|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
SEJARAH TEKNOLOGI, TEKNOLOGI, OBJEK DI SEKITAR KITA
Proses retak. Sejarah ciptaan dan pengeluaran
Buku Panduan / Sejarah teknologi, teknologi, objek di sekeliling kita Proses retak, retak - pemprosesan suhu tinggi minyak dan pecahannya untuk mendapatkan, sebagai peraturan, produk dengan berat molekul yang lebih rendah - bahan api motor, minyak pelincir, dll., serta bahan mentah untuk industri kimia dan petrokimia. Keretakan berlaku dengan pemecahan ikatan C-C dan pembentukan radikal bebas atau carbanion. Serentak dengan pembelahan ikatan C-C, penyahhidrogenan, pengisomeran, pempolimeran dan pemeluwapan kedua-dua bahan perantaraan dan permulaan berlaku. Hasil daripada dua proses terakhir, yang dipanggil. sisa retak (pecahan dengan takat didih lebih daripada 350 °C) dan kok petroleum. Pemasangan industri pertama di dunia untuk keretakan terma berterusan minyak telah dicipta dan dipatenkan oleh jurutera V. G. Shukhov dan pembantunya S. P. Gavrilov pada tahun 1891 (paten Empayar Rusia No. 12926 bertarikh 27 November 1891). Persediaan percubaan telah dibuat. Penyelesaian saintifik dan kejuruteraan V. G. Shukhov telah diulang oleh W. Barton semasa pembinaan pemasangan perindustrian pertama di Amerika Syarikat pada 1915-1918. Loji keretakan industri domestik pertama telah dibina oleh V. G. Shukhov pada tahun 1934 di loji Keretakan Soviet di Baku.
Minyak ialah cecair berminyak dengan ciri bau pedas dan warna yang berbeza bergantung pada tempat pengekstrakan. Mengikut struktur kimianya, ia adalah campuran yang sangat kompleks dari pelbagai sebatian kimia, terutamanya bahan organik - hidrokarbon. Hidrokarbon dipanggil sedemikian kerana ia adalah sebatian kimia unsur mudah: karbon dan hidrogen. Sebagai tambahan kepada mereka, komposisi minyak termasuk sulfur, nitrogen, oksigen dan banyak kekotoran lain (termasuk air dan pasir). Walaupun fakta bahawa hidrokarbon hanya mengandungi dua unsur, bilangannya sangat besar. Ini dijelaskan oleh fakta bahawa karbon dan hidrogen boleh bergabung antara satu sama lain dalam pelbagai kombinasi dan perkadaran. Oleh itu, sifat-sifat hidrokarbon sangat berbeza, dan satu cabang besar kimia, kimia bahan organik, sedang mengkajinya. Hidrokarbon boleh menjadi cecair, gas atau pepejal. Ada yang lebih ringan daripada air dan mendidih pada suhu yang lebih rendah, manakala yang lain lebih berat dan mendidih pada suhu yang lebih tinggi. Graviti tentu atau ketumpatannya sangat berbeza (ingat bahawa graviti tentu ialah nombor yang menunjukkan berapa kali isipadu bahan lebih berat atau lebih ringan daripada isipadu air yang sama yang diambil pada 4 darjah). Sifat minyak yang paling penting dan produknya, yang menjadi asas penyulingan utama minyak, adalah keupayaannya untuk menguap. Komposisi minyak termasuk hidrokarbon sedemikian yang mula menguap walaupun pada suhu biasa. Jika minyak dibiarkan berdiri di dalam bekas terbuka tanpa dipanaskan lebih kurang lama, maka sebahagian daripadanya akan menguap, dan selebihnya akan menjadi lebih padat dan tebal. Disebabkan fakta bahawa minyak mengandungi pelbagai hidrokarbon dengan takat didih yang berbeza, minyak tidak mempunyai takat didih yang tetap, seperti air. Jika kita mula memanaskan air di dalam bekas, kita akan melihat fenomena berikut: termometer yang direndam dalam air pada mulanya akan menunjukkan peningkatan suhu yang berterusan, tetapi sebaik sahaja suhu mencapai 100 darjah, kenaikan akan berhenti. Dan seterusnya, tidak kira berapa banyak kita memanaskan kapal, suhu tidak akan meningkat sehingga semua air telah menyejat. Ini disebabkan oleh kehomogenan air, iaitu fakta bahawa air terdiri daripada molekul yang sama. Kita akan melihat gambaran yang sama sekali berbeza apabila dipanaskan dalam bekas minyak. Dalam kes ini, tidak kira berapa banyak haba yang kita bekalkan, kenaikan suhu tidak akan berhenti. Lebih-lebih lagi, pada permulaan pemanasan, hidrokarbon paling ringan dari segi graviti tentu akan menguap, daripada campuran petrol diperoleh, kemudian hidrokarbon yang lebih berat - membentuk minyak tanah, bahan api diesel dan minyak pelincir. Penyulingan utama minyak adalah berdasarkan prinsip ini.
Sebelum penciptaan keretakan pada loji minyak tanah yang besar, penyulingan dilakukan dalam pegun yang besar, di mana wap air panas lampau sentiasa dimasukkan dalam kuantiti yang banyak dan pada masa yang sama minyak dipanaskan dari relau di bawah dandang, arang batu atau gas mudah terbakar. Melalui minyak, wap dibawa sepanjang sebatian minyak yang paling ringan dengan takat didih yang rendah dan graviti tentu yang kecil. Campuran minyak tanah dan petrol dengan air ini kemudiannya dihantar ke peti sejuk dan diselesaikan. Oleh kerana produk penyulingan jauh lebih ringan daripada air, ia mudah dipisahkan daripadanya. Kemudian tumpahan berlaku. Pertama, lapisan atas dengan graviti tertentu sehingga 0,77 disalirkan - petrol, yang dihantar ke tangki berasingan. Kemudian minyak tanah dituangkan, iaitu hidrokarbon yang lebih berat dengan ketumpatan sehingga 0. Oleh itu, minyak tanah mentah yang diperolehi terbakar dengan teruk. Ia memerlukan pembersihan. Untuk melakukan ini, ia mula-mula dirawat dengan larutan asid sulfurik yang kuat (86%), dan kemudian dengan larutan soda kaustik. Hasilnya ialah minyak tanah yang ditapis - tidak berwarna sama sekali, tanpa bau pedas dan terbakar dengan api yang sekata, tanpa pembakaran dan jelaga. Komposisi minyak juga termasuk hidrokarbon berat, yang, sebelum mencapai takat didihnya, mula terurai, dan semakin banyak minyak dipanaskan, semakin kuat penguraian akan berlaku. Intipati fenomena ini ialah beberapa molekul yang lebih kecil dengan takat didih yang berbeza dan graviti tentu yang berbeza terbentuk daripada satu molekul besar hidrokarbon berat. Penguraian ini mula dipanggil cracking (dari bahasa Inggeris kepada crack - to break, split). Oleh itu, keretakan harus difahami sebagai penguraian di bawah pengaruh suhu tinggi (dan bukan sahaja suhu, penguraian boleh berlaku, contohnya, dari tekanan tinggi dan untuk beberapa sebab lain) zarah hidrokarbon kompleks dan besar kepada yang lebih mudah dan lebih kecil. Perbezaan penting antara proses keretakan dan penyulingan primer ialah semasa retak beberapa hidrokarbon mengalami perubahan kimia, manakala semasa penyulingan primer terdapat pemisahan mudah bahagian individu, atau, seperti yang mereka katakan, pecahan, minyak, bergantung pada mereka. takat didih.
Fenomena penguraian minyak telah diperhatikan lama dahulu, tetapi dalam penyulingan minyak biasa penguraian sedemikian tidak diingini, oleh itu, wap panas lampau digunakan di sini, yang menyumbang kepada penyejatan minyak tanpa penguraian. Industri penapisan minyak telah melalui beberapa peringkat dalam perkembangannya. Pada permulaan (dari 60-an abad ke-XNUMX hingga awal abad ke-XNUMX), penapisan minyak mempunyai ciri minyak tanah yang jelas, iaitu, minyak tanah adalah produk utama penapisan minyak, yang kekal sebagai sumber cahaya utama selama setengah abad. Di kilang penapisan Rusia, sebagai contoh, pecahan ringan yang terbentuk semasa penyulingan dianggap sebagai sisa: ia dibakar di dalam lubang atau dibuang ke dalam takungan. Walau bagaimanapun, pembangunan intensif pengangkutan jalan telah meletakkan aksen lain. Jika di Amerika Syarikat pada tahun 1913 terdapat 1 juta 250 ribu kereta, maka pada tahun 1917 - kira-kira 5 juta, pada tahun 1918 - 6 juta, dan pada tahun 25 - sudah 1922 juta. Petrol, yang pada abad ke-12 mendapati penggunaan yang sangat sedikit dan hampir sisa yang tidak perlu, secara beransur-ansur menjadi matlamat utama penyulingan. Dari 1900 hingga 1912, penggunaan petrol dunia meningkat 115 kali ganda. Sementara itu, semasa penyulingan minyak genap yang kaya dengan pecahan ringan, petrol menyumbang hanya kira-kira 1/5 daripada jumlah keluaran. Kemudian idea itu timbul untuk menjadikan pecahan berat yang dikeluarkan selepas penyulingan utama kepada retak dan dengan itu memperoleh pecahan petrol yang lebih ringan daripadanya. Tidak lama kemudian didapati bahawa bukan sahaja pecahan berat (minyak diesel atau minyak bahan api), tetapi juga minyak mentah boleh berfungsi sebagai bahan mentah untuk retak. Ia juga ternyata bahawa petrol retak adalah lebih berkualiti daripada yang diperoleh melalui penyulingan konvensional, kerana ia mengandungi hidrokarbon yang terbakar dengan lancar dalam silinder enjin tanpa letupan (letupan). Enjin yang menggunakan petrol sedemikian tidak mengetuk dan bertahan lebih lama. Dalam keretakan cecair, perkara utama yang menentukan intipati keseluruhan proses ialah: suhu dan masa di mana produk berada di bawah pengaruh suhu ini. Minyak mula terurai sudah pada 200 darjah. Selanjutnya, semakin tinggi suhu, semakin sengit penguraian. Begitu juga, semakin lama keretakan berlangsung, semakin besar hasil pecahan cahaya. Walau bagaimanapun, pada suhu yang terlalu tinggi dan masa retak yang lama, proses itu tidak berjalan sama sekali seperti yang diperlukan - molekul tidak berpecah kepada bahagian yang sama, tetapi dihancurkan supaya, dalam satu tangan, pecahan yang terlalu ringan diperolehi, dan di sisi lain, terlalu berat. Atau, secara umum, terdapat penguraian lengkap hidrokarbon menjadi hidrogen dan karbon (kok), yang, tentu saja, sangat tidak diingini. Keadaan optimum untuk retak, memberikan hasil tertinggi pecahan petrol ringan, ditemui pada awal abad ke-1890 oleh ahli kimia Inggeris Barton. Pada tahun 1913, Barton terlibat dalam penyulingan di bawah tekanan minyak berat Rusia (minyak bahan api) di England untuk mendapatkan minyak tanah daripada mereka, dan pada tahun 1916 beliau mengeluarkan paten Amerika untuk kaedah pertama untuk menghasilkan petrol daripada pecahan minyak berat. Buat pertama kalinya, proses keretakan mengikut kaedah Barton di bawah keadaan industri telah dijalankan pada tahun 1920, dan pada tahun 800 lebih daripada XNUMX unitnya sedang dalam pengeluaran. Suhu yang paling sesuai untuk retak ialah 425-475 darjah. Walau bagaimanapun, jika minyak mentah hanya dipanaskan pada suhu yang tinggi, kebanyakannya akan tersejat. Memecahkan produk dalam keadaan wap agak sukar, jadi matlamat Barton adalah untuk mengekalkan minyak daripada menyejat. Tetapi bagaimana untuk mencapai keadaan sedemikian sehingga apabila dipanaskan, minyak tidak mendidih? Ini mungkin jika keseluruhan proses dijalankan di bawah tekanan tinggi. Adalah diketahui bahawa di bawah tekanan tinggi mana-mana cecair mendidih pada suhu yang lebih tinggi daripada dalam keadaan biasa, dan suhu ini adalah lebih tinggi, lebih besar tekanan.
Pemasangan mempunyai peranti berikut. Dandang bertekanan (1) diletakkan di atas relau (1a) yang dilengkapi dengan tiub api (4). Dandang itu diperbuat daripada besi yang baik dan kuat dengan ketebalan dinding kira-kira 2 cm dan diikat dengan teliti. Paip yang meningkat (5) membawa kepada penyejuk air (6), dari mana saluran paip (7) menuju ke tangki pengumpulan (8). Selepas produk retak melepasi radas pengira cecair (10), paip (9) yang terletak di bahagian bawah tangki ini bercabang menjadi dua paip sisi (10a dan 10b). Setiap tiub sisi dibekalkan dengan injap kawalan; salah satunya menuju ke paip 11, dan satu lagi ke paip 12. Pada permulaan retak, dandang (1) telah diisi dengan minyak bahan api. Disebabkan oleh haba relau (1a), kandungan dandang perlahan-lahan dipanaskan sehingga lebih kurang 130 darjah. Pada masa yang sama, sisa air yang terkandung di dalamnya tersejat daripada minyak bahan api. Dipeluwapkan di dalam peti sejuk (6), air kemudiannya mengalir ke dalam takungan (8), dari mana ia turun melalui paip (21) ke dalam parit (22). Pada masa yang sama, udara dan gas lain terlepas dari bahan api minyak. Mereka juga masuk melalui penyejuk ke dalam tangki (8) dan dilepaskan melalui paip (14a) ke saluran paip (16). Selepas minyak bahan api menyingkirkan air, udara dan gas terlarut di dalamnya, ia sedia untuk retak. Kotak api dikuatkan, dan suhu dalam dandang perlahan-lahan meningkat kepada 345 darjah. Pada masa yang sama, penyejatan hidrokarbon ringan bermula, yang walaupun di dalam peti sejuk kekal dalam keadaan gas. Mereka jatuh ke dalam tangki (8), dan kemudian melalui paip 14a (alur keluar yang ditutup) ke dalam saluran paip (17), paip (14) dan kembali ke dalam tangki (8). Oleh kerana pecahan gas ringan ini tidak menemui alur keluar, tekanan di dalam loji mula meningkat. Apabila mencapai 5 atm, hidrokarbon ringan tidak lagi dapat melarikan diri dari dandang utama. Gas termampat ini mengekalkan tekanan yang sama dalam dandang (1), penyejuk (6) dan takungan (8). Sementara itu, di bawah pengaruh suhu tinggi, proses pemisahan hidrokarbon berat berlaku, yang bertukar menjadi lebih ringan, iaitu, menjadi petrol. Pada suhu kira-kira 250 darjah, mereka menyejat, jatuh ke dalam peti sejuk dan terpeluwap di sini. Dari peti sejuk, petrol mengalir ke dalam tangki (8) dan melalui paip 9, dan kemudian 11 atau 12 memasuki dandang tertutup khas. Di sini, di bawah tekanan yang dikurangkan, hidrokarbon gas ringan yang terlarut di dalamnya tersejat daripada petrol. Gas-gas ini secara beransur-ansur dikeluarkan dari dandang, dan petrol mentah yang terhasil dituangkan ke dalam tangki khas. Apabila pecahan cahaya menyejat dengan peningkatan suhu, kandungan dalam dandang (1) menjadi lebih tahan terhadap haba. Kerja tergendala sebaik lebih separuh daripada kandungannya ditukarkan kepada petrol dan melalui peti sejuk. (Jumlah ini mudah dikira terima kasih kepada meter cecair (10).) Selepas itu, sambungan ke saluran paip (17) telah terganggu, dan injap saluran paip (14a) yang disambungkan ke pemampat dibuka, dan gas perlahan-lahan melarikan diri ke pemampat tekanan rendah (secara serentak, saluran paip ditutup ( 9), mengganggu sambungan pemasangan dengan petrol yang diterima). Peti api telah dipadamkan, dan apabila kandungan dandang (1) sejuk, ia telah dikeringkan. Kemudian dandang dibersihkan daripada deposit kok dan disediakan untuk permulaan seterusnya.
Kaedah retak yang dibangunkan oleh Barton menandakan permulaan peringkat baru dalam industri penapisan minyak. Terima kasih kepadanya, adalah mungkin untuk meningkatkan hasil produk minyak yang berharga seperti petrol dan hidrokarbon aromatik beberapa kali. Pengarang: Ryzhov K.V.
▪ Vinyl
Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan
15.04.2024 Petgugu Global kotoran kucing
15.04.2024 Daya tarikan lelaki penyayang
14.04.2024
▪ Mendengar kicauan burung boleh mengurangkan kebimbangan dan kemurungan ▪ Permohonan Perubatan untuk Selfie ▪ Tulisan tangan menjadikan kanak-kanak lebih bijak ▪ Biogel konduktif elektrik untuk pencetak inkjet
▪ bahagian tapak Alat dan mekanisme untuk pertanian. Pemilihan artikel ▪ artikel Velcro. Sejarah ciptaan dan pengeluaran ▪ artikel Apakah lichen? Jawapan terperinci ▪ artikel Pemandu kereta di tempat kerja dalam kerjaya. Arahan standard mengenai perlindungan buruh ▪ pasal Terbalik dek. Fokus rahsia
Komen pada artikel: Anatoly Penyulingan minyak dalam penyulingan minyak pegun tindakan berkala telah dimulakan oleh saudara-saudara Nobel di Baku, yang telah diperbaiki oleh Inchik, Tavrizov dan Dmitry Mendeleev. Kemudian, pada tahun 1885, VG Shukhov dan F. A. Inchik membangunkan kaedah baru penyulingan berterusan dalam bateri pegun dengan lajur penyulingan (skim ini secara salah ditunjukkan sebagai keretakan minyak). Tiada tempat dan tidak pernah minyak mengalami keretakan. Pada tahun 1891, V. G. Shukhov, bersama-sama dengan S. P. Gavrilov, mempatenkan skim untuk keretakan haba bukan minyak, tetapi produk minyak (paten No. 12926 bertarikh 27 November 1891). Ini adalah ciptaan Shukhov yang paling bijak, yang telah dipintas oleh orang Amerika, dan yang masih berfungsi untuk mereka. Sisa berat, sulingan ringan dan gas mengalami keretakan, yang digabungkan dalam KEDAK TINDAK BALAS JAUH, di mana transformasi mendalam bahan mentah berat berlaku akibat produk rekahan sulingan ringan dan pirolisis gas. Gas dan petrol loji unik ini mempunyai hasil hidrokarbon tak tepu yang tinggi, termasuk hidrokarbon diena, yang merupakan bahan mentah petrokimia. Sisa retak pergi ke penyulingan vakum, bahan api diesel - kepada rawatan hidro. Amerika Syarikat dengan berhati-hati menyembunyikan skema proses yang mudah dan murah dan dalam setiap cara yang mungkin mengiklankan keretakan pemangkin dan hydrocracking, yang jauh lebih baik daripada retak Shukhov dalam operasi dan terutamanya dalam kos modal. Dan VISBREKING primitif, yang diperkenalkan secara buatan ke dalam skim penapisan kami, dengan kos operasi yang tinggi disebabkan oleh perbatuan yang rendah dan pembentukan kok yang tinggi, kelihatan benar-benar memalukan.
Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web
www.diagram.com.ua |
Kami mengesyorkan artikel yang menarik bahagian 
Lihat artikel lain bahagian 
Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:
Semua bahasa halaman ini