Автор работы: Пользователь скрыл имя, 10 Марта 2014 в 21:20, контрольная работа
Нефть, извлекаемая из скважин, всегда содержит в себе попутный газ, механические примеси и пластовую воду, в которой растворены различные соли, чаще всего хлориды натрия, кальция и магния, реже - карбонаты и сульфаты. Обычно в начальный период эксплуатации месторождения добывается безводная или малообводнен-ная нефть, но по мере добычи ее обводненность увеличивается и достигает до 90 - 98 %. Очевидно, что такую «грязную» и сырую нефть, содержащую к тому же легколетучие органические (от метана до бутана) и неорганические (H2S, C02) газовые компоненты, нельзя транспортировать и перерабатывать на НПЗ без тщательной ее промысловой подготовки.
где х — доля превращенного сырья;
т — соответствующий промежуток времени;
а — количество исходного сырья;
К — константа скорости реакции.
Однако, например, при крекинге парафинов образующиеся олефины могут в определенных условиях вступать в реакции уплотнения, которые протекают по кинетическим законам реакций выше первого порядка. Итоговая константа скорости реакции («кажущаяся») определится относительной скоростью распада парафинов и уплотнения олефинов: если для данных условий крекинга скорость разложения парафиновых углеводородов выше, чем скорость уплотнения олефинов, процесс кинетически будет протекать ближе и мономолекулярной реакции; в условиях же, благоприятствующих полимеризации олефинов, скорость крекинга будет определяться некоторым уравнением для реакции, протекающей по порядку, между первым и вторым.
Возможность протекания реакций крекинга, определяется исходя из величины изменения стандартного изобарного потенциала DZ.
Значения стандартных (при температуре 2980 К) изобарных потенциалов или что то же, свободных энергий при постоянном давлении, имеются в таблицах термодинамических величин. Чем ниже значение свободной энергии, тем больше устойчивость углеводорода.
Приближенно изобарный потенциал Z0Т при любой температуре определяют по уравнению
Изменение изобарного потенциала связано с константой равновесия реакции следующим уравнением:
где К, и К, — константы скорости соответственно прямой и обратной реакций.
Для того чтобы скорость прямой реакции была больше скорости обратной, К1 должно быть больше К2, и, следовательно, Кр> 1 и Ig Кр > 0, а DZ0 должно иметь отрицательное значение. Чем меньше абсолютная величина DZ0, тем больше термодинамическая вероятность прямой реакции; другими словами, самопроизвольно идущая реакция сопровождается уменьшением свободной энергии системы.
Для равновесной реакции
П р и м е р. Определить термодинамическую вероятность протекания реакции алкилирования бензола пропиленом при 250 С.
Уравнение реакции:
При значениях свободной энергии для бензола, пропилена и изопропилбензола Z0 С6Н6, = 35 008 кал/моль; Z0С3Н6 = 18 610 кал/моль и Z0С6Н5С3Н7 —— 43 960 кал/моль получаем:
DZ0 = 43 960 — 35 008 — 18 610 = — 9658 кал/моль
Отсюда видно, что алкилирование может протекать при комнатной температуре (хотя скорость реакции может быть при этом очень невелика).
Изменение свободной энергии при протекании реакции крекинга позволяет установить относительные границы термической стабильности. Для данной реакции DZ = 0 при некоторой температуре t. Так, для нормального бутана при его дегидрогенизации DZ = 0 при температуре около 647 0С, а при расщеплении этого углеводорода DZ = 0 соответствует температуре 3130С . По этим данным легко определить границы возможного протекания реакции и одновременно сделать вывод о преобладающем значении реакций расщепленияя.
Абсолютные значения свободных энергий позволяют судить о термической устойчивости углеводородов: положительные значения энергий образования свидетельствуют о преимущественной возможности их распада. Так, при 5270 С свободная энергия образования метана равна — 550 кал/моль, а додекана +159 700 кал/моль. Известно, что при этой температуре метан практически стабилен, а додекан легко разлагается.
Список литературы:
Информация о работе Сбор и подготовка нефти на промыслах. Термический крекинг