Особенности технологии химических (деструктивных) процессов переработки нефти. Химические реакции. Скорость химических реакций. Обратимые и необратимые химические реакции

С позиций изменения структуры молекул углеводородного сырья протекают химические процессы: Термолиз Катализ Крекинг Конденсация и др.

Суммарный технологический процесс состоит из стадий:

- Подвод реагирующих компонентов в зону реакции

- Химические реакции

- Разделение и отвод полученных продуктов из зоны реакции

Подвод реагирующих компонентов в зону реакции

- Молекулярная диффузия

- Конвекция (при интенсивном перемешивании – турбулентная диффузия)

Многофазные системы – группа веществ, находящихся в любом взаимодействии

Фаза – совокупность однородных частей системы, одинаковых по составу, химическим и физическим свойствам, разделенных поверхностью раздела от других частей.

В многофазных системах – подвод реагирующих компонентов совершается:

- Абсорбцией

- Адсорбцией или десорбцией паров и газов

- Конденсацией паров

- Плавлением твердых веществ или растворением их в жидкости

- Испарением или возгонкой

Стадия перехода реагирующих компонентов из одной фазы в другую – наиболее медленный этап технологического процесса, определяет общую скорость процесса

Химические реакции – основа физико-химического процесса

Превращение вещества проходит через ряд последовательных (а иногда и параллельных) химических реакций

В результате образуются – основной продукт, побочные продукты, отходы

Побочные продукты и отходы образуются как в результате основных так и побочных реакций.

Отвод полученных продуктов из зоны реакции:

- Диффузией

- Конвекцией

Суммарная скорость процесса определяется скоростью перечисленных элементарных стадий

Элементарные процессы протекают с различными скоростями

Общая скорость процесса лимитируется скоростью наиболее медленной стадией

Процесс протекает в кинетической области – если наиболее медленно происходит сама химическая реакция, лимитирующая суммарную скорость

Для ускорения применяют: увеличение концентрации, температуры или давления, катализатор.

Процесс протекает в диффузионной области – если общая скорость процесса лимитирует подвод реагирующих компонентов или отвод продуктов реакции

Для ускорения применяют: увеличение скорости диффузии (турбулизация системы), диспергирование фаз, повышение температуры и концентрации, гомогенизация системы

Если скорости всех стадий соизмеримы - процесс протекает в переходной области

Технологический режим – совокупность основных факторов (параметров), влияющих на скорость процесса, выход и качество продукта

Основные параметры: температура, давление, применение катализатора и его активность, концентрация взаимодействующих веществ, способ и степень перемешивания реагентов

Параметры определяют принципы конструкции реакторов

Оптимальным параметрам соответствуют максимальная производительность

Технологические процессы (Гомогенные (однородные) Гетерогенные (неоднородные))

Агрегатное состояние реагирующих веществ определяет способы их технологической переработки и принципы конструирования аппаратов

В гомогенных системах (Газовая фаза Жидкая фаза)

В гетерогенных системах (Двухфазные Г-Ж Г-Т Ж-Ж Ж-Т Т-Т, Многофазные Г-Ж-Т)