Kraking

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Inne znaczenia Ten artykuł dotyczy procesu chemicznego. Zobacz też: hasło cracking dotyczące łamania zabezpieczeń komputerowych.

Kraking, krakowanie (ang. cracking – pękanie) – grupa procesów technologicznych stosowanych w celu przerobu ciężkich frakcji ropy naftowej na benzynę i oleje.

Kraking polega na inicjowaniu kontrolowanego rozkładu długich węglowodorów alifatycznych zawartych w ciężkich frakcjach, takich jak mazut i frakcje olejowe, otrzymywanych w procesie rafinacji ropy naftowej, na związki o krótszych łańcuchach węglowych, takich jakie występują w benzynie i oleju napędowym. Reakcje chemiczne zachodzące w czasie krakingu sprowadzają się w uproszczeniu do pękania pojedynczych wiązań chemicznych węgiel–węgiel z wytworzeniem wolnych rodników. W wyniku wtórnych reakcji wytworzonych wolnych rodników oprócz oczekiwanych węglowodorów alifatycznych o stosunkowo krótkich łańcuchach powstają też mniejsze ilości metanu, LPG, nienasyconych węglowodorów oraz koksu. Kraking może być inicjowany termicznie, katalitycznie lub radiacyjnie (z użyciem promieniowania jonizującego).

W zależności od warunków prowadzenia procesu i zastosowanego surowca można wyróżnić (źródło podane w lewej kolumnie dotyczy wszystkich danych w wierszu, o ile nie zaznaczono inaczej):

Nazwa procesu Typowy surowiec Dodawany
reagent
Ciśnienie
robocze
(MPa)
Zakres
temperatury
(°C)
Katalizator Produkty
Piroliza olefinowa[1] etan, gaz płynny,
benzyna, lekki
olej opałowy
H2O[a][2] do 0,2 780–900[2]
700–1200[3]
eten, propen, buteny,
butadien, benzyna pirolityczna
Piroliza acetylenowa[b][1] metan, etan,
frakcje benzynowe
0,01–0,05 1300–1400[2] acetylen, wodór
Koksowanie (kraking termiczny
„do koksu”)[1],
koksowanie gudronu[3]
pozostałości naftowe,
ciężkie destylaty
(gudron)
do 0,5
0,1–0,3[3]
520–535
430–550[3]
koks, frakcje ciekłe i gazowe
Visbreaking (łagodny
kraking termiczny)[1]
pozostałości naftowe do 1,5
0,5–2[3]
430–460
460–510[3]
olej opałowy
o obniżonej lepkości
Kraking termiczny
„do pozostałości”[1]
pozostałości atmosferyczne,
destylaty próżnowe
2–5
2–7[3]
470–540[3] benzyna,
oleje opałowy i napędowy
Reforming termiczny[c][1] ciężka benzyna niskooktanowa 5–7 benzyna o wyższej liczbie
oktanowej, do 20% gazów
Kraking katalityczny[3] frakcje oleju wrzące
w temp. 280–350 °C
0,1–0,2 450–510
380–440[d][4]
480–540[5]
uwodnione glinokrzemiany
aktywowane tlenkami
Ni, Co, Cu, Mn, itp.[3]
lub z dodatkiem 15% zeolitów[4]
benzyny o wysokiej
liczbie oktanowej,
olej napędowy
Hydrokraking[4] destylaty próżniowe,
pozostałości naftowe
H2 7–15
6,9–13,8[6]
250–450[4][7]
290–400[6]
Pt,Pd,W,Ni/SiO2+Al2O3[6] gaz płynny, benzyna hydrokrakingowa, frakcje olejowe
Hydroreforming[e][4] hydrorafinowane:
frakcje benzynowe[4],
frakcje benzynowe i naftowe
wrzące w zakresie 82–190 °C[8]
H2 0,7–3,0[4]
najczęściej
0,345–2,415[8]
480–525[4] bi- i polimetalicze
Pt+(Re,Ir,Ge)/γ-Al2O3[4]
Pt lub Pt+Re/chlorowany Al2O3[8]
benzyna wysokooktanowa
(reformat)

W niewielkim stopniu kraking ma zastosowanie w przerobie tworzyw sztucznych na paliwa płynne.

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Uwagi[edytuj | edytuj kod]

  1. Głównym celem dodatku pary wodnej jest obniżenie ciśnienia cząstkowego węglowodorów – szybkość pożądanych reakcji termicznego rozkładu nie maleje wraz ze spadkiem ciśnienia, podczas gdy znaczna część niepożądanych reakcji następczych ulega spowolnieniu. Para wodna w niewielkim tylko stopniu ulega reakcjom chemicznym w trakcie procesu pirolizy olefinowej, na przykład poprzez utlenianie wewnętrznych ścian wężownic obniża katalityczną aktywność żelaza i niklu, które przyspieszają niepożądane reakcje rozkładu węglowodorów do węgla.
  2. W trakcie procesu pirolizy acetylenowej reakcje krakowania występują w przypadku zastosowania frakcji benzynowych jako surowca.
  3. Proces obecnie już prawie nigdzie nie jest stosowany.
  4. Rozbieżność może wynikać z błędnego przeliczenia jednostek w tym źródle.
  5. Hydroreforming nie jest typowym przykładem krakingu – procesy zerwania wiązań C–C w nim zachodzą, ale warunki procesu i katalizator są tak dobrane, aby powstałe rodniki z powrotem łączyły się tworząc produkty o podobnej długości łańcucha – w tym wypadku podobny mechanizm prowadzi w większym stopniu do reakcji izomeryzacji niż do krakingu w klasycznym rozumieniu tego słowa.

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 Procesy termiczne w przeróbce ropy naftowej. W: E. Grzywa, J. Molenda: Technologia podstawowych syntez chemicznych. T. 1. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 2008, s. 160–178. ISBN 9788320433746.
  2. 2,0 2,1 2,2 Przemysłowe procesy pirolizy olefinowej. W: E. Grzywa, J. Molenda: Technologia podstawowych syntez chemicznych. T. 1. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 2008, s. 178–227. ISBN 9788320433746.
  3. 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 3,7 3,8 3,9 Kraking. Encyklopedia PWN. [dostęp 2015-05-07].
  4. 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 4,6 4,7 4,8 Wybrane katalityczne procesy rozkładowe. W: E. Grzywa, J. Molenda: Technologia podstawowych syntez chemicznych. T. 1. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 2008, s. 227–262. ISBN 9788320433746.
  5. Catalytic Cracking. W: J.H. Gary, G.E. Handwerk: Petroleum Refining Technology and Economics. Wyd. 4. Nowy Jork: Marcel Dekker, 2001, s. 93–136. ISBN 0824704827.
  6. 6,0 6,1 6,2 Catalytic Hydrocracking. W: J.H. Gary, G.E. Handwerk: Petroleum Refining Technology and Economics. Wyd. 4. Nowy Jork: Marcel Dekker, 2001, s. 137–158. ISBN 0824704827.
  7. Hydrokraking. Encyklopedia PWN. [dostęp 2015-05-12].
  8. 8,0 8,1 8,2 Catalytic Reforming and Isomerization. W: J.H. Gary, G.E. Handwerk: Petroleum Refining Technology and Economics. Wyd. 4. Nowy Jork: Marcel Dekker, 2001, s. 189–214. ISBN 0824704827.