбензола и до 3% более высокоалкилированных соединений, побочных продуктов и смол. Вся эта смесь проходит водяной холодильник 15 и дополнительно отстаивается в холодном сепараторе /б, откуда каталитический комплекс периодически возвращают в алкилатор. Алкилат направляют после этого на очистку от растворенного хлорида водорода и хлорида алюминия . С этой целью смесь промывают в системе противоточных колонн 17 и 18 вначале водой, а затем водной щелочью. Нейтрализованная смесь углеводородов (алкилат) поступает на ректификацию.
Продукты реакции разделяют в нескольких непрерывно действующих ректификационных колоннах (на рисунке не показаны). В первой отгоняют бензол и воду, растворившуюся в углеводородах на стадии промывки. В следующей колонне в вакууме отгоняют фракцию, содержащую главным образом целевой продукт, но с примесью ближайших гомологов бензола. Ее подвергают затем дополнительной ректификации с выделением технического этил- или изопропилбензолов. Кубовая жидкость второй колонны содержит полиалкилбензолы с примесью продуктов осмоления, которые образуются под действием А1СЬ. Полиалкилбензолы отгоняют в вакууме от смол и используют для абсорбции бензола из отходящих газов и приготовления каталитического комплекса. Через эти промежуточные операции полиалкилбензолы снова возвращают в аппарат 9, где их подвергают деал- килированию. Выход целевого продукта с учетом всех потерь достигает 94—95 % при расходе 5—10 кг А1С13 на 1 т моноалкилбензола.
Рассмотренная технология алкилирования имеет ряд недостатков и в последнее время непрерывно совершенствуется. Так, образование большого объема сточных вод можно устранить, разлагая кислотный алкилат небольшим количеством воды; при этом получается концентрированный раствор гексагидрата А1С13, находящий разнообразное применение. Предлагалось проводить неодинаковые по скорости процессы алкилирования бензола и переалкилирования полиалкилбензолов в разных аппаратах, что снижает количество рециркулята и энергетические затраты и позволяет работать при меньшем избытке бензола по отношению к олефину.
Один из вариантов усовершенствованного процесса алкилирования состоит в применении небольшого количества каталитического комплекса, растворяющегося в алкилате (гомогенное алкилирование). В этом случае, ввиду отсутствия больших масс катализатора, проводят реакцию при 160—200 °С и соответствующем давлении, необходимом для поддержания смеси в жидком состоянии. В алкилатор 1 (рис. 75) подают этилен, бензол и небольшое количество каталитического комплекса, снимая выделяющееся тепло кипящим водным конденсатом и генерируя технологический пар (при обычной технологии это тепло не утилизируется). Полученный алкилат поступает в пе- реалкилатор 2У куда подают полиалкилбензолы (ПАБ) со стадии разделения; они дают с бензолом дополнительное количество целевого продукта. Алкилат из аппарата 2 дросселируют до атмосферного давления, причем выделяющуюся энергию полезно утилизируют для испарения части бензола, который конденсируют и возвращают на алкилирование. Жидкий алкилат из сепаратора 3 охлаждают и направляют на нейтрализацию и последующее разделение. По этой технологий уже работают несколько установок большой единичной мощности.
21.Поливинилхлорид өндірісінің процесін технологиялық жабдықтау мен қондырғылары. ПВХ негізіндегі пластмассалар
Поливинилхлорид ( ПВХ) винил хлорид полимері :
~CH2-CH~
|
Cl
ПВХ пероксидті және азоқосылысты инициаторлар қатысында винилхлоридтің радикалды полимерленуі арқылы алынады. Өндірісте полимерленуді негізінен суспензиядан сонымен қатар массада және имульцияда иске асырады.
Маркалық құрамы ПВХ алу әдісімен сонымен қатар полимердің орташа молекулалық массасын шамасымен анықталады. Ол полимер ертіндісін салыстырмалы тұтқырлығымен есептелетін Фикентчер Кф константосамен сипатталады .
Өндірістік маркаларда Фикентчер Кф константасы 50-80 аралығында өзгереді, ал полимерлер дәрижесі n сызықты түрде 450 -1750-ге дейін өседі :
n≈40 ( Кф-40)
Суспензияда полимерленумен алынған ПВХ маркалы ПВХ –С әріпті белгілемеге ие. Эмульсияда ПВХ –Е , массада ПВХ- М. Әріптерден кейінгі бастапқы екі цифрлы Кф минимал мөлшерін көрсетеді. Цифрадан кейнгі әріптер ПВХ мүмкін қолдану жерін көрсетеді. Мысалы М әрпі жұмсақ беймдар үшін арналған ПВХ , Ж қатты бұйымдар үшін П – пластар үшін. ПВХ – С 70М- бұл К ≥70 болатын жұмсақ бұйымдарда жасау үшін арналған суспензиялы ПВХ .
ПВХ өте үлкен молекулы – масса таралумен сипатталады. Полимердің әр түрлі фракцияларынынң бірдей маркалануы маркаларының полимерлену дәрижесі бірнеше 10 есе рет өзгереді . Макро молекулалардың тармақталуы негізгі тізбектін мың атом көмір тегіне 2-5 құрайды және ол полимердің алыну әдісіне тәуелді. ПВХ – тығыздығы 1380 – 1400 кг/ м³ және шынылау температурасы 70-80 ºС болатын аморфты полимер. Бұл жоғары молекулалы аралық әрекеттестігі бар полярлы полимер. Қыздарған кезде хлорлы көмірсутегтерде, кетондарда, циклогексанонда, тетрогидрофуранда ериді: майға, суға төзімді, қышқылмен негіздер әрекетіне тұрақты. Көптеген өнер кәсіпте шығарылатын пластификаторлармен жақсы қабысады. пластификаторлардың мөлшері жоғары болсада, жарым – жарты кристалданудың нәтижесенді бұйымдар формасы сақталады.
ПВХ атомосфераға тұрақты өзімен- өзі сөнетін полимер, бірақ жанған кезде экологиялық зиянды диоксиндер бөледі.
150-170 ºС температураларға дейін қыздырылғанда тұтқыр аққыштық күйеге өткенде ПВХ хлорсутек және қос байланыс түзілүімен ыдырай бастайды. Бұл диструкциянын бастапқы сатыларына әкеледі. Бөлінген хлор сутегі ыдырау процессін тездетеді, бұның нәтижесінде термотұрақтандырусыз ПВХ кәдімгі әдңстермен өңдеуге болмайды .
ПВХ ны тұрақтандыру ерекшелігі болып , антиоксиданттар және жарық тұрақтандырушылармен қатар, композициясына 3 % хлор сутегтін акцепторлы мен нитролизаторын косу боп табылады. Тұрақтандырушы жүйелерді дұрыс таңдау ПВХ диструкция температурасын 180-200 ºС ге дейін көтеруге мүмкіндік береді .
Практикада ПВХ винипласттары, пластикаттары және плостизольдары кең қоладнылады.
Винипласттар - бұл тұрақтандырушы қоспалармен майланушы заттары бар ПВХ негізіндегі қатты материал . Жапырақтар , құбырлар және үлбірлер түрінде шығарылады . Винипласт жоғары берікті қасиеттеріне ие, сонымен қатар жоғары химиялық және төзімді, карозияға қарсы материал боп табылады. Май және бензотұрақты машина құрлысында кең қолданылады. Бұл жамбайтын төмен жиілікті электро эзоляциялық материл боп табылады. Оның диэлекторлық қасиеттері температура мен қоршаған ортаның ылғалдығына аз тәуледі . Улы еместігі виниплаттың бұйымдарын тамақ өнер кәсібінде және медицина қолдануқа мүкіндік береді. Кейбір бұйымдары мөлдір және олар жарық техникасында қолданылады.
Винипласттың кемшілігіне суыққа төмен төзімділігі және жылуға тұрақтылығы жатады. Қатты ПВХ өңдеуін балқыманың жоғары тұрақтылығы және төмен термотұрақтылығы қиындатады. Бірақ компоненттермен режим нен дұрыс таңдалуында,оны каландырлеумен, экструзиямен, кысыммен кұюмен және сығу мен өңдеуге болады. Винипласттар жақсы пісіріледі және желімделеді.
Пластикаттар – тұрақтандырылған және пластифицирленген ПВХ негізіндегі жұмсақ материалдар.
Қолдану арнасына байланысты пластикаттардың құрамында пластификаторлардың әр алуан түрлері мен түрлі мөлшер болады. Көбінесе фтолаттар, себацианаттар, трикезил фосфаттар және басқа жоғары қайнаушы сұйықтармен олардың қоспалары негізіндегі пластификаторлар қолданылады. Пластификатор майлағыштардың жалпы мөлшері 50% жетуі мүмкін. Пластификатордың енгізілуі ПВХ балқымасының тұрақтылығын төмендетіп, оның иілгіштігін, суыққа төзімділігін жақсартуға әкеледі .
Пластификаторда еңгізудін нәтижесінде элкторлық қасиеттері бір шама төмендейді , бірақ соған қарамастан бұл материалдар үлкен көлемде электро эзоляциялық жабындар жасауда қолданылады.
Пластификатордың үлкен мөлшерде еңгізілуі материалдың беріктік және жылуға тұрақтылық қасиеттерін төмендетеді. Бұлар термопласттармен бүкіл өңдеу әдістермен жақсы өңделеді, желденеді және пісіріледі.
Пластизольдар – пластификаторлардағы ПВХ ( эмульциялық ) дисперциялары. Пластификаторлар ( Диалкильфтолаттар, адипин, себацин, фосфор қышқылының күрделі эфирлер ) мөлшері 30 -80 % .
Қалыпты температурада ПВХ бөлшектері плстификаторларда білеуленбейді . Бұл пластизольдардың тұрақты болуына әкеледі. 40 ºС жоғары қыздырғанда, білеулену процессінің үдетілуі нәтижесінде плстизольдар жоғары тұтқыр массға өзгереді , бұларды 100 ºС жоғары температурада қыздырып суытқаннан кейін иілгіш материалдарға айналады.
Пластизольдар жасанды тері, клиенка жасауда қолданылады. формаға құю арқылы медициналық бұйымдарды аяқкиімді ойыншықтарды т.б даярлайды. Кобіктенген ПВХ пластизольдары кең қолданыстапты .
24-билет
22.Ароматтық көмірсутектер. Бензолдың гомологтық қатары. Изомерлері мен номенклатурасы. Алыну тәсілдері, физикалық және химиялық қасиеттері.
Гомологтық қатары:
Бензол – C6H6
Толуол C6H5 – CH3
Ксилол C6H4 – (CH3)2
Этилбензол C6H4 – C2H5
ИЮПАК номенклатура бойынша барлық қосылыстар, атомдар не атомдар тобы (орынбасарлар) бензолдың сутек атомдарының орнын басушы ретінде қарастырылады және әрбір орынбасардың орны цифрмен көрсетіледі.

Екі орынбасар болса, цифрлар орнына қосымша белгі қолдануға болады, 1,2-орто (о-), 1,3-мета (м-), 1,4-пара (п-):

Ароматты көмірсутектерді жалпы аталуы – арендер, радикалдардың жалпы аты – арилдер (Ar). Ең көп таралған арилдер:
C6H5 – фенил Ar – , Ph –
CH3 – C6H4 –толил (о-; м-;п-)
C6H4 –фенилен (о-; м-;п-)
C6H5 – CH2 – бензил Ar – CH2
C6H5 – CH – бензилиден: Ar – CH
Алынуы:










22.Химиялық процестердің негізгі реакторлары. Құбырлы реакторлар. Олардың құрылысынң негізгі конструкциялық элементтері.
22.Олефиндердің тура гидратациясы, этанол өндірісі.
Прямая гидратация олефинов. Отмеченные выше недостатки сернокислотного способа привели к разработке методов прямой гидратации олефинов, состоящей в непосредственном присоединении воды по двойной связи в присутствии кислотных катализаторов. Их преимущества состоят в одностадийности процесса, отсутствии расхода серной кислоты или установок по ее регенерации, более высоком выходе спирта («95%), меньшей коррозии аппаратуры.
Наиболее распространенным катализатором для этого процесса является фосфорная кислота на твердом носителе (широкопористый силикагель, алюмосиликат). Выбор параметров процесса наряду с отмеченными ранее факторами обусловлен экономическими соображениями, особенно снижением энергетических затратна получение пара и рециркуляцию непревра- щенных веществ. Температура противоположным образом влияет на равновесие и на скорость; кроме того, ее повышение ведет к усиленной полимеризации олефина и уносу фосфорной кислоты с носителя. Поэтому гидратацию этилена ведут при 260—300°С, когда для поддержания нужной концентрации Ы3РО4 в поверхностной пленке катализатора требуется высокое парциальное давление водяного пара (2,5—3,0 МПа). Чтобы повысить степень конверсии водяного пара, получить не слишком разбавленный спирт и этим снизить расход энергии, работают при некотором избытке этилена [(1,4—1,6) :1]. Это предопределяет выбор общего давления 7—8 МПа, когда равновесная степень конверсии этилена равна 8—10%- Однако фактическую степень конверсии поддерживают на уровне 4 %, что позволяет работать при достаточно высоких объемной скорости (2000 ч-1) и удельной производительности катализатора по спирту [180— 220 кг/(м3-ч)], получая после конденсации 15%-й этанол.
Разбавление олефина инертными примесями неблагоприятно сказывается на равновесии и скорости реакции. Поэтому, в отличие, от сернокислотной гидратации, исходный олефин должен быть достаточно концентрированным (97—99%)- При 'его рециркуляции инертные примеси постепенно накапливаются, причем предельно допустимой считается 85%-я концентрация олефина в рециркулирующем газе. Для ее поддержания необходимо отдувать часть рециркулирующего газа.
Реакция проводится в аппарате непрерывного действия, который называют гидрататором. Он представляет собой полую стальную колонну диаметром 1,5 и высотой 10 м. Во избежание коррозии под действием фосфорной кислоты выкладывают корпус и днище листами красной меди. Катализатор насыпают в реактор высоким слоем на опорный перфорированный конус. Смесь олефина и паров воды, предварительно нагретая до температуры реакции, поступает сверху, проходит слой катализатора и выводится из нижней части гидрататора. Ввиду малой степени конверсии и небольшой теплоты реакции не нужно иметь в аппарате специальные устройства для охлаждения.
В процессе гидратации происходит постепенный унос фосфорной кислоты с поверхности носителя, и через 400—500 ч катализатор теряет активность. Для удлинения этого срока рекомендовано в процессе синтеза подпитывать катализатор фосфорной кислотой. Однако и в этом случае катализатор со временем требуется заменять, так как на его поверхности появляются смолистые отложения, а носитель становится чрезмерно хрупким. Свежий катализатор готовят пропиткой носителя 60—65 %-й фосфорной кислотой с последующей сушкой при 100°С. Он содержит 35 % свободной фосфорной кислоты.
Производство этанола. Из-за малой степени конверсии реагентов и высоких температуры и давления при прямой гидратации этилена важнейшее значение имеют вопросы рециркуляции веществ и экономии энергии. Существующие схемы процессов заметно различаются, в особенности происхождением водяного пара, требуемого для синтеза, и степенью очистки целевого продукта. Водяной пар соответствующих параметров нередко берут со стороны (как принято в СССР) или получают на этой же установке в трубчатой печи. В последнем случае можно организовать водооборот технологической воды. Схема такого процесса изображена на рис. 62.
Свежий и рециркулирующий этилен сжимают до 8 МПа в компрессоре 1 и циркуляционном компрессоре 2, смешивают с рециркулирующим водным конденсатом и нагревают в теплообменнике 4 горячими реакционными газами. Затем смесь дополнительно нагревают до 280—330 °С в трубчатой печи 3 и подают в реактор 5. Реакционные газы содержат пары фосфорной кислоты, и их прежде всего нейтрализуют, впрыскивая водный раствор ЫаОН. Образующиеся фосфаты отделяют в солеотделителе 6. Тепло газов утилизируют в теплообменнике 4 и после дополнительного охлаждения в водяном холодильнике 7 разделяют жидкую и газовую фазы в сепараторе 8высокого давления.
Газы еще содержат пары спирта, которые улавливают водой в абсорбере 9. Освобожденный от спирта газ рециркулируют с помощью компрессора 2, но часть его сбрасывают в линию топливного газа, чтобы избежать чрезмерного накопления инертных примесей. Водный конденсат после сепаратора 8 и жидкость из абсорбера 9 дросселируют и в сепараторе 10 низкого давления отделяют от растворенных газов, которые используют как топливо. Из сепаратора 10 вытекает 15 %-й водный раствор этанола, содержащий диэтиловый эфир, ацетальдегид и низкомолекулярные полимеры этилена. Этот раствор подвергают ректификации в колоннах 11 и 12. В первой отгоняют наиболее летучие диэтиловый эфир и ацетальдегид, а во второй — этанол (в виде азеотропной смеси, содержащей 95 % спирта и 5 % воды), причем обогрев осуществляют острым паром. В кубе колонны 12 остается вода, которую очищают на ионообменной установке 13 от солей и возвращают на смешение с этиленом и гидратацию, организуя замкнутый водооборот технологической воды.
22.Стиролдың сополимерлері. Акрилонитрилдің, бутадиеннің және стиролдың үшкомпонентті сополимерлері.
23-билет
23.Бензолды ядросындағы орынбасу ережелері. I және II текті орынбасарлар.
Бірінші текті бағыттаушылардың бензол сақинасының, әсіресе орта және пара-орындарда, электрон тығыздығын арттырады да жаңа орынбасарларды орта- және пара-орындарға бағыттайды, бұл орындарға электрофильдің келуі жеңлдейді.
Екінші текті бағыттаушылар бензол сақинасынан электрондарды өзіне тартады, әсіресе орто- және пара- орындарда электрон тығыздығы азаяды. Сондықтан бұл орындарда электрофильдікорын басу реакциясының жүруі қиындайды да, жаңа орынбасарларды мета- орынға бағыииайды.
Бірінші текті орынбасарлар: −OH; −NH2; −NHR; ─NR2; −OR; −NHCOR; −AlK; −Ar; −галоген.
Екінші текті орынбасарлар: −CN; ─COOH; ─CHO; ─COR; ─NO2; ─NR3; ─SO3H; ─SO2OR.
23.Полимерлеу процестерге арналған реакциялық аппараттар. Араластырғышы бар реакциялық қазандар. Олардың негізгі бөлшектері.
23.Алкилдеу процесінің сипаттамалары. Алкилдеуші агенттер және катализаторлар.
Классификация реакций алкилирования. Наиболее рациональная классификация процессов алкилирования основана на типе вновь образующейся связи.
А л к и л и р ов а н и е по атому углерода (С-алкилиро-вание) состоит в замещении на алкильную группу атома водорода, находящегося при атоме углерода. К этому замещению способны парафины, но наиболее характерно алкилирование для ароматических соединений (реакция Фриделя—Крафтса):
CnH2n+2+ СmН2m→ Сn+mН2(n+m+1), АrН+RС1 → АгR + НСl
Алкилирование по атомам кислорода и серы(О- и 5-алкилирование) представляет собой реакцию, в результате которой алкильная группа связывается с атомом кислорода или серы:
АгОН + RСl+NаОН → АгОН + NаС1 + Н20,
NаSН + RС1 →RSН +NаСl
Нетрудно видеть, что в данном случае под слишком общее определение алкилирования подпадают и такие процессы, как гидролиз хлорпроизводных или гидратация олефинов, и это показывает, что алкилированием следует называть только такие реакции введения алкильной группы, которые не имеют других, более существенных и определяющих классификационных признаков.
Алкилирование по атому азота (Ы-алкилирование)состоит в замещении атомов водорода в аммиаке или в аминах на алкильные группы. Это — важнейший из методов синтеза аминов:
RОН + NH3 → RNН2 + Н20.
Как и в случае реакций гидролиза и гидратации, Ы-алкилиро- вание нередко классифицируют как аммонолиз (или ами- нолиз) органических соединений.
Алкилирование по атомам других элементов (51-, РЪ-, А1-алкилирование) представляет собой важнейший путь получения элемент- и металлорганических соединений, когда алкильная группа непосредственно связывается с гетеро- атомом:
2RС1 + Si→ R2SiС12,
4С2Н5С1 + 4РbNa → Рb(С2Н5)4 + 4NаС1+ ЗРb,
3С3Н6 + А1 + 1,5Н2 → А1(С3Н7)3.
Другая классификация реакций алкилирования основана на различиях в строении алкильной группы, вводимой в органическое или неорганическое соединение. Она может быть насыщенной алифатической (например, этильной и изопропильной) или циклической. В последнем случае реакцию иногда называют ц и кл о а л к и л и р о в а н и е м:

При введении фенильной или вообще арильной группы образуется непосредственная связь с углеродным атомом ароматического ядра (арилирование):
С2Н5С1 + NН3 → С6Н5NН2 + НС1.
В алкильную группу может входить ароматическое ядро или двойная связь, и, если последняя достаточно удалена от реакционного центра, реакция мало отличается от обычных процессов алкилирования:
СН2=СН—СН2С1 + RNН2 → RNНСН2—СН=СН2 + НС1.
Однако введение винильной группы (в и н и л и р о в а н и е) занимает особое место и осуществляется главным образом при помощи ацетилена:
RОН + СН≡СН +HO- → RОСН=СН2,
СН3—СООН + СН=СН +Zn2+→ СН3—СОО—СН=СН2.
Наконец, алкильные группы могут содержать различные заместители, например атомы хлора, гидрокси-, карбокси-, сульфокислотные группы:
С6Н50Na + С1СН2—СООNа→С6НбО-СН2—СООNа + NaС1,
RОН + НОСН2—СН2SO2ONа → НОСН2—СН2SO2ONа + Н20.
Важнейшей из реакций введения замещенных алкильных групп является процесс р-о к с и а л к и л и р о в а н и я (в частном случае оксиэтилирование), охватывающий широкий круг реакций оксидов олефинов:

Алкилирующие агенты и катализаторы. Все алкилирующие агенты по типу связи, разрывающейся в них при алкилирова- нии, целесообразно разделить на следующие группы:
1) ненасыщенные соединения (олефины и ацетилен), у которых происходит разрыв я-электронной связи между атомами углерода;
2) хлорпроизводные с достаточно подвижным атомом хлора, способным замещаться под влиянием различных агентов;
3) спирты, простые и сложные эфиры, в частности оксиды олефинов, у которых при алкилировании разрывается углерод- кислородная связь.
Олефины (этилен, пропилен, бутены и высшие) имеют первостепенное значение в качестве алкилирующих агентов. Ввиду дешевизны ими стараются пользоваться во всех случаях, где это возможно. Главное применение они нашли для С-алкилирования парафинов и ароматических соединений. Они неприменимы для N-алкилирования и не всегда эффективны при S- и О-алкилировании и синтезе металлорганических соединений.
Алкилирование олефинами в большинстве случаев протекает по ионному механизму через промежуточное образование карбо- катионов и катализируется протонными и апротонными кислотами. Реакционная способность олефинов при реакциях такого типа определяется их склонностью к образованию карбокатионов:
RСН=СН2 + Н+→ RС˙Н—СН3.
Это означает, что удлинение и разветвление цепи углеродных атомов в олефине значительно повышает его способность к ал- килированию:
СН2=СН2< СН3—СН=СН2< СНз—СН2—СН=СН2< (СН3)2С=СН2.
В ряде случаев .алкилирование олефинами протекает под влиянием инициаторов радикально-цепных реакций, освещения или высокой температуры. Здесь промежуточными активными частицами являются свободные радикалы. Реакционная способность разных олефинов при таких реакциях значительно сближается.
Хлорпроизводные являются алкилирующими агентами наиболее широкого диапазона действия. Они пригодны для С-, О-, S- и N-алкилнрования и для синтеза большинства элементо- и металлорганических соединений. Применение хлорпроизводных рационально для тех процессов, в которых их невозможно заменить олефинами или когда хлорпроизводные дешевле и доступнее олефинов.
Алкилирующее действие хлорпроизводных проявляется в трех различных типах взаимодействий: в электрофильных реакциях, при нуклеофильном замещении и в свободно-радикальных процессах. Механизм электрофильного замещения характерен главным образом для алкилирования по атому углерода, но, в отличие от олефинов, реакции катализируются только апро- тонными кислотами (хлориды алюминия, железа). В предельном случае процесс идет с промежуточным образованием карбокатиона
RС1 + А1С13 → ← Rδ+ → С1 → А1δ-С13←→ R+ + А1С1-
в связи с чем реакционная способность алкилхлоридов зависит от поляризации связи С—С1 или от стабильности карбокатионов и повышается при удлинении и разветвлении алкильной группы: СНз—СН2С1 < (СН3)2СНС1 < (СН»)8СС1.
При другом типе реакций, характерном для алкилирования по атомам кислорода, серы и азота, процесс состоит в нуклеофильном замещении атома хлора. Механизм аналогичен гидролизу хлорпроизводных, причем реакция, как правило, протекает в отсутствие катализаторов:
RС1 +NН3 → RN+H3+ Сl- ←→RNH2 + НС1.
Реакционная способность хлорпроизводных изменяется в данных процессах таким же образом, как при гидролизе, а именно:
АгСН2С1 > СН2=СН— СН2С1 > А1кС1 >АгС1,
пере-А1кС1 > втор-А1кС1 >трет-А1кС1.
Целый ряд процессов алкилирования хлорпроизводными протекает по свободно-радикальному механизму. Это особенно характерно для синтезов элементо- и металлорганических соединений, когда свободные радикалы образуются за счет взаимодействия с металлами:
4РbNа + 4С2Н5С1 → 4Рb + 4NаС1 + 4С2Н5˙ → 4NаС1+Рb(С2Н5)4 + ЗРb.
Спирты и простые эфиры способны к реакциям С-, О-, N- и S-алкилнрования. К простым эфирам можно отнести и оксиды олефинов, являющиеся внутренними эфирами гликолей, причем из всех простых эфиров только оксиды олефинов практически используют в качестве алкилирующих агентов. Спирты применяют для О- и N-алкилирования в тех случаях, когда и дешевле и доступнее хлорпроизводных. Для разрыва их алки кислородной связи требуются катализаторы кислотного типа:
R—ОН + Н+←→R—О˙Н2 → R++Н20.
23.Поликонденсация реакциясының жалпы ерекшеліктері. Поликонденсация процесінің сипаттамасы.
22-билет
24.Ароматты көмірсутектердің галоген- және сульфотуындылары. Алыну тәсілдері, химиялық қасиеттері және қолданылуы.
Ароматтық галогентуындыларды екі топқа бөледі:
Сақинада галоген атомы бар қосылытар;

Галоген атомы бүйір тізбекте орналасқан галогентуындылар:

Галогентуындылардың алынуы:



Химиялық қасиеттері:




Қолданылуы:
Бензол туындыларының ішінде ең маңыздысы хлорлы бензил, ол бензил спиртін алуға қолданылады.
Катализатордың рөлі галогеннің молекуласын полюстендіріп электрофильді шабуылдайды. FeCl3 қатысуымен хлорлау механизмі төмендегідей болады:


Сульфоқышқылдар:




Алынуы:

Хмиялық қасиеттері:
Сульфотобының реакциялары:
Тұздар түзу:

Сульфохлорлау:



Сульфотобын алмастыру:
Гидролиз:


Слтілік балқыту реакциялары:


Этерефикация:

24.Жылуалмастырғыш аппаратары. Қатаң бекітілген қапталған құбырлы жылуалмастырғыш. Оның негізгі болшектері жұмыс істеу принциптері.
Конструктивная особенность этих теплообменников заключается в том, что пучок труб, собранный в двух трубных решетках, вместе с ними жестко закреплен в корпусе теплообменника. Это обеспечивает простоту конструкции и малый вес ее на единицу площади теплообмена по сравнению с другими теплообменниками.
Однако основной недостаток теплообменников жесткой конструкции— плохая восприимчивость к температурным напряжениям —ограничивает их применение.
На рис. У1-3 приведена конструкция кожухотрубчатого теплообменника жесткой конструкции с поверхностью нагрева 180 м2.
Теплообменник одноходовой по корпусу; для интенсификации теплообмена устанавливают несколько трубных перегородок, регулирующих поток жидкости или газа. Эти же перегородки придают пучку труб большую устойчивость, обеспечивая прямолинейность теплообменных труб, что очень важно для эксплуатации. По числу ходов в теплообменных трубках эти теплообменникимогутбыть одно-, двух-, четырех- и многоходовыми. Число труб по ходам обычно одинаковое.
24.Винилдеу процесінің сипаттамасы, ацетиленнен және сірке қышқылынан винилацетат алу.
Винилирование, т. е. введение винильной группы в различные соединения, может достигаться косвенными и прямым методами. Последний состоит в прямом взаимодействии веществ с ацетиленом, которое можно разделить на две группы: 1) винилирование, катализируемое солями переходных металлов (прежде всего, 2п и Си), и 2) винилирование, катализируемое щелочами.
Винилирование, катализируемое солями переходных металлов!
Эта группа процессов винилирования родственна рассмотренным ранее гидратации и гидрохлорированию ацетилена с получением соответственно ацетальдегида и винилхлорида. Таким путем в промышленности производят винилацетат, винилацетилен и крилонитрил:
СН≡СН + СН3СООН → СН2=СНОСОСН3,
2СН≡СН → СН2=СН— С≡СН,
СН≡СН + НСN →СН2=СНСN.
Однако, как и при синтезе ацетальдегида и винилхлорида, появились другие, более экономичные пути получения соответствующих веществ из олефинов вместо дорогостоящего ацетилена, и методы винилирования постепенно теряют свое значение.
Синтез винилацетата. Винилацетат СН2=СНОСОСН3 представляет собой жидкость (т. кип. 72 °С), дающую с воздухом взрывоопасные смеси. Он является одним из важнейших мономеров и дает при полимеризации поливинилацетат:

Этот полимер обладает высокими адгезионными свойствами и применяется для изготовления клеев и лаков. Путем гидролиза из поливинилацетата получают поливиниловый спирт [—СН2—СН(ОН)—]n, используемый в качестве эмульгатора и загустителя водных растворов. Из частично гидролизованного поливинилацетата изготовляют поливинилацетатные пленки и заменители кожи. Широко применяют также сополимеры винилацетата с винилхлоридом и другими мономерами.
Получение винилацетата методом винилирования состоит во взаимодействии ацетилена с уксусной кислотой. В качестве катализатора используют ацетат цинка, нанесенный на активный уголь. Гетерогенно-каталитическое взаимодействие ацетилена с уксусной кислотой проводят в газовой фазе при 170— 220 °С. Механизм реакции состоит в хемосорбции ацетилена с образованием я-комплекса с ионом цинка, внутрикомплексной атаке активированной молекулы ацетилена ацетатионом и заключительном взаимодействии с уксусной кислотой:

Винилацетат способен к дальнейшему присоединению уксусной кислоты с образованием этилидендиацетата, вследствие чего возникает система последовательно-параллельных реакций:
СН≡СН + НОАс → СН2=СНОАc+ НОАс → СН3-СН(ОАc)2.
Первая стадия протекает значительно быстрее второй, но все же, чтобы подавить образование этилидендиацетата, необходим избыток ацетилена по отношению к уксусной кислоте. Другими побочными продуктами являются ацетальдегид, образующийся за счет гидролиза ацетилена водой, в небольшом количестве находящейся в реакционной массе, и ацетон, получаемый за счет кетонизации кислоты:
2СН3—СООН → СН3—СО—СН3 + С02 +Н20.
Кроме того, небольшое количество веществ полимеризуется, образуя смолистые соединения. Во избежание чрезмерного развития побочных реакций и для повышения производительности реактора полезно поддерживать сравнительно невысокую степень конверсии уксусной кислоты (~60%). В этих условиях выход винилацетата достигает 95—98 °/о по уксусной кислоте и 92—95 % по ацетилену.
При промышленном синтезе винилацетата используют мольное отношение ацетилена к уксусной кислоте от 3,5: 1 до 5:1. Катализатор готовят пропиткой активного угля ацетатом цинка с последующей сушкой. Свежий катализатор содержит 30 % ацетата цинка и обладает высокой активностью уже при 170— 180°С. При работе он постепенно дезактивируется из-за отложений полимера и смол, что требует постепенного повышения температуры до 210—220 °С.
Синтез проводят при атмосферном давлении в трубчатом реакторе, охлаждаемом кипящим водным конденсатом; при этом генерируется технологический пар, используемый на других стадиях производства. Предложены и реакторы с псевдо- ожиженным слоем катализатора.
Упрощенная схема этого процесса представлена на рис, 85. Парогазовую смесь исходных веществ подогревают в теплообменнике 1 горячими реакционными газами и подают в реактор 2. Выходящая из него смесь последовательно охлаждается в теплообменнике 1 и системе водяных и рассольных холодильников 3, где конденсируются все жидкие вещества. Непрореагировав- ший ацетилен возвращают на приготовление исходной смеси, а жидкость направляютна разделение в систему ректификационных колонн 5, где отгоняются легкая фракция, винилаце- тат, уксусная кислота (возвращаемая на синтез) и этилиденди- ацетат. Тяжелый остаток идет на сжигание.
В настоящее время этот метод вытесняется синтезом винилацетата путем окислительного сочетания этилена с уксусной кислотой (глава 6).
24.Фенол-альдегидті полимерлер. Новолакты және резолды олигомерлер мен полимерлердің түзілу механизмі.
Фенол-альдегидті полимерлерді фенолдардың түрлі альдегидтермен поликонденсациясы арқылы алады.
Фенол мен альдегидтің қатынасы және катализатор түріне байланысты екі типті полимерлер түзіледі: термопластиқалық (новолакты шайырлар) және термореактивті (резольді шайырлар). Сонымен қатар, фенол-альдегидті полимерлердің қасиеттері фенол мен альдегидтің табиғатына және поликонденсациялану режиміне байланысты.
Фенол-альдегидті полимерлерді алу үшін қолданылатын шикізат фенол мен формальдегид, сирек кезде басқа фенолдарды: крезол, ксиленол, резорцин; альдегидтерден фурфурол қолданыс тапты.
Фенол-альдегидті полимерлер негізінде келесі материалдар шығарылады (фтороп ласттар):
престелген массалар (престелген ұнтақ, асборезольды пресс материалдар, арнайы ұнтактар және т.б.); қатпарлы пластиктер (текстолит, стеклотекстолит, гетинакс, декоративті пластик және т.б.); пенопласттар; фаолиттер; сылайтын заттар (арзамит және т.б.), желілер жәнет герметиктер
Новолакты полимерлерді қышқыл катализаторлары (тұз, күкірт, қымыздық және т.б. қышқылдары) қатысында фенолдың артық мөлшерінің формальдегидпен поликонденсациялануы арқылы алады. Қышқыл катализаторлары қатысында фенол мен формальдегидтің 7:6 қатынасында төмендегідей құрылысты сызықты полимер алынады:

Резолды фенол-формальдегидті полимерлер. Резолды полимерлер негіздік катализаторлардың қатысында (күйдіргіш натрий мен калий, аммиакты су) фенол мен альдегидтің артық мөлшерінде (6:7) конденсациялаумен алынады. Сонымен қатар, қыздырғанда немесе суықта резиттерге ауысуға қабілеті бар тармақталған полимерлер (резолдар) түзіледі.
Өнеркәсіпте резолды шайырлар қатты және тұтқырлы өнімдер, спиртті және сулы ерітінділер, сонымен қатар сулы эмусльсиялар түрінде шығарылады.
Резолды шайырлар өндірісінің технологиялық процестері оларды алу барысында қатаю процестерінің өту мүмкіндігімен күрделенеді. Практикада резолды шайырларды периодты және үздіксіз әдімстермен алады. әр түрлі маркалы резолды шайырлардың алыну әдістері шамамен бірдей және тек шыққан компоненттер құрамы мен поликонденсациялану режимімен ерекшеленеді.
21-билет
25.Фенолдар мен ароматты спирттер. Изомериясы және номенклатурасы. Алыну тәсілдері, физикалық және химиялық қасиеттері.
Фенолдарфенолдарды тривиальды номенклатура бойынша, мысалы, C6H5OH фенол, CH3−C6H4OH крезол немесе жүйелік номенклатура бойынша көмірсутек атына –ол қосымшасын қосып айтады:

Фенол және оның метилді гомологтары о-, м- және п- крезолдар көп мөлшерде тас көмір шайырында болады.
Алынуы:




Физикалық қасиеттері:
Фенолдар мен нафтолдар суда нашар еритін кристалдызаттар.
Өзіне тән иісі ерекше болады.фенолдар улы заттар, теріге тисе, күйдіреді. Оларды су буымен айдау арқылы тазартуға болады.
Химиялық қасиеттері:
Қышқылдық қасиеті:


Фенолят түзуі:

Ацилдеу реакциясы:

Нитрлеу:
-60960184150


Сульфирлеу:


Галогендеу:


Реакция бұл сатыда тоқтап қалмай, бром суының артық мөлшерімен әрі қарай жүріп хинонды күйге көшеді.

Диссоциациялану константасы:
Диссоциациялану константасы Кдис=1,7*10-10тең. Акцепторлық топтарды енгізу фенолдардың қышқылдық қасиетін жоғарылатып, оларды минералды қышқылдарға жақындатады.
Кталитикалық гидрлеу:

Электрофильді орынбау:

Фенол – түссіз, кристалды, ерекше өткір иісті, улы зат. Фенол теріні күйдіреді. Судағы ерітіндісін медицинада антисептик ретінде қолданылады.
Фенол – химия өнеркәсібінің ең маңызды өнімдерінің бірі, ол көп мөлшерде фенолформальдегид шайырларын, дәрі-дәрмектік қосылыстар, қопарғыш заттар, бояғыштар, хош иісті заттар алу үшін қолданылады.
25.Полимерлеу процестеріндегі «идеалды ығыстыру» аппараттары. Колонна түрдегі және құбырлы реакторлардың конструкциялық ерекшеліктері.
25.Сульфирлеу процесінің сипаттамасы. Ароматты қосылыстарды сульфирлеу процесінің технологиясы мен талаптары, химизмі.
Эта реакция являлась одной из первых среди промышленно реализованных методов органического синтеза. Таким путем до сих пор получают фенолы ((3-нафтол, резорцин, крезолы и даже небольшую часть фенола), для чего соли сульфокислот подвергают щелочному плавлению:

Сульфокислоты являются также промежуточными веществами при синтезе некоторых красителей; их применяют как дубители и катализаторы (толуолсульфокислота, контакты Петрова и Твитчела). Сульфированием сшитых полимеров и сополимеров (особенно стирола с дивинилбензолом) получают наиболее распространенный тип ионообменных смол (сульфокатиониты), используемых для извлечения катионов редких металлов, для обессоливания, в качестве катализаторов и т. д. Однако в наиболее крупных масштабах процесс сульфирования применяют для производства ПАВ типа алкиларенсульфонатовRАгSO2ONа.
Химия и теоретические основы реакции. Для сульфирования ароматических соединений применяют главным образом серную кислоту, олеум и 503.
Сульфирование серной кислотой является обратимой реакцией
АrН + Н2S04 → АrS020H + Н20,
протекающей с выделением значительного количества тепла, в том числе за счет разбавления кислоты образующейся водой. Вследствие этого тепловой эффект зависит от исходной концентрации кислоты и составляет « 146 кДж/моль. Равновесие реакции при обычных условиях сдвинутд вправо, но при повышенной температуре и одновременной отгонке углеводорода иногда проводят обратный процесс, используемый для разделения изомерных алкилбензолов.
Сульфирование относится к типичным реакциям электро- фильного замещения в ароматическое ядро. Реакция тормозится водой, находившейся в исходной кислоте и образующейся при сульфировании, причем скорость реакции часто описывается уравнением:
r=k[АrН]/[Н20]n.
Считается, что агентом, непосредственно атакующим ароматическое ядро, является ион S020Н:
2Н2S04←← НS04- + Н3S04+ → НSO4- +S+020Н + Н20,

Образование побочных веществ при сульфировании серной кислотой незначительно и в основном определяется се окисляющим действием.
Влияние заместителей при сульфировании аналогично другим реакциям электрофильного замещения в ароматическое ядро, причем для сульфирования характерна средняя селективность в отношении ориентации сульфогруппьг и относительной реакционной способности. Так, толуол сульфируется в 5 раз быстрее бензола, причем получается 75 % пара-, 20 %орто- и 5 % мета-толуолсульфокислот. Электроотрицательная сульфо- группа значительно дезактивирует ароматическое ядро, вследствие чего не удается ввести вторую сульфогруппу при действии серной кислотой. В отношении состава изомеров сульфирование имеет некоторые особенности, зависящие от обратимости реакций. При «мягких» условиях состав изомеров определяется относительной реакционной способностью различных положений ядра, при нагревании или при большой продолжительности реакции он зависит от термодинамической стабильности изомеров. Так, нафталин в первом случае дает главным образом 1-суль- фокислоту, а во втором 2-изомер.
Ввиду обратимости сульфирования серной кислотой и сильного снижения активности кислоты при ее разбавлении образующейся водой реакция обычно прекращается по достижении определенной концентрации кислоты. Это явление характеризуют величиной я сульфирования. Она численно равна той концентрации 503 в отработанной кислоте, при которой сульфирование больше не идет (я сульфирования для бензола 64, для нафталина 56, для нитробензола 82). Зная л сульфирования и концентрацию 503 в исходной кислоте (а), рассчитывают количество кислоты, необходимое для сульфирования 1 моль ароматического соединения, по формуле
x = 80 (100 —π)/(а —π),
где80 — молекулярная масса S03. Приведенная формула показывает, что для снижения расхода Н2504 и уменьшения количества отработанной кислоты нужно использовать возможно более концентрированную серную кислоту. Так, при сульфировании бензола (π = 64) купоросным маслом (а =75) минимальное количество купоросного масла составляет 262г, а для реакции с 100%-й серной кислотой (а = 81,7) только 162 г. При этом получается соответственно 182 и 82 г отработанной кислоты.
Ввиду невысокой активности серной кислоты как сульфирующего агента обычно проводят процесс при повышенной температуре (80—100°С и более). Реакционная масса состоит из двух фаз, причем сама химическая реакция протекает в кислотной фазе и уже при небольшом перемешивании лимитируется скоростью химического превращения без существенного влияния диффузионных факторов.
Сульфирование олеумом и S03. Реакции ароматических соединений с олеумом протекают в две стадии. Первая состоит в превращении избыточного триоксида серы:
АrН + Н2S04∙S03→ АrS02ОН + Н2S04.
Эта реакция необратима и высокоэкзотермична, причем ее тепловой эффект зависит от концентрации олеума, составляя 180 кДж/моль для 20 %-го олеума. Во второй стадии в сульфировании начинает принимать участие серная кислота (закономерности ее взаимодействия с ароматическими соединениями рассмотрены выше).
Сульфирование свободным триоксидом серы
АrН+SО3 —АrS020Н
также протекает необратимо и относится к одной из самыхэкзотермических реакций органического синтеза (—А//298 =217 кДж/моль).
Механизм первой стадии сульфирования ароматических углеводородов олеумом и их реакций со свободным 503 состоит в электрофильной атаке углеводорода молекулой 503 через промежуточные π и σ-комплексы:

Реакция имеет первый порядок по АгН и 503 и протекает практически моментально. Вследствие этого при гетерофазном процессе скорость зависит от диффузионных факторов и в значительной степени от интенсивности перемешивания и отвода большого количества выделяющегося тепла.
При использовании олеума и 503, в отличие от сульфирования серной кислотой, протекает значительное число побочных реакций. Высокая активность этих агентов делает возможным вступление в ароматическое ядро второй сульфогруппы по типичной схеме последовательных превращений:
СбН6+ S03→ С6Н5S020Н +S03→м-С6Н4(S020Н)2.
Это используют при целевом синтезе ж-бензолдисульфокислоты и из нее резорцина, когда первую стадию ведут с помощью Н2304, а вторую под действием олеума.
При сульфировании олеумом и 503 образуется некоторое количество сульфонов:
2АrН + 2SО3→ АrS02Аr + Н2S04.
Эта реакция особенно заметна при сульфировании бензола, но для алкилбензолов она наблюдается в незначительной степени.
Другая побочная реакция состоит в образовании ангидридов сульфокислот, выход которых растет при избытке S03:
2АrS020Н+ S03→ (АrS02)20 + Н2S04.
При действии небольшого количества воды можно превратить ангидриды в целевые сульфокислоты.
Описанные побочные реакции, а также окислительные превращения и деструкцию алкильных групп под действием 503 ограничивают оптимальным соотношением реагентов, способом их смешения и главным образом температурой, которая при сульфировании олеумом и З03 обычно изменяется от —10 до 40—60 °С.
Технология процесса. При сульфировании ароматических соединений одной из основных проблем является более полное использование сульфирующего агента с устранением его отходов в виде разбавленной кислоты или солей. Наличие последних в сульфомассе, кроме того, усложняет технологию, требуя отделения целевого продукта.
При сульфировании серной кислотой эта проблема наиболее просто решается для достаточно летучих ароматических углеводородов, когда образующуюся воду можно отгонять в виде азеотропной смеси с непревращенным углеводородом. Этот метод, получивший название сульфирования «в парах», особенно широко применяется для сульфирования бензола и толуола. Он рекомендуется и для сульфирования высококипя- щих соединений, но с введением третьего агента, с которым вода уходит в виде азеотропной смеси. Иногда вода удаляется и без такого агента — если процесс ведут при достаточно высокой температуре или в вакууме.
Сульфирование серной кислотой «в парах» обычно проводится при более высокой температуре (160—180°С), необходимой для эффективного удаления воды. Этот процесс можно осуществить периодическим или непрерывным методом. Схема реакционного узла для непрерывного сульфирования бензола «в парах» приведена на рис. 93.
Свежий и оборотный бензол испаряют и перегревают в аппарате 5 и подают в реактор 1 через барботер. Серная кислота (в виде купоросного масла с 90—93 %-й Н2SО4) непрерывно поступает в тот же реактор. Он не имеет ни поверхностей теплообмена, ни мешалки (их функции выполняют барботирующие через реакционную массу пары бензола, подаваемые в 4—6-кратном избытке). Жидкость из реактора 1 перетекает в реактор 2, в низ которого также поступают пары бензола, движущиеся противотоком к жидкости, Колонна имеет колпачковые тарелки, на которых в слое реакционной массы происходит сульфирование. Состав сульфомассы при движении ее сверху вниз изменяется: она все более обогащается бензолсульфокис- лотой и обедняется серной кислотой. Из куба реактора 2 суль- фомасса направляется на дальнейшую переработку. Пары бензола из аппаратов 1 и 2 вместе с захваченными ими парами воды конденсируются в холодильнике-конденсаторе 3, а конденсат разделяется в сепараторе 4 на водный и бензольный слой. Бензольный слой после предварительной нейтрализации (на схеме не показана) возвращают в процесс.
Другой способ более полного использования S03 состоит в применении олеума для сульфирования ароматических соединений. Олеум имеет высокое начальное содержание 503, и, согласно формуле на стр. 316, его расход на сульфирование и образование отхода Н2304 на единицу количества продукта ниже, чем при использовании серной кислоты.
Сульфирование олеумом нередко проводят периодическим способом, постепенно добавляя к олеуму при перемешивании и охлаждении ароматический углеводород, но завершая реакцию при повышенной температуре. Непрерывный процесс сульфирования олеумом при синтезе ПАВ (рис. 94) осуществляют в каскаде из 3—4 реакторов с мешалками (на схеме изображены только два). В первом реакторе, снабженном выносным рассольным холодильником 2, ведут первую, наиболее экзотермич- ную, стадию почти полного исчерпания избыточного З03, причем олеум и охлажденную реакционную массу смешивают на всасывающей линии насоса 3. Остальные реакторы работаютпри охлаждении водой, но при постепенно повышающейся температуре, чтобы полнее использовать серную кислоту.
Вопрос экономии сульфирующего агента наиболее радикально решается при использовании S03. Существуют два варианта сульфирования ароматических соединений 503. Первый применим для малолетучих веществ и заключается в сульфировании парамиSО3, разбавленными воздухом. По условиям реакции и типу реакторов (см. рис. 91, б, в и г) процесс аналогичен сульфированию спиртов и олефинов этим же агентом. Второй вариант состоит в проведении реакции в жидком диоксиде серы, в котором растворимы как S03, так и ароматический углеводород. При температуре кипения жидкого диоксида серы, равной —10 °С, процесс протекает в мягких гомогенных условиях, причем тепло реакции снимают за счет испарения SО2; этим обеспечивается отсутствие перегревов и снижается роль побочных реакций. При таком способе сульфирования применяют такой же реактор, как для сульфатирования спиртов хлор- сульфоновой кислотой (см. рис. 91,а).
25.Новолакты фенол-формальдегидті шайыр өндірісі процесінің кескіні (үздіксіз әдіс).
Новолакты шайырларды алудың үздіксіз әдісі идеалды араласу аппараттарында жүзеге асырылады (бірнеше кезектес байланыстырылған аппараттар немесе үш-, төрт- секциялы колонна).
Новолакты шайырларды үздіксіз істейтін колонналарда алудың технологиялық процесі келесідегідей болады (20 сурет): балқыған фенол мен формалин 1 және 2 қоймалардан жылуалмастырғыштар 3 арқылы реакциялық колоннасына 4 беріледі. Колоннаның әр секциясына дозаторлар арқылы үздіксіз тұз қышқылы жіберіледі.
Әр секцияға қайтымды тоңазытқыш 6 байланыстырылған. Реакциялық қоспа су буымен қыздырылады. Шайыр эмульсиясы реакциялық колоннадан 150°С температурада келтірілетін вакуум-кептіргіш колоннаға барады. Кептіргіш колоннаның булар тура тоңазытқышта 7 конденсирленеді де, конденсат жинақтауышқа 8 ағады. Шайырдың кептірілуі қаптама құбырлы (құбыр диаметрі шамамен 20 см) жылуалмастырғыш типті горизонтальды вакуум-кептіргіштерде жүзеге асырылады. Шайырды жоғары температурада жылуалмастырғыштық көп қозғалушы аппараттарда кептірудің әдісі ең перспективтісі болып саналады. Дайын шайыр не ленталы транспортерға құйылады, не аппаратқа 9 қосымша кептіру мен термоөңдеуге жіберіледі. Шайыр үстіңгі сулар тоңазытқыш арқылы айдалып, жинақтауышта 11 жиналады да, фенолсыздандыру бөліміне жіберіледі. Дайын шайыр барабанда 12 суытылады.
Новолакты полимерлердің қасиеттері. Фенол-формальдегидті новолакты полимерлер әр түрлі маркаларда шығарылады. Бұл қоңырдан қара қоңырға дейінгі түсті, қатты термопластикалық өнімдер. Тығыздығы 1,2 г/см3, балқу температурасы 100-120º С. Ұзақ сақтау мен 200º С дейін қыздыруда новолактар қатайып кетпейді. Балқымайтын техникалық өнімдерді алу үшін новолакты шайырларға 10-15% уротропин қосады. Шайырдың жұмсару температурасы. 68770584455
Орташа молекулалық салмағы мен қатаю жылдамдығы фенол:формальдегид қатынасына ғана емес, сонымен қатар конденсацияның ұзақтығы мен термиялық өңдеуге байланысты. Формальдегид құрамының (100г фенолға 28- төмен), конденсация ұзақтығының және термоөңдеу температурасының жоғарылауы жұмсару температурасы мен шайырдың молекулалық массасының өсуіне әкеледі. Новолакты шайырлар спиртте және ацетонда жақсы ериді.
Фенол-ксиленді шайырлар төмен температурада балқиды, жоғары аққыштыққа және толтырғышты ең жақсы сіңірту қабілетіне ие.
Фенол-крезолфурфуролды шайырлар төмен тұтқырлыққа және жоғары иілгіштікке ие, фенол-формальгидті шайырларға қарағанда толтырғышты жақсы сіңіртеді.
20-билет
26.Ароматты нитроқосылыстар. Изомериясы және номенклатурасы. Алыну тәсілдері, физикалық және химиялық қасиеттері.
Аталуы:

Нитроқосылыстардың қарапайым өкілі нитробензол.
Нитробензолды 30-400C нитрлеуші реагент қатысында нитрлеп алады. Нитрлеуші агент ретінде концентрлі азот қышқылының (60-100%) концентрлі азот қышқылындағы ерітіндісі қолданылады. Мұндай ерітіндіде азот қышқылы өзін негіз ретінде көрсетеді.


Нитробензолды нитрлегенде, екінші нитротоп мета қалыпқа енеді. Бұл реакция 90-1000C өтеді:

Үшінші нитротоптыбензол сақинасына енгізу үшін 130-1500C температура және күштірек агенттер керек:

Физикалық қасиеттері:
Мононитроқосылыстар – сұйық және қатты, сары
түсті, суда ерімейтін ащы миндаль иісті заттар.
Полинитроқосылыстар сары түсті, олардың кебіреулері – күшті иісті заттар. Полинитроқосылыстар – жарылғыш заттар.бензол сақинасында нитротоп бар қосылыстар – бейтарап, қышқылдар мен сілтілерде ерімейтін заттар.
Химиялық қасиеттері:
Нуклнофильдік орынбасу:

Нитроқосылыстарға окситотар енгізу:

Тотықсыздану:

26.Жылуалмастырғыш аппаратары. Негізгі органикалық синтездегі тоңазытқыштар мен конденсаторлар. Олардың негізгі конструкциялық элементтері.
Конденсаторы предназначены для конденсации паров нефтепродуктов, следовательно, в процессе теплообмена физическое состояние одного из потоков (парового) претерпевает изменение: пар превращается в конденсат. Поэтому условия передачи тепла (температура потока, коэффициент теплопередачи) резко изменяются вдоль поверхности теплообмена.
Отличают следующие характерные участки теплообмена: охлаждение перегретых паров до температуры начала конденсации, собственно конденсацию и охлаждение конденсата. Первый участок характеризуется большим перепадом температур и малым коэффициентом теплопередачи, второй участок — незначительным перепадом температур и максимальным коэффициентом теплопередачи. На третьем участке условия работы такие же, как при обычном теплообмене между двумя жидкими средами.
Погружные конденсаторы и холодильники отличаются простотой 'конструкции, надежностью в эксплуатации, однако по экономичности и эффективности работы уступают другим аппаратам.
Они представляют собой (рис. У1-24) трубные змеевики, погруженные в металлический (или железобетонный) прямоугольный ящик, в который непрерывно поступает охлаждающая вода. По трубным змеевикам проходит конденсируемая или охлаждаемая среда. Для конденсаторов змеевики подключают несколькими параллельными потоками посредством коллектора, для холодильников все трубы собирают в один или два непрерывных змеевика, в зависимости от количества охлаждаемого потока.
Прямоугольные ящики изготовляют из стали марок Ст. О и Ст. 3. Их устанавливают плоским днищем на фундамент (специально подготовленное песчаное основание) или на металлоконструкцию. К вертикальным стенкам ящика приварены стойки из швеллеров или двутавров, верхние концы которых стягиваются стальными прутьями — тягами.
Охлаждающая вода по трубе, погруженной в ящик у одной из его поперечных стенок, подается к самому днищу и распределяется коллектором. С противоположной стороны она сливается через карман, которым по всей ширине снабжен ящик. Уровень воды в ящике регулируют сливной пластиной, прикрепленной к его борту болтами. Компоновка ящика должна быть такой, чтобы при работе уровень воды был выше поверхности самой верхней трубы на 50 мм и ниже верхнего края ящика на 200 мм с учетом возможности слива воды через края при волнениях.
Трубные змеевики погружных конденсаторов и холодильников изготовляют чугунными (при температуре охлаждаемой среды до250 °С и давлении до 1 МН/м2) и стальными (при более высоких рабочих параметрах).
Чугунные змеевики состоят из литых труб длиной 3 м и диаметром 0,08 м или 0,1 м и двойников. На концах труб имеются квадратные фланцы, которыми они взаимно стыкуются, либо трубы соединяются одна с другой посредством двойников (при переходе из одного ряда в другой). Квадратные фланцы одновременно служат опорами для труб. Нижний ряд труб укладывают на деревянных брусьях для равномерного распределения нагрузок.
Стальные змеевики изготовляют разборными (в этом случае применяют приварные квадратные фланцы и гнутые двойники) или неразборными — сварными.
В процессе эксплуатации ящик и наружные поверхности трубного змеевика периодически очищают от грязи промывкой сильной струей воды или механическим способом.
Большой компактностью отличаются секционные погружные конденсаторы-холодильники, змеевики которых собраны из отдельных секций (рис. У1-25). В каждую секцию входят 144 трубы диаметром 0,0038 м, длиной 6 м. Они ввальцованы в прямоугольные трубные решетки, закрытые крышками с внутренними перегородками, определяющими число ходов в каждой секции. Для уменьшения температурных усилий в трубах свободную от трубопроводной обвязки решетку изготовляют из двух частей (верхней и нижней).
В одном ящике обычно устанавливают 10—12 секций с поверхностью теплообмена, равной 100 м2 каждая.в практике нефтеперерабатывающих заводов, применение также оросительные конденсаторы отличающиеся весьма простой конструкцией. Они представляют собой чугунные или стальные змеевики, собранные на бетонном основании, орошаемые по всем доступным поверхностям водой. Высокая эффективность т е п л о о б м е н а при малом расходе охлаждающеиводыобъясняется тем что основная часть тепла в этихаппаратах отводнаяпри испарении воды, омывающей поверхность змеевика. Применение оросительных аппаратов ограничено главнымобразом из за интенсивной коррозии наружной поверхности труб и двойников. Особенно быстро выходят из строя стальные трубы. Кроме того, наружные поверхности змеевика покрываются толстым слоем накипи, что ухудшает теплопередачу.
26.н-Бутанды бір және екі сатылы әдіспен дегидрлеу арқылы бутадиен-1,3 өндіру. Процестің катализаторлары, температурасы және қысымы.
Дегидрирование парафинов в моноолефины. Дегидрированием парафинов получают изобутен и высшие олефины. При производстве бутадиена-1,3 и изопрена эта реакция является первой стадией двухстадийного процесса дегидрирования. Дегидрирование парафинов в моноолефины в термодинамическом отношении более благоприятно, чем дегидрирование алкиларомати- ческих углеводородов и олефинов. Поэтому при допустимой температуре (я^600°С) не требуется снижать парциальное давление, и процесс ведут без разбавителей при давлении, лишь немного превышающем атмосферное.
При дегидрировании парафинов С4 и С5 образуется смесь изомерных олефинов, например из бутана получаются бутен-1, цис- и транс-бутен-2:

Кроме того, получаются соответствующие диены, но в небольшом количестве, так как условия реакции термодинамически неблагоприятны для их образования. Побочно протекают крекинг, изомеризация и коксообразование. В отношении реакций расщепления парафины более реакционно-сиособны, чем олефины, поэтому низших углеводородов (СН4, С2Н4, СгНб и др.) образуется больше. Считается, что изомеризация в основном происходит с олефинами, причем изомерные олефины (изобутен или я-пентен) частично гидрируются. В продуктах реакции находятся поэтому и изомерные парафины (изобутан и я-пентан), образуется значительное количество кокса за счет реакций уплотнения олефинов и диенов и разложения углеводородов на углерод и водород. Схема превращений в этом процессе такова:

Катализаторы дегидрирования парафинов должны быть активными в отношении основной реакции, но по возможности не ускорять процессы крекинга, изомеризации и закоксовывания. Лучшими являются оксидные алюмохромовые катализаторы на основе А1203, содержащие 10—40% Сг203 и 2—10% оксидов щелочных металлов (Nа20, К2О, ВеО); последние служат для нейтрализации кислотных центров А1203, вызывающих крекинг и изомеризацию. Эти катализаторы очень чувствительны к влаге, поэтому исходные фракции С4 и С5 не должны содержать более 1 мг водяных паров в 1 м3.
Алюмохромовые катализаторы активны к дегидрированию «-бутана и изопентана при 500—650°С, однако повышение температуры ведет к усиленному развитию побочных реакций* имеющих более высокую энергию активации. Оптимальной считают температуру 560—590 °С при дегидрировании «н-бутана и 530—560 °С ири дегидрировании более реакционно-способного изопентана. Селективность падает при повышении степени конверсии исходного парафина (главным образом из-за замедления дегидрирования при приближении к равновесию), поэтому ее ограничивают величиной 40—45%. В указанных условиях селективность процесса по «-бутену составляет ^75% (плюс 6—7 % по бутадиену-1,3), а по изопентену ^70 % (плюс 4—5 % по изопрену). В указанных условиях алюмохромовые катализаторы все же довольно быстро закоксовызаются, и требуется периодически выжигать с них кокс при 600—650 °С воздухом.
Ввиду высокой эндотермичности процесса и работы в отсутствие разбавителя-теплоносителя вначале применяли трубчатые реакторы, обогреваемые топочными газами, чередуя периоды дегидрирования парафинов и регенерации катализатора. Затем стали широко использовать системы с псевдоожиженным микросферическим катализатором. В них скомбинированы регенеративный принцип использования тепла и непрерывная регенерация катализатора, аналогичная рассмотренной для каталитического крекинга (глава 1). Катализатор выходит из реактора дезактивированным и поступает в регенератор, где воздухом выжигают кокс. За счет экзотермичности последней реакции катализатор разогревается и снова поступает в реактор, где выполняет дополнительную роль теплоносителя, компенсирующего затраты тепла на эндотермическую реакцию дегидрирования. В реакторах с псевдоожиженным катализатором происходит значительное перемешивание реакционной смеси, а это снижает производительность и селективность. Поэтому реактор и регенератор снабжают горизонтальными тарелками провального типа, что значительно улучшает показатели процесса.
Технологический процесс дегидрирования парафинов в соответствующие олефины составляют три основные стадии: 1) дегидрирование парафина с регенерацией катализатора; 2) выделение бутан-бутеновой (или пентан-пентеновой) фракции из продуктов реакции; 3) разделение этой фракции с получением бутенов (или изопентенов). Технологическая схема дегидрирования бутана в бутен изображена на рис. 140 (она существенно не отличается от схемы дегидрирования изобутана и изопентана).
Свежий и рециркулирующий «н-бутан в жидком виде поступают в осушитель 1, заполненный адсорбентом (А120з, цеолиты), а затем в испаритель 2. Образовавшиеся пары подогреваются в трубчатой печи 3, имеющей конвективную и радиантную секции, до 540—550 °С и поступают под распределительную решетку реактора 4 на дегидрирование. В нем имеется несколько провальных тарелок, которые делят реакционный объем па секции, препятствуя смешению и струйному потоку газов. Регенерированный катализатор подают на верхнюю распределительную решетку, и, следовательно, псевдоожижениый слой катализатора и реакционные газы движутся противотоком друг к другу, что создает наиболее благоприятный режим процесса (более горячий катализатор контактирует с частично прореагировавшей смесью и, наоборот, чем достигается выравнивание скоростей реакции но всему объему). В верхней части реактора имеется «закалочный» змеевик, где реакционные газы охлаждаются «-бутаном, идущим на дегидрирование. Благодаря этому температура газов быстро снижается до 450—500 °С и предотвращается их дальнейшее разложение. В циклонах, установленных наверху реактора, из газов улавливают захваченный ими катализатор, который возвращают по трубе в слой катализатора. Тепло горячих газов, выделяющихся при дегидрировании, используют в котле-утилизаторе 9 для получения водяного пара. Затем их дополнительно охлаждают в скруббере 10 циркулирующей через холодильник 11 водой, которая улавливает катализаторную пыль, прошедшую через циклоны.
Закоксованный катализатор с низа реактора 4 стекает по специальной трубе (десорбер), в которой его отдувают от углеводородов азотом. Затем катализатор подхватывается потоком горячего транспортирующего газа (воздух + газы сгорания топлива) и при помощи этого пневмотранспорта поступает на верх регенератора 5. Последний также имеет распределительную и несколько провальных решеток, которые делят его объем на секции.
Регенерация осуществляется с псевдоожиженным слоем катализатора при противотоке газа-окислителя, поступающего под нижнюю распределительную решетку регенератора. Поскольку необходимо избегать перегревов, ведущих к дезактивированию катализатора, проводят регенерацию смесью воздуха с газами сгорания топлива, содержащей только 2—3 % (об.) кислорода. При этом оксид хрома все же частично окисляется в Сг03, и при восстановлении последнего в реакторе образуется вода, вредно влияющая на свойства катализатора. Во избежаниеэтого в десорбер регенератора подают топочный газ, восстанавливающий катализатор, и еще ниже — азот, отдувающий пары воды и газы сгорания. После этого регенерированный катализатор при 640—650 °С подхватывается транспортирующим газом и возвращается в реактор.
Газы регенерации проходят циклоны, расположенные в верхней части регенератора, и их тепло используют в котле-утилизаторе 6, где получается водяной пар. Затем в электрофильтре 7 улавливают захваченный газами катализатор и сбрасывают дымовые газы в атмосферу. Этот катализатор вновь возвращают пневмотранспортом в регенератор. Для восполнения катализатора [его расход 0,5—1 % (масс.)] имеется бункер 8, из которого свежий катализатор стекает по трубе, подхватывается транспортирующим газом и поступает в реактор дегидрирования.
Реакционные газы после скруббера 10 имеют температуру 60—70°С и следующий примерный состав [в % (масс.)]:
СН4 и Н23н~С4Н1053
С2Н6 и С2Н42Бутадиен-1,32—3
С3Н8 и С3Н63Сб и выше2
изо-С4Н102СО1
н-С4Н631-32
Их сжимают в компрессоре 12 до 1,3 МПа и охлаждают водой в холодильнике 13\ из конденсата отделяют воду в сепараторе 14. Затем газ дополнительно охлаждают в рассольном холодильнике 15. Несконденсировавшийся газ, состоящий из водорода, СО и низших углеводородов, поступает в абсорбер 16, орошаемый фракцией С5, которая улавливает захваченные газом пары С4 и частично С3. Кубовая жидкость этого абсорбера через теплообменник 17 направляется в отпарную колонну 18, в кубе которой собирается фракция С5, направляемая через теплообменник 17 и холодильник 19 на орошение абсорбера 16.
Легкий погон колонны 18, углеводородный слой из сепаратора 14 и конденсат из холодильника 15 подвергают ректификации в колоннах 20 и 21. В первой отгоняют углеводороды Сг> а во второй бутан-бутеновую фракцию от высших углеводородов.
Заключительную стадию разделения С4- или С5-фракции нельзя осуществить простой ректификацией из-за близости температур кипения компонентов смеси. Для этого используют метод экстрактивной дистилляции с водным ацетоном, фурфуролом, ацетонитрилом, N-метилпирролидоном. Особенно эффективны два последних растворителя, в присутствии которых относительная летучесть парафинов значительно выше, чем олефинов и диенов, и парафины можно отделить в виде головного погона и возвратить их на дегидрирование. Затем от растворителя отгоняют бутены и перерабатывают их совместно с фракцией С4 второй стадии дегидрирования. Принципы и схема экстрактивной дистилляции были рассмотрены в главе 1.
Изобутен получают из изобутана таким же образом. В этом случае ввиду более высокой способности к дегидрированию и более благоприятных термодинамических отношений температура реакции ниже и составляет 550—580 °С.
Одностадийное дегидрирование парафинов в диены. Описанный выше двухстадийный метод получения бутадиена-1,3, отличающийся сравнительно высоким выходом (до 65%), имеет ряд недостатков: необходимость разделения газовых смесей после каждой стадии, повышенные энергетические и капитальные затраты. По этой причине проводились интенсивные работы по созданию одностадийного процесса превращения я-бутана и изо- пентаиа в бутадиен-1,3 и изопрен, которые завершились внедрением процесса в промышленность. При одностадийном процессе протекают две обратимые последовательные стадии дегидрирования:
С4Н10—Н2←→ С4Н8 —Н2 →←С4Н6.
Равновесный состав этой системы зависит от температуры и давления. Как видно из рис. 143, при повышении температуры равновесная концентрация н-бутана резко падает, содержание я-бутенов проходит через максимум, а количество бутадиена-1,3 растет, но не столь значительно, ввиду одновременного образования водорода на обеих стадиях. Эти данные показывают, что для одностадийного процесса следует выбирать более высокую температуру, чем на первой стадии дегидрирования парафинов, и пониженное парциальное давление реагентов. Кроме того, требуется катализатор, который соответствующим образом ускорял бы обе реакции дегидрирования (например, алюмохромовый). Поскольку при работе с этим катализатором нельзя использовать водяной пар в качестве разбавителя, был разработан процесс, идущий при пониженном давлении (0,015— 0,02 МПа) и температуре 580—600°С (средняя между оптимальными для первой и второй стадии дегидрирования парафинов). Из-за применения вакуума реакторы с движущимся катализатором оказались непригодными для одностадийного процесса. Сильное отложение кокса и необходимость частой регенерации контакта обусловили использование регенеративной системы Гудри.
Реакционный узел при одностадийном процессе (рис. 144) включает ряд блоков, состоящих из 5—8 горизонтальных реакторов со стационарным слоем катализатора. Каждый реактор работает периодически, по регенеративному принципу использования тепла. В период выжигания кокса и регенерации катализатора последний разогревается до 600 °С. Затем следуют эвакуация газов сгорания при помощи вакуума (1,5—2 мин) и дегидрирование, когда тепло насадки используется для проведения эндотермического процесса и она охлаждается до минимально допустимой температуры (580°С). После этого реактор продувают перегретым водяным паром для вытеснения углеводородов (1,5—2 мин) и вновь проводят регенерацию катализатора. Чтобы охлаждение в период дегидрироваиия происходило не слишком быстро, к катализатору добавляют гранулы прокаленного глинозема, играющего роль аккумулятора тепла. ■ Но и в этом случае стадии дегидрирования и регенерации длятся всего по 5—9 мин с общей длительностью цикла работы реактора 15—20 мин. Все переключения потоков проводятся автоматически и благодаря наличию в блоке 5—8 реакторов создается непрерывный и постоянный поток исходных веществ и получаемых продуктов.
Степень конверсии исходного сырья составляет 20—30 % при селективности ^.55%. Контактный газ содержит % (масс.) бутадиена-1,3 и 25—30 % (масс.) бутенов. Из-за проведения обеих стадий дегидрирования не в оптимальных для них условиях селективность меньше, чем при двухстадийпом процессе, но это компенсируется снижением капиталовложений и энергетических затрат благодаря сокращению некоторых стадий производства.
26.Новолакты фенол-формальдегидті шайыр өндірісі процесінің кескіні (үздікті әдіс).
Өнеркәсіпте новолакты фенол-формальдегидті полимерлерді (шайырлар) периодты және үздіксіз әдістермен алады.
Периодтық (бip аппаратты) схема бойынша (20 сур) шикізат цехтық қоймалардан сыртқа тебуші сорғыштармен салмақ өлшеуіштерге 1-6 беріледі, бұлардан жалпы құбыр өткізушімен өздігімен ағу арқылы конденсациялы кептіруші аппаратқа 7 барады. Бұған салмақ өлшеуіш 10 арқылы қысым бактан 9 тұз қышқылы барады. Қымыздық қышқыл еріткіш-аппараттан 11 беріледі. Бұйымдарды сығу кезінде маулаушының ролін атқаратын олеин қышқылы балқытқышта 12 қыздырылады, содан кейін қысым сыйымдылығына 13, одан салмақ өлшеуіш арқылы 14 өздігімен ағу арқылы реакциялық аппаратқа 7 беріледі. Олеин қышқылы кептіру сатысында енгізіледі. Реакциялық аппарат көлбеулі қайтымды тоңазытқышпен 15 байланыстырылған. Поликонденсацияны 4-6 сағат бойы 98-100С температурада жүргізеді.
Төменде компоненттерді салудың нормалары келтірілген (салмақ сағ):
Фенол100
Формалин (формальдегидке санағанда)29—31
Қымыздық қышкыл0,6—1,5
Олеин қышқылы1,5—2,0
Поликонденсация процссесі аяқталғанда (оны шайырдың тұтқырлығы бойынша анықтайды) шайырдың кептірілуін бастайды. Бұл үшін тоңазытқышты 15 тура қосып, қатты көбіктенуді болдырмау үшін біртіндеп вакуум жасайды. Аппарат рубашкасына 5-8 ат қысыммен бу жібереді. Судың негізгі мөлшерінің айдалуынан кейін масса температурасы көтеріле бастайды. Кептіру процесін шайырдың тамшы түсу температурасына жеткенге дейін жүргізеді, содан кейін рубашкадағы будың қысымын азайтып, реакторға олеин қышқылын жібереді.
Процестің аяқталуын тұтқырлық, бром саны, жұмсару температурасы және фенолдың құрамы бойынша анықтайды:
50%-дық спиртті ерітіндінің тұтқырлығы, спз..........70—160
Бронирленетін заттардың құрамы, % төмен..............9
Уббелоде бойынша тамшы тусу температурасы, °С.............95—105
Фенол құрамы, % төмен 3
Құрамында шамамен 3% фенол мен 2,5% формальдегиді бар, кептіру кезінде шайырдың үстіндегі бөлінген сулар жинақтауыштан 16 фенолсыздандырылады, ал шайыр суытылатын барабан 17 бетіне құйылып, жұқа қабатта 70 °С дейін суытылады. Толық суытылуға жету үшін шайыр ауамен үрленетін транспортерге барады. Суытылғаннан кейін новолакты шайыр сынғыш бола бастайды және ұсақталады.
19-билет
27.Ароматты аминдер. Изомериясы және номенклатурасы. Алыну тәсілдері, физикалық және химиялық қасиеттері.
Жіктелуі: біріншілік, екіншілік, үщіншілік аминдер.
Жалпы формуласы: Ar−NH2



Алынуы:
Зинин реакциясы:

Толулолдан 2,4-диаминтолуол синтездеу:
HONO2+H2SO4+NO2SO4H+H2O
C6H5CH3+ NO2SO4H=
Бензолдан Бензиламин синтездеу
C6H6++NH3=C6H5NH2+N2
Ароматты аминдердің химиялық қасиеттері.
Негіздік қасиеттері:

Тұздар түзуі:

Электрофильдік орынбасу:


27.Жылуалмастырғыш аппаратары. Булы кеңістікті қыздырғыштар. Қолданылу аймақтары, негізгі конструкциялық элементтері.
Подогреватели с паровым пространством имеют широкое применение на технологических установках. В общем случае подогреватель представляет собой горизонтальный цилиндрический аппарат со сферическими днищами, в котором размещают от одного до трех пучков теплообменных труб — таких же, какие устанавливают в кожухотрубных теплообменниках со свободной компенсацией пучка. В корпус подают нефтепродукт, который нагревается паром, пропускаемым через трубные пучки.
Согласно существующим нормалям, корпуса подогревателей рассчитаны на давления 0,8, 1,6 и 2,5 МН/м2, а трубные пучки — на давления 1,6, 2,5 и 4,0 МН/м2. Корпуса изготовляют со следующими значениями внутренних диаметров: 1400, 1600, 2000, 2400 и 3000 мм. Различают подогреватели с пучком, имеющим плавающую головку (ПП), и с пучком из У-образных труб (ПУ).
Крышка плавающей головки трубного пучка подогревателя соединяется с подвижной решеткой посредством фланцевого соединения, что значительно проще, чем в теплообменниках.
В случае необходимости возможно неравномерное распределение ходов по числу труб пучка. Благодаря этому удается полнее использовать поверхность теплообмена, так как пар сначала пропускают через большее число труб, а затем образующийся в процессе теплопередачи конденсат — через меньшее число труб. Трубные пучки подогревателей обладают достаточной жесткостью за счет поперечных трубных перегородок большой толщины (до 10 мм) и распорных трубок, стягиваемых специальными стяжками посредством гаек.
На рис. У1-22 представлен подогреватель с паровым пространством, имеющий трубный пучок с плавающей головкой. Трубный пучок подогревателя смонтирован так низко, чтобы верхняя образующая пучка была ниже оси цилиндрического корпуса аппарата. Требуемый уровень жидкости внутри подогревателя устанавливается регулированием положения сливной пластины. При этом высота свободного пространства над жидкостью должна быть не менее 0,35 О (внутреннего диаметра корпуса). Такая конструкция подогревателя обеспечивает большое зеркало испарения и, следовательно, наиболее рациональную работу аппарата. Трубный пучок должен быть полностью погружен в жидкость при любом режиме работы, поэтому при регулировании сливной пластины уровень жидкости устанавливают выше пучка на 100 мм.
Жидкость, подаваемая в корпус подогревателя, после отпарки через сливную пластину проваливается в задний отсек, откуда затем откачивается насосом или сливается самотеком. Для обеспечения постоянной высоты подпора уровень жидкости в отсекеподдерживают автоматически с помощью регулятора уровня. Достаточным считается уровень до 0,5й, при котором пары не попадают в приемную линию насоса. В некоторых случаях, стремясь избежать попадания в насос твердых отложений (в частности, кокса), патрубок приемного штуцера выполняют так, чтобы он несколько выступал внутрь и был защищен колпаком.
Внутри аппарата над приемным штуцером устанавливают отбойный фартук или козырек, который гасит струю поступающей в аппарат жидкости и равномерно распределяет ее по поверхноститрубных пучков. Он также предохраняет нижние трубы пучков от эрозионного износа струей.
Подогреватели используют для нагрева жидкости в тех случаях, когда применение трубчатых печей нецелесообразно и когда необходимо иметь некоторую свободную поверхность нагреваемой жидкости для испарения из нее отдельных фракций.
Для увеличения зеркала испарения корпуса подогревателей изготовляют с эксцентрическим коническим днищем (рис. У1-23). Это позволяет опускать трубный пучок предельно низко.
Подогреватели устанавливают на фундамент на двух опорах — неподвижной и подвижной.
В качестве теплоносителя в подогревателях используют главным образом насыщенный или отработанный пар. Для полного использования тепла конденсации греющего пара на выходе конденсата устанавливают конденсационные горшки или мерные конденсатоотводные шайбы, препятствующие пролету несконден- сировавшегося пара.
27.Изобутиленді формальдегидпен конденсациялау арқылы изопрен өндіру. Конденсация процесінің температурасы, қысымы және катализаторлары.
Получение изопрена. Получаемые по реакции Принса 1,3-диоксаны и 1,3-гликоли имеют некоторое самостоятельное значение в качестве растворителей и промежуточных продуктов для синтеза пластификаторов, эмульгаторов и т. д. Но главное практическое значение эта реакция нашла для производства изопрена, технология которого была впервые разработана в Советском Союзе М. И. Фарберовым и М. С. Немцовым. В настоящее время изопрен этим путем получают и в других странах.
Первая стадия состоит в конденсации изобутена с формальдегидом в присутствии серной кислоты в качестве катализатора [1,0—1,5% (масс.) по отношению к изобутену]. Мольное отношение С4Н8: НСНО в исходной смеси составляет 0,73:1, причем в реакционной массе должен всегда находиться свободный формальдегид, чтобы препятствовать полимеризации изобутена. Последний можно применять в виде чистого изобутена или в смеси с бутанами; он может содержать я-бутены, которые менее реакционно-способны и остаются непревращенными. Формальдегид используют в виде 37%-го водного раствора (формалин), который перед входом в реактор разбавляют ре- циркулятом. Процесс проводят при 85—95 °С и 1,5—2 МПа, когда все реагенты находятся в жидком состоянии. Таким образом, реакционная масса представляет собой жидкую двухфазную систему, и интенсивность реакции во многом зависит от развития поверхности контакта фаз. Реакцию обычно доводят до степени конверсии изобутена и формальдегида 85—90 Неосновными продуктами в этих условиях являются 4,4-диме- тил-1,3-диоксан (селективность 66—68 % по изобутену и 80— 83% по формальдегиду), трет-бутанол (выход по изобутену около 15%) и 3-метилбутандиол-1,3 (5—7,5%). Кроме того, получаются изомерные ненасыщенные спирты и 5-метилдигид- ропиран-5,6, образующийся путем замыкания цикла. За счет наличия в формалине метанола последний также находится в реакционной массе и частично дает с формальдегидом метилаль (диметоксиметан):
НСНО +2СН3ОН+(Н+)→ СН2(ОСН3)2— Н2О.
Вторая стадия состоит в каталитическом гидролизе и дегидратации 4,4-диметилдиоксана-1,3 в изопрен. Одновременно
протекает побочная реакция егоразложения на изобутен и формальдегид, обратная синтезу диоксана:

В изопрен способны превращаться и другие продукты первой стадии — ненасыщенные спирты и диол, которые целесообразно направлять на дегидратацию вместе с диоксаном, чтобы повысить суммарный выход изопрена.
Для второй стадии процесса предложены разные гетерогенные катализаторы кислотного типа (фосфорная кислота на носителях, фосфаты, силикагель и др.)> причем реакцию осуществляют в газовой фазе при 250—400 °С. Для компенсации эндо- термичности реакции разбавляют диоксан перегретым водяным паром, который служит аккумулятором тепла и, кроме того, способствует повышению селективности реакции. Степень кон- Версии диоксана 1на этой стадии составляет ^90% при селективности по изопрену 83—84 % (остальное — главным образом изобутен, немного метилмасляного альдегида и других высоко- кипящих веществ).
Технология двухстадийного синтеза изопрена. Упрощенная технологическая схема получения изопрена из изобутеновой фракции и формальдегида изображена на рис. 159. Первую стадию проводят в двух трубчатых реакторах 1 и 2, охлаждаемых водой. Изобутеновая фракция и разбавленный рециркуля- том водный раствор формальдегида движутся в них противотоком: более тяжелый, водный слой опускается вниз, а легкий, углеводородный поднимается вверх, причем диспергирование жидкостей позволяет создать большую поверхность контакта фаз. Верхние и нижние части этих реакторов работают как сепараторы, в которых отделяются соответственно углеводородный и водный слои. В первый переходят почти полностью ди- оксан и ненасыщенные спирты, во втором слое остаются непре- вращенный формальдегид, часть метанола и диола.
Водный слой из нижней части реактора 2 нейтрализуют щелочью и отгоняют из еего в колонне 3 все летучие вещества, которые объединяют с углеводородным слоем. Затем в колонне 7 из кубового остатка колонны 3 и рециркулирующего формалина со второй стадии процесса отгоняют разбавленный водный раствор формальдегида, отделяя его от тяжелых остатков. Этот раствор возвращают на реакцию, добавляя к нему свежий формалин.
Углеводородный слой с верха реактора 1 и легкий погон ректификации водного слоя объединяют и обрабатывают внейтрализаторе 9 движущимся противотоком водным раствором щелочи, который после этого смешивают с водным слоем, выходящим из реактора 2, подавая на совместную переработку, описанную выше. Из промытого углеводородного слоя в колонне 10 отгоняют непревращенный изобутен, возвращая его на реакцию (при использовании фракции, содержащей бутаны и я-бутены, во избежание их накопления в рециркуляте необходима дополнительная ректификация для «укрепления» изобутена). Затем в колонне 11 из продуктов реакции отгоняют более летучие метанол и метилаль, а в колонне 12 — трет-бутанол. Диоксан (вместе с ненасыщенными спиртами) отделяют в колонне 13 от тяжелого остатка и направляют на вторую стадию процесса.
Диоксан нагревают и испаряют в теплообменнике 14 за счет тепла горячей реакционной массы, смешивают с перегретым паром и подают в реактор 15 второй стадии (адиабатического типа со стационарным слоем гетерогенного катализатора). Реакционная смесь проходит через теплообменник 14, охлаждается и конденсируется в холодильнике 16; органический слой отделяется от водного в сепараторе 17. Водный слой, содержащий формальдегид, направляют в колонну 3 для совместной переработки с водными растворами, полученными после первой стадии реакции.
Органический слой с верха сепаратора 17 подают последовательно в две ректификационные колонны. В первой (18) отгоняют образовавшийся при разложении диоксана изобутен, который возвращают на первую стадию синтеза. Затем в колонне 19 отделяют изопрен от более высококипящего остатка (непревращенный диоксан и побочные продукты). Для окончательной очистки изопрен промывают водой, осушают азеотроп- ной перегонкой и проводят заключительную ректификацию. На этих стадиях к нему во избежание полимеризации добавляют ингибитор.
Одностадийный синтез изопрена. При взаимодействии изобу- тена с формальдегидом (реакция Принса) при более высокой температуре в жидкой фазе наблюдается постепенное разложение 4,4-диметил-1,3-диоксана, ненасыщенных спиртов и диола с образованием изопрена. Это видно из рис. 160, на котором представлена зависимость выхода продуктов от времени реакциипри 160°С. На этой основе разработан одностадийный синтез изопрена в жидкой фазе при 150—160°С, «3 МПа и катализе водорастворимыми кислотами Льюиса. Кроме снижения числа аппаратов и капитальных затрат при одностадийном процессе легче решается проблема утилизации побочных продуктов, в том числе и трет-бутанола, который можно возвращать на реакцию, где он находится в равновесии с изобутеном;
(СН3)3СОН—Н2О→ ←(СН3)2С=СН2.
Предложено даже вместо изобутена использовать в качестве сырья трет-бутанол (полученный при извлечении изобутена из С4-фракции или при изобутеновом варианте эпоксидирования пропилена).
Другой вариант одностадийного синтеза изопрена состоит в гетерогенно-каталитической реакции в газовой фазе при 200— 350 °С. Сообщается о высокой селективности (до 80% по формальдегиду и 90% по изобутеиу), снижении коррозии аппаратуры и высоком качестве получаемого изопрена.
27.Полигексаметиленадипамид өндірісінің процесінің технологиялық кескіні.
18-билет
28.Гетероциклды қосылыстар. Бес- және алты мүшелі гетероциклды қосылыстар. Алынуы, химиялық қасиеттері, оргсинтезде қолданылуы.
Алты мүшелі ароматты қосылыстар. Пиррол
Формуласы:

Пирролдың туындылары маңызды биогенді қосылыстардың құрамына кіреді. Ол гемоглобиннің және хлорофилдің құрамына кіреді.
Алынуы:

Химиялық қасиеттері:





Индол, алынуы, қасиеттері.
Индол (α, β-бензпиррол) пирролдың конденсациялану туындысы жатады. Индол 520C-де балқитын түссіз кристалды зат, ол тас көмір шайырында болады.

Алынуы:



Химиялық қасиеттері:




Бесмүшелі гетероциклдер.

Х – гетероатом.

Ароматты қосылыстарға тән электрофильді орын басу реакциялары α-орындағы сутек атомын орынбасу арқылы өтеді. Фуран, тиофен, пиррол және олардың туындылары пиридинсульфотриоксидпен α-орынға сульфирленеді:

28.Мұнайхимиялық өндірістегі кристализаторлар. Олардың жұмыс істеу принципі және конструкциялық элементтері.
К теплообменникам «труба в трубе» относятся также трубчатые кристаллизаторы. Процесс теплообмена в кристаллизаторах сопровождается выделением из охлаждаемой жидкости и непрерывным удалением из теплообменника твердых осадков — целевого продукта.
На рис. У1-20 показана конструкция трубчатого кристаллизатора, получившего распространение на установках депарафини- зации масел. Он состоит из 10 секций. Размеры наружных (кожухных) труб составляют 219X8 мм, внутренних труб—168Х ХЮ мм. Кристаллы парафина выпадают на внутренней поверхности внутренней трубы. По кольцевому сечению проходит охлаждающая среда (водный раствор хлористого кальция, аммиак, пропан и т. д.).
Для непрерывного удаления выпадающего парафина во внутреннюю трубу помещают специальное скребковое устройство (рис. У1-21). Оно представляет собой полый вал, составленный из отдельных звеньев, на котором закреплены плоские скребки. Под действием пружин, размещенных в поперечных втулках, вваренных в полый вал, скребки постоянно прижаты к внутренней поверхности трубы.
Полый вал скребкового устройства вращается во вставленных в трубу подшипниках скольжения со скоростью 10—12 об/мин. Он приводится в движение от электродвигателя через редуктор посредством цепной передачи, общей для нескольких секций. В случае необходимости каждая секция может быть сконструирована с индивидуальным приводом.
В процессе эксплуатации необходимо следить за исправностью скребковой системы, чтобы не допустить в случае ее поломки закупорки внутренней трубы. Для этого конец вала (со стороны, противоположной приводу) выступает за внешнюю трубу. Если этот конец не вращается при работающем механизме, кристаллизатор останавливают и устраняют неисправность. Кристаллизатор включают в схему действия технологических установок после пуска скребкового механизма.
28.Стирол өндірісінің шикізаттары мен өнеркәсіптік әдістері.
28.Термопластарды өңдеу. Термопластар өңдеудің әдістерін жіктеу.
17-билет
29.Конденсирленген және конденсирленбеген ароматтық қосылыстар. Алынуы. Химиялық қасиеттері.
Бұл топтың ең қарапайым өкілі – нафталин. Нафталин конденсирленген бензол сақинасы түрінде белгілеуге боладв, 1, 4, 5, 8-орындарын α, ал 2, 3, 6, 7 – β деп белгілейді.

Нфталин тас көмір шайырында болады (5%-ке дейін) және оның орта май (170-2300C), ауыр май (230-2700C) фракцияларынан бөлініп алынады.

α-нитронафталинді тотықтырса, нитрофталь қышқылы пайда болады:

Α-нитронафталинді тотықсыздандыру арқылы алынған α-нафтиламинді тотықтандырса, о-фталь қышқылы пайда болады:

Алынуы:

Антрацен, антрахинон, ализарин.
Антрацен конденсирленген үш бензол сақинасынан тұратын көмірсутек қатарына жатады.

Антраценде 1,4,5,8-орындар – α 2,3,6,7-орындар – β және 9,10-γнемесе мезо деп аталады.
Алынуы:
Фридель-Крафтс реакциясы:

Вюрц-Виттиг реакциясы:

Фталь ангидриді мен бензолды конденсирлеу:

Антрацен өндірісте тас көмір шайырының 270-3400C-де қайнайтын, антрацен майы немесе жасыл май ретінде белгілі фракциясынан бөлініп алынады
Физикалық қасиеттері:
Антрацен балқу температурасы 2130C, кристалды зат. Молекуласындағы барлық үш сақина бір жазықтықта жатыр.
Химиялық қасиеттері:






Фенантрен. Құрылысы, қасиеттері.
Фенантрен антраценнің изомері және сол сияяқты тас көмір шайырларында болады. Фенантрен – түссіз кристалды зат, балқу температурасы 1010C. Формуласы төмендегідей болады:

Фенантреннді антраценмен бірге тас көмір шайырының
270-3400C қайнайтын фракцияларынана бөліп алады:
Өндірісте фенантрен Пшорра синтезі арқылы о-нитробензальдегид және фенилсірке қышқылынан алынады.

29.Қапталған құбырлы (кожухтрубчатый) жылу алмастырғыш. Құбыры U- тәрізді жылуалмастырғыш, оның жұмыс істеу принципі.
Кожухотрубчатые аппараты сU-образными теплообменными трубами применяют в тех случаях, когда трубы не загрязняются в процессе работы или когда образующуюся на их стенках грязь можно легко смыть водой либо растворить в керосине. Эти теплообменники отличаются простотой конструкции и надежностью при эксплуатации. Отсутствие в них узла плавающей головки и крышки корпуса значительно уменьшает опасность течей. Температурная компенсация свободного конца трубного пучка обеспечивается креплением к неподвижной трубной решетке обоих концов каждой трубы, согнутой в форме буквы U.
Основные конструктивные размеры этих теплообменников такие же, как и теплообменников с плавающей головкой, но общая длина их несколько меньше. При одинаковых диаметрах корпуса и труб число U-образных труб в рассматриваемых аппаратах больше, чем в теплообменниках с плавающей головкой. Нужное число ходов по трубному пространству обеспечивается перегородками в распределительной камере и соответствующей схемой сборки труб в трубной решетке.
Теплообменники сU-образными трубами можно устанавливать вертикально и горизонтально. В последнем случае смена пучка труб несколько сложнее, особенно при затаскивании его в корпус. Поэтому при диаметрах аппаратов более 800 мм пучки снабжают опорной платформой с катками, перекатывающимися по внутренней поверхности корпуса (рис. У1-14). В теплообменниках меньшего диаметра пучки по концам снабжены поперечными опорными перегородками.
Корпус аппарата должен быть снабжен спускным штуцером. Для удобства затаскивания новых пучков через штуцер в днище корпуса пропускают трос, которым зацепляют проушину тяги, прикрепленной к трубной решетке (см. рис. У1-14).
Механическая чистка теплообменников с U-образными трубами практически исключена, поэтому в процессе эксплуатации необходимо принимать все меры для предотвращения образования на стенках труб твердых нерастворимых и несмываемых осадков.
Основные достоинства всех кожухотрубчатых теплообменниrов— их компактность и малый расход металла на единицу поверхности теплообмена. Недостатком кожухотрубчатых теплообменников является их склонность к загрязнению теплообменивающихся поверхностей. С увеличением толщины отложений на поверхностях труб коэффициент теплопередачи постепенно уменьшается, и теплообмен ухудшается.
29.Этилбензолды дегидрлеу арқылы стирол өндіру. Дегидрлеу процесінің температурасы, қысымы және катализаторлары.
Дегидрирование алкилароматических соединений имеет большое промышленное значение для получения стирола и его гомологов.
Основные закономерности процесса. Как видно из ранее рассмотренных термодинамических отношений, равновесие реакций дегидрирования алкилбензолов неблагоприятно для получения арилолефинов. Поэтому при доступной температуре (600— 630 °С) для повышения равновесной степени конверсии при атмосферном давлении разбавляют углеводороды водяным паром в массовом отношении от (2,5~3):1, при получении стирола и а-метилстирола до (6-=-8): 1 при синтезе дивинилбензола.
В качестве гетерогенных катализаторов раньше применяли стирол-контакты на основе ZnО, но теперь используют только железооксидные катализаторы, содержащие 55—80 % Fе20з, 2—28% Сг203, 15—35 % К2СО3, и некоторые оксидные добавки. Считается, что К2СО3 способствует саморегенерации катализатора за счет конверсии углеродистых отложений водяным паром. Катализатор работает непрерывно в течение 1—2 месяцев, после чего его регенерируют, выжигая кокс воздухом; общий срок службы катализатора 1—2 года.
При дегидрировании алкилбензолов на этих катализаторах происходит ряд побочных реакций. Так, из этилбензола образуются бензол и толуол, причем схема превращений в этом случае такая:

При дегидрировании изопропилбензола побочно образуются этилбензол, стирол, толуол и бензол, из диэтилбензола — этилбензол, стирол, этилтолуол, метилстирол и др. По этой причине в полученном газе кроме водорода содержатся метан, этилен, этан и (за счет конверсии кокса) оксиды углерода.
Селективность дегидрирования алкилбензолов зависит от температуры, разбавления водяным паром и степени конверсии.
Технологическая схема производства стирола изображена на рис. 139. Свежий и рециркулирующий этилбензол вместе с небольшим количеством пара подают в теплообменники 3 и 4где пары нагреваются горячей реакционной смесью до 520— 530 °С. Перегретый до 700 °С водяной пар вырабатывают в трубчатой печи 1, откуда он поступает на смешение с парами этил- бепзола и затем в реактор 5.
Реакционная смесь на выходе из реактора имеет температуру 560 °С. Она отдает свое тепло вначале в теплообменниках 4 и 3 для подогрева этилбензола и затем в котле-утилизаторе 2 для получения пара низкого давления (этот пар служит для испарения и разбавления этилбензола перед теплообменником 3). Затем парогазовую смесь охлаждают в системе холодильников 6 водой и рассолом, отделяют в сепараторе 7 конденсат от газа, который поступает в линию топливного газа. После этого в сепараторе 8 конденсат разделяют на водную и органическую фазы. Последнюю, содержащую непревращенный этил- бензол, стирол и побочные продукты (бензол, толуол), называют печным маслом. Оно поступает на ректификацию, которую оформляют с учетом довольно значительной склонности стирола к термической полимеризации. Чтобы ее предотвратить, используют ингибиторы (например, гидрохинон), снижают температуру перегонки за счет применения вакуума, сокращают время пребывания стиролсодержащих жидкостей в колоннах путем применения насадок, специальных конструкций кубов и т. д. Ректификация затрудняется также близостью температур кипения этилбензола (136°С) и стирола (145°С).
Печное масло поступает в вакуум-ректификационную колонну 9, где от него отгоняют бензол, толуол и большую часть этилбензола. Этот дистиллят в колонне 10 делят на бензол-то- луольную фракцию (бентол) и этилбензол, возвращаемый на дегидрирование. Кубовую жидкость колонны 9, содержащую стирол, направляют в вакуум-ректификационную колонну 11, где отгоняют остатки этилбензола вместе с некоторой частью стирола. Эту смесь возвращают на ректификацию в колонну 9. Кубовую жидкость колонны 11 подвергают заключительной ректификации в вакуумной колонне 12. Дистиллятом является 99,8 %-й стирол, удовлетворяющий по качеству требованиям к этому мономеру. В кубе колонны остается тяжелый остаток, содержащий полимеры стирола. Из него в двух перегонных кубах (на схеме не изображены) периодически отгоняют более летучие вещества, возвращаемые на ректификацию в колонну 12.
Разрабатывается метод окислительного дегидрирования этилбензола, когда смесь водяного пара, паров этилбензола и кислорода пропускают через оксидные гетерогенные катализаторы при ^600°С. Это позволяет устранить обратимость и эндотер- мичность реакции, повысить степень конверсии этилбензола при сохранении хорошей селективности и снизить энергетические затраты. Способ аналогичен рассматриваемому ниже методу окислительного дегидрирования олефинов.
29.Қысыммен құю. Процестің негізгі заңдылықтары.
Термопластты полимерден бұйым өндіру үшін біршама ыңғайлы процесс қысыммен құю болып табылады. Осы процестегі қондырғының құны жоғарлығына қарамастан оның ең артықшылығы жоғары өнімділігі. Осы процесте балқыған термопластикалық полимердің үлестенген мөлшері қысыммен суық пресс-формаға шашырайды (впрыскивается) онда оның соңғы өнім түрінде қатуы жүреді.
Қысыммен құю үшін аппарат мына суретте 6 келтірілген. Процесс қызған горизонталды цилиндрге белгілі бір уақыт сайын бункерден компаундты пластикалық материалдың ұнтақ, түйір немесе таблетка түрінде берілуінен тұрады, сонда жұмсару болады. Гидравликалық поршень соңында орналасқан цилиндр бойымен формаға балқыған материалды итеруге қажетті қысымды қамтамасыз етеді. Цилиндрдің ыстық зонасымен полимерлік масса қозғалғандағы қондырғы "торпеда" деп аталады да ол ыстық цилиндрдің ішкі қабырғасымен пластикалық материалдың біртекті таралуына көмектеседі, солайша барлық көлем бойымен жылудың біркелкі таралуын қамтамасыз етеді. Сосын балқыған пластикалық материалды пресс-форманың ұясына құю тесігі арқылы шашыратады (впрыскивают).
Қарапайым түрде пресс-форма екі бөліктен тұратын жүйе: оның бір бөлігі қозғалатын, екіншісі — стационарлы ( 27 суретті қараңыз). Стационарлық бөлігі пресс-форманың цилиндр соңында болады, ал қозғалатыны алынып оған киіледі.
Арнаулы механикалық құрал көмегімен пресс-форма тығыз жабылады да осы кезде балқыған пластикалық материал 1500 кг/смқысыммен шашыратылады. Жабылатын механикалық құрал жоғары жұмысшы қысымды ұстап тұратындай жасалуы керек. Пресс-форманың ішкі аумағында балқыған материал біркелкі ағуы үшін ол алдын ала белгілі бір температураға дейін қызуы керек. Бұл температура пресстелетін пластикалық материалдың жұмсару температурасынан біршама төмен. Форманы балқыған полимермен толтырғаннан кейін оны циркуляцияланатын суық сумен суытады сосын дайын бұйымды алып шығуға ашады. Осы циклдің барлығы көп рет қолмен сосын автоматты режимде қайталанады.
16-билет
30.Диазо- және азоқосылыстар. Диазоттау реакциясы. Азоқосылыстар дың химиялық қасиеттері. Азотты бөле және бөлмей жүретін химиялық реакциялар.
Диазқосылыстар:
Жалпы формуласы:

Алынуы:

Азоқосылыстар:
−N=N− хромофорлы тобы бар қосылыстар.

Қазіргі техника құрамы мен түрі бойынша алуан түрлі азлқосылыстар қолданылады
Оның түсі, яғни боялған түрлерініңбір-біріне айналуы ортаның сутектік көрсеткішіне байланысты мынадай тепе-теңдікпен анқталады:

Қызыл форма
Диазотирлеу реакциясының механизмі.
Реакцияның бірінші сатысында анилин қышқылдық ортада нитрозаминге айналады:
Нитрозамин диазогидратқа қайта топтасады, ал ол қышқылдың әсерінен диазоний тұзына айналады:

Диазоқосылыстардың азотты бөле жүретін реакция.



Гаттерман-занмейер реакциясы:

А.Н. Несмеянов реакциясы:

Гомберг реакциясы:

Арилдеу реакциясы:

Диазоқосылыстардың азотты бөлмей жүретін реакциялары. Ароматтық фенолдармен және аминдермен азобірігуі.


Дифзобірігу реакциялары:


30.Қапталған құбырлы (кожухтрубчатый) жылу алмастырғыш, қолданылу аймақтары. Температуралық кернеудуді конпенсациялау әдістері. Қалтқысы (с плавающей головкой) бар жылуалмастырғыш. Олардың жұмыс істеу принципі және конструкциялық элементтері.
Общий вид кожухотрубчатого теплообменника с плавающей головкой приведен на рис. У1-9. Одна из трубных решеток теплообменника не прикреплена к корпусу, так что температурные деформации воспринимаются корпусом и трубным пучком. Благодаря этому и корпус, и трубный пучок не испытывают температурных напряжений. Теплообменники такой конструкции в нефтеперерабатывающей промышленности находят наиболее широкое применение.
Теплообменник работает следующим образом. Один из теплообменивающихся потоков поступает через штуцер в распределительную камеру, затем через часть труб пучка — в камеру, образованную подвижной трубной решеткой и ее крышкой (плавающую головку). Изменив в камере направление движения, поток проходит оставшуюся часть труб и вновь поступает в распределительную камеру. Объем камеры разделен плоской перегородкой надве (или более) части. С помощью перегородок можно создать в теплообменниках по трубному пространству 2, 4 и большее число потоков. Теплообменники называют соответственно двух-, четырех-и многопоточными.
Другой теплообменивающийся поток поступает в корпус и,омывая теплообменные трубы, покидает его. Почти все теплообменники с плавающей головкой являются одноходовыми по корпусу (межтрубному пространсту). Увеличение числа ходов по корпусу весьма сложно и ненадежно, поэтому к нему прибегают в исключительных случаях. Для удлинения пути жидкости в корпусе пучки труб снабжают поперечными перегородками из листовой стали толщиной 5 мм и более. Расстояние между перегородками принимают от 0,2 м до50.
Геометрическая форма перегородок и их взаимное расположение определяют характер движения потока по корпусу теплообменника.
Поперечные перегородки фиксируются одна по отношению к другой посредством распорных труб, прижимаемых к ним общими тягами (обычно четырьмя).
Кроме технологического назначения поперечные перегородки служат также промежуточными опорами для трубного пучка, препятствуя прогибанию его при горизонтальном расположении аппарата.
Конструкция теплообменников с плавающей головкой разъемная: трубный пучок можно извлечь из корпуса, благодаря чему становятся доступными чистка и осмотр поверхности труб и корпуса.
Конструкция, условия изготовления и поставки теплообменников предусмотрены ГОСТ. Он распространяется на кожухотруб- чатые теплообменники с плавающей головкой для нагрева и охлаждения жидких и газообразных сред при диаметре кожуха от
325до 1400 мм, условном давлении от 1,6 до 6,4 МН/м2 в трубном или межтрубном пространстве, в пределах рабочих температур от минус 30 до плюс 450 °С. В ГОСТ предусмотрены основные размеры теплообменника, поверхности теплообмена, площади проходного сечения по трубам и межтрубному пространству, материал кожуха, распределительной камеры, труб и трубных решеток, области применения в зависимости от диаметра, давления и материала, а также вес теплообменников.
Все сказанное выше относится и к кожухотрубчатым конденсаторам с плавающей головкой.
Теплообменники и конденсаторы имеют условное обозначение, по которому можно представить их конструктивные особенности. Условное обозначение представляет собой дробь, в числителе которой указаны диаметр кожуха (в мм); тип аппарата — ТП или КП (теплообменник или конденсатор); расчетное давление (в кгс/см2) и шифр группы материального оформления (Мь М2, М3, М*, Бь Б2, Бз). В знаменателе указывают наружный диаметр теплообменной трубы и через знак умножения толщину ее стенки, затем букву Г (если теплообменные трубы гладкие) или букву Н (если они имеют накатанную внешнюю поверхность), далее длину трубы (в м), затем букву К (при расположении труб по вершинам квадрата) или букву Т (при расположении по вершинам треугольника) и, наконец, число ходов по трубному пучку.
По шифру группы материального оформления из таблиц легко установить характеристику материалов всех конструктивных элементов теплообменника (корпуса, распределительной коробки, труб, трубных решеток, перегородок, шпилек и прокладок).
Кроме гладких теплообменных труб получают распространение ребристые трубы, т. е. трубы, наружные поверхности которых имеют накатку в виде ребер. Оребрение позволяет увеличить поверхность труб в 2—2,5 раза, что обеспечивает повышение эффективности теплообмена.
На рис. VI-11 показан узел сопряжения распределительной камеры с неподвижной трубной решеткой пучка. Решетка зажата шпильками между фланцами камеры и корпуса на прокладках. Чтобы при снятии распределительной камеры не повредить прокладку между неподвижной решеткой и фланцем корпуса, две из шпилек снабжают заплечиками (буртами), обеспечивающими неподвижность решетки по отношению к корпусу.
Плавающая головка теплообменника (рис. VI-12) т включающая подвижную решетку трубного пучка, днище (крышку) и крепежные детали, работают в сложных условиях: во-первых, все соединения находятся внутри корпуса и недоступны для осмотра при эксплуатации; во-вторых, крепежные детали находятся в среде одного из теплообменивающихся потоков и непосредственно воспринимают все его температурные изменения.
30.Қатты отындардың шығу тегі және олардың жалпы сипаттамасы.
30.Эластомерлер өңделуі. Техникалық каучук пен резиналы қоспалардың ингредиенттері.
Көбінше эластомерлерді көксағыздар деп атайды. Ауа шарлары, ботинка табандары, доңғалақтар, хирургиялық қолқаптар, бақша шлангтары осының бәрі элестомерлерден жасалған бұйымдардың типті мысалдары. Эластомерлердің классикалық мысалдары табиғи көксағыз.
Каучук макромолекуласы спиральды құрылысты болады, идентикалық жиілігі 0,913 нм әрі 1000 біршама жоғары изопренді қалдықтарды құрайды. Каучук макромолекуласының құрылымы оның жоғары эластикалығын қамтамасыз етеді – ол маңызды техникалық сипат. Көксағыз и содержит более изопреновых остатков. Строение макромолекулы каучука обеспечивает его высокую эластичность – наиболее важное техническое свойство. Каучук алғашқы ұзындығынан 900% дейін қайтымды созылатын қабілетке ие.
Каучуктің әртүрлілігі созымдылығы төмендеу гуттаперча, немесе балата, - бірқатар көксағыз тәрізді өсімдіктердің согы, ол Индия мен Малай аралдарында өседі. Көксағыздан ерекшелігі гуттаперча молекласы қысқа және транс-1,4- құрылымды идентикалық үздіктілігі 0,504 нм.
Табиғи көксағыздың маңызды техникалық сипаттамаларына (майға-, аязға тұрақтылығы, үйкелуге тұрақтылығы) байланысты оның біздің елдерде өспеуі жасанды көксағыз алуға итермеледі.
Қазіргі кезде жасанды эластомерлер кең қолданылады. Оларға полибутадиендер, бутадиенмен стиролдың сополимері, акрилонитрилдің бутадиенмен (нитрилді көксағыз), полиизопрен, полихлоропрен (неопрен), пропиленмен этиленнің сополимері, изопреннің изобутиленмен сополимері (бутилді көксағыз), полифторкөміртек, полиуретан және силиконды көксағыз. Жасанды көксағыз алу үшін шикізат ретінде лебедев тәсілімен этил спирті болып табылады. Енді бутанды каталитикалық дегидрлеу арқылы бутадиен алу талданды.
Әлемде өндірілетін резинаның үштен бір бөлігі жасанды көксағыздан жасалады. Көксағыз бен резина соңғы онжылдықта техникалық прогреске үлкен үлес қосты. Ең болмаса резина аяқ киімдер мен әртүрлі оқшаулаушы материалдарды еске түсірсек болғаны. Әлемдік эластомерлер өндірісінің жартысы доңғалақ жасауға жұмсалады. Покрышка дайындауға 20 кг көксағыз керек, ал үлкен машинаға 1900 кг керек. Оның аз бөлігі басқа резиналық бұйымдарға кетеді. Көксағыз біздің өмірімізді ыңғайлы етеді.

Приложенные файлы

  • docx 25110151
    Размер файла: 6 MB Загрузок: 1

Добавить комментарий