Номер 94, страница 150 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

4.94. Почему перед глубокой переработкой нефти из неё удаляют серосодержащие органические соединения?

Удаление серосодержащих органических соединений (таких как меркаптаны, сульфиды, тиофены) из нефти перед её глубокой переработкой является критически важным технологическим этапом по нескольким основным причинам.

1. Отравление катализаторов. Процессы глубокой переработки нефти (каталитический крекинг, риформинг, изомеризация) проводятся с использованием дорогостоящих катализаторов, часто на основе благородных металлов (платина, палладий). Сера и её соединения являются сильными каталитическими ядами. Они необратимо связываются с активными центрами катализатора, блокируя их, что приводит к резкому снижению его активности и селективности. В результате уменьшается выход целевых продуктов (например, высокооктанового бензина), ухудшается их качество и возникает необходимость в частой и дорогостоящей замене или регенерации катализатора.

2. Коррозия оборудования. При высоких температурах, характерных для нефтепереработки, сероорганические соединения разлагаются с образованием агрессивных веществ, в первую очередь сероводорода ($H_2S$). Сероводород вызывает интенсивную сернистую коррозию металлического оборудования: реакторов, трубопроводов, теплообменников. Это приводит к преждевременному износу и разрушению аппаратуры, что не только влечет за собой большие затраты на ремонт, но и создает риски аварийных ситуаций.

3. Экологические требования. При сжигании топлив (бензина, дизельного топлива, мазута), содержащих серу, в атмосферу выбрасываются оксиды серы, в основном диоксид серы ($SO_2$). Эти газы являются одними из главных виновников образования кислотных дождей, так как в атмосфере они окисляются и взаимодействуют с водой, образуя серную кислоту ($H_2SO_4$). Кислотные дожди наносят огромный ущерб окружающей среде, разрушая экосистемы, строения и памятники. Кроме того, оксиды серы вредны для здоровья человека. Поэтому современные экологические стандарты (например, Евро-5, Евро-6) устанавливают очень жесткие ограничения на содержание серы в топливах.

4. Ухудшение качества нефтепродуктов. Присутствие серы в нефтепродуктах негативно сказывается на их качестве. Они придают топливу неприятный запах, снижают его термическую стабильность (способствуют образованию смол и отложений), а также могут снижать эффективность работы присадок, улучшающих свойства топлива.

Именно поэтому перед подачей на установки каталитического крекинга или риформинга нефтяное сырье обязательно проходит стадию гидроочистки — процесса, в ходе которого под действием водорода в присутствии катализатора серосодержащие соединения превращаются в сероводород ($H_2S$), который затем удаляется из системы.

Ответ: Серосодержащие органические соединения удаляют из нефти перед глубокой переработкой для того, чтобы предотвратить отравление катализаторов, снизить коррозию оборудования, выполнить строгие экологические нормативы по содержанию серы в моторных топливах и повысить качество конечных нефтепродуктов.