Запрошуємо розробників корисного устаткування до співпраці

Крекінг нафти

Крекінг (англ. cracking, розщеплення) — високотемпературна переробка нафти і її фракцій з метою одержання, як правило, продуктів меншої молекулярної маси — моторних палив, мастил і т. п., а також сировини для хімічної й нафтохімічної промисловості. Крекінг протікає з розривом зв'язків З-З і утворенням вільних радикалів або карбаніонів. Одночасно з розривом зв'язків С-С відбувається дегідрування, ізомеризація, полімеризація й конденсація як проміжних, так і вихідних речовин. У результаті останніх двох процесів утворяться т. зв. крекінг-залишок (фракція з температурою кипіння більше 350 °С) і нафтовий кокс.

Кафедра енергетики та електротехніки Джерела енергії на Землі

К. т.н., доц. Є. О. Баганов

Перша у світі промислова установка безперервного термічного крекінгу нафти була створена й запатентована інженером В. Г. Шуховим і його помічником С. П. Гавриловим в 1891 році (патент Російської імперії № 12926 від 27 листопада 1891 року). Була зроблена експериментальна установка. Наукові й інженерні рішення В. Г. Шухова повторені У. Бартоном при спорудженні першої промислової установки в США в 1915—1918 роках. Перші вітчизняні промислові установки крекінгу побудовані В. Г. Шуховым в 1934 році на заводі «Радянський крекінг» у Баку.

Крекінг проводять нагріванням нафтової сировини або одночасним впливом на нього високої температури й каталізаторів.

У першому випадку процес застосовують для одержання бензинів (низькооктанові компоненти автомобільних палив) і газойлевих (компоненти флотських мазутів, газотурбінних і пічних палив) фракцій,

високоароматизованої нафтової сировини у виробництві технічного вуглецю (сажі), а також альфа-олифінів (термический крекинг); котельних, а також автомобільних і дизельних палив (вісбрекінг); нафтового коксу, а також вуглеводневих газів, бензинів і гасо-газойлевих фракцій; етилену, пропилену, а також ароматичних вуглеводнів (піроліз нафтової сировини).

У другому випадку процес використовують для одержання базових компонентів високооктанових бензинів, газойлей, вуглеводневих газів (каталітичний крекінг); бензинових фракцій, реактивних і дизельних палив, нафтових масел, а також сировини для процесів піролізу нафтових фракцій і каталітичного риформінгу (гідрокрекінг).

Використовують також інші види піролітичного розщеплення сировини, наприклад процес одержання етилену й ацетилену дією електричного розряду в метані (електрокрекінг), що здійснюється при 1000—1300°С і 0,14 МПа протягом 0,01—0,1 с.

Всезростаючий попит на бензин змусив шукати нові технологічні процеси перегонки нафти. Одним з таких процесів є крекінг нафти (від англ.

Кафедра енергетики та електротехніки Джерела енергії на Землі

К. т.н., доц. Є. О. Баганов

racking - розщеплення). Крекінгом називають процес розкладання вуглеводнів нафти на більше летучі речовини.

У порівнянні з перегонкою при крекінг-процесі вихід бензину становить 40-50 і навіть 70% від маси сировини, крім того, при крекінгу поряд з бензином виходять газові вуглеводні, широко використовувані хімічною промисловістю, і рідкі ароматичні вуглеводні (бензол, ксилол і ін.).

Сировиною для крекінгу служать не тільки нафта, але й фракції, одержувані при перегонці нафти. У результаті розщеплення крекінгу вуглеводнів з високою відносною масою утворяться вуглеводні з меншою відносною молекулярною масою, які входять до складу одержуваних бензинів. Існує кілька видів крекінгу нафти й нафтопродуктів.

Термічний крекінг ведуть при температурі 450-550°С и тиском 2-7 МПа. Як сировина використовуються гас, газойлі, мазут і гудрон. Вихід бензину становить 30-35%, газів 10-15% від маси сировини; октанове число одержуваних бензинів становить 60-70 одиниць. Чим вище температура крекінгу, тим сильніше дробляться молекули, тим більше утвориться газів, насичених неграничними сполуками. Тому іноді високотемпературний крекінг нафтопродуктів (його називають піролізом) здійснюють спеціально для одержання газоподібних неграничних вуглеводнів. Процес у такому випадку ведуть при температурі 650-750°С. У цей час процес термічного крекінгу має обмежене застосування й нові установки термічного крекінгу не будуються.

Одним з основних методів виробництва автомобільних бензинів є каталітичний крекінг. Каталітичний крекінг ведуть при трохи меншій температурі (48-490°С) і при більш низькому тиску (1,5 атм.). Як каталізатори застосовуються алюмосилікати (у середньому 10-25% Al2O3, 80­75% SiO2). Основними видами сировини є газойлі прямої перегони нафти. Важкі залишки - мазут і гудрон переробці на установках каталітичного крекінгу не піддаються, тому що дуже швидко губиться активність каталізатора. Дезактивація каталізатора пояснюється тим, що в процесі

Кафедра енергетики та електротехніки Джерела енергії на Землі

К. т.н., доц. Є. О. Баганов

крекінгу на його поверхні відкладається кокс - твердий вуглецевий залишок. Тому його доводилося часто міняти. Для усунення цього недоліку були сконструйовані установки, що працюють за принципом циркуляції каталізатора (з реактора каталізатор безупинно надходить у регенератор, де відновлює свою активність, після чого також безупинно надходить у реактор). Крім того, був здійснений спосіб ведення процесу в киплячому шарі. Більш важкий каталізатор перебуває в нижній частині, де й відбувається основний процес крекінгу. Продукти крекінгу більше легкі, ніж каталізатор, виходять через верхню частину реактора.

При каталітичному крекінгу вихід бензину досягає 70%, газу - 12-15% від маси сировини, октанове число становить від 87 до 91.

Різновидом крекінгу є риформінг. Він відрізняється від звичайного крекінгу використовуваною сировиною. При риформінгу в якості сировини використовують низькооктанові бензини, з яких одержують високооктанові бензини або сировину для хімічної промисловості.

Найбільше значення мають процеси каталітичного риформінгу, наприклад, платформінг, де каталізатором є платина. Якщо платформінг проводиться при температурі 480-510°С и тиску від 1,5 до 3 МПа, то одержують бензол, толуол, ксилол. Якщо ж збільшити тиск до 5 МПа, то одержують високооктанові бензини (з октанови числом 95). У цих умовах ідуть реакції перетворення парафінів і циклопарафінів в ароматичні вуглеводні, внаслідок чого октанове число бензинів істотно підвищується.

Додати коментар

Реквізити Майстерні своєї справи

Адреса і телефони:

Україна, Кіровоградська обл., м. Олександрія, вул. Куколівське шосе 5/1А,
тел./факс +38 (05235) 7 41 13,
+380 (68) 408 39 56 — будівельне обладнання, шлакоблочні вібропреси
+380 (50) 984 5 684 — будівельне обладнання, шлакоблочні вібропреси
+380 (67) 561 22 71 — решта обладнання
ICQ: 491675177
e-mail: msd@inbox.ru

WordPress Video Lightbox