Kraking

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

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

Zobacz też

Uwagi

↑ 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.
↑ W trakcie procesu pirolizy acetylenowej reakcje krakowania występują w przypadku zastosowania frakcji benzynowych jako surowca.
↑ Proces obecnie już prawie nigdzie nie jest stosowany.
↑ Rozbieżność może wynikać z błędnego przeliczenia jednostek w tym źródle.
↑ 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

1 2 3 4 5 6 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 978-83-204-3374-6.
1 2 3 Przemysłowe procesy pirolizy olefinowej. W: E. Grzywa, J. Molenda: Technologia podstawowych syntez chemicznych. T. 1. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 2008, s. 178–227. ISBN 978-83-204-3374-6.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 kraking, [w:] Encyklopedia PWN [dostęp 2015-05-07] .
1 2 3 4 5 6 7 8 9 Wybrane katalityczne procesy rozkładowe. W: E. Grzywa, J. Molenda: Technologia podstawowych syntez chemicznych. T. 1. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 2008, s. 227–262. ISBN 978-83-204-3374-6.
↑ 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 0-8247-0482-7.
1 2 3 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 0-8247-0482-7.
↑ hydrokraking, [w:] Encyklopedia PWN [dostęp 2015-05-12] .
1 2 3 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 0-8247-0482-7.

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.

[para-2] 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.

[gdy_benzyna-5] W trakcie procesu pirolizy acetylenowej reakcje krakowania występują w przypadku zastosowania frakcji benzynowych jako surowca.

[niestosowany-6] Proces obecnie już prawie nigdzie nie jest stosowany.

[jednostki-7] Rozbieżność może wynikać z błędnego przeliczenia jednostek w tym źródle.

[nietypowy-12] 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.

[Grzywa_termiczne-1] 1 2 3 4 5 6 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 978-83-204-3374-6.

[Grzywa_piroliza-3] 1 2 3 Przemysłowe procesy pirolizy olefinowej. W: E. Grzywa, J. Molenda: Technologia podstawowych syntez chemicznych. T. 1. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 2008, s. 178–227. ISBN 978-83-204-3374-6.

[PWN_kraking-4] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 kraking, [w:] Encyklopedia PWN [dostęp 2015-05-07] .

[Grzywa_katalityczne-8] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Wybrane katalityczne procesy rozkładowe. W: E. Grzywa, J. Molenda: Technologia podstawowych syntez chemicznych. T. 1. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 2008, s. 227–262. ISBN 978-83-204-3374-6.

[Gary_catal_crack-9] 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 0-8247-0482-7.

[Gary_hydrocracking-10] 1 2 3 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 0-8247-0482-7.

[PWN_hydrokraking-11] hydrokraking, [w:] Encyklopedia PWN [dostęp 2015-05-12] .

[Gary-13] 1 2 3 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 0-8247-0482-7.