Kresanje je kaj? Pritisk nafte, naftnih derivatov, alkanov. Toplotno krekiranje

Ni skrivnost, da se bencin proizvaja iz nafte. Vendar se večina avtomobilistov sploh ne sprašuje, kako se ta proces pretvarjanja olja v gorivo za svoja najljubša vozila dogaja. To se imenuje razpokanje, z njeno pomočjo rafinerije ne prejmejo samo bencina, temveč tudi druge petrokemične proizvode, potrebne v sodobnem življenju. Zgodovina izvora te metode je zanimiva rafiniranje nafte.

Kaj je pekoča?

Zakaj je tako pokvarjeno? Ta beseda je prišla iz angleškega krekinga, kar pomeni ločitev. Pravzaprav je to proces rafiniranja nafte, pa tudi frakcije, ki so del tega. Proizvaja se za pridobitev izdelkov z manjšo molekulsko maso. Te vključujejo mazalno olje, motorno gorivo in podobno. Poleg tega se kot rezultat tega postopka proizvajajo proizvodi, ki se zahtevajo pri uporabi kemične in petrokemične industrije.

Razkropljanje alkanov vključuje več procesov, med njimi kondenzacijo in polimerizacijo snovi. Rezultat teh procesov je tvorba naftnega koksa in frakcija, ki vre, pri zelo visoki temperaturi, in jo imenujemo ostanka razpok. Vrelišče te snovi je več kot 350 stopinj. Treba je opozoriti, da poleg teh procesov obstaja še druga - ciklizacija, izomerizacija, sinteza.

Izum Shukhova

Cracking olje, njegova zgodovina se začne leta 1891. Nato inženir Shukhov VG. in njegov kolega Gavrilov S.P. izumil industrijski obrat za neprekinjeno termično krekiranje. To je bila prva namestitev te vrste na svetu. Izumitelji so v skladu z zakoni ruskega cesarstva patentirali v pooblaščenem organu svoje države. Seveda je bil to eksperimentalni model. Kasneje, po skoraj četrt stoletja, so bile Shukhove tehnične rešitve uporabljene kot osnova za industrijski kreker v Združenih državah. In v Sovjetski zvezi so se prve naprave v industrijskem obsegu začele proizvajati in proizvajati v tovarni Sovetskiy Cracking leta 1934. Ta tovarna je bila locirana v Bakuju.

Pot Angleškega kemika Bartona

V začetku 20. stoletja v petrokemični industriji je neprecenljiv prispevek prinesel Anglež Barton, ki se je ukvarjal z iskanjem načinov in rešitev za pridobivanje bencina iz nafte. Ugotovljeno je bilo absolutno popoln način, to je reakcija razpok, kar je povzročilo največje število lahkih bencinskih frakcij. Pred tem se je angleški kemik ukvarjal s predelavo naftnih derivatov, vključno z gorivom, za pridobivanje kerozina. Ko je rešil problem pridobivanja bencinskih frakcij, je Barton patentiral svoj način pridobivanja bencina.

Leta 1916 je bila metoda Burtona uporabljena v industrijskih pogojih, in samo štiri leta kasneje je več kot osemsto svojih obratov že delalo v podjetjih.

Dobro je znana odvisnost temperature vrelišča snovi od tlaka na njem. To pomeni, da je pritisk na neko tekočino zelo visok, zato bo njegova vrelišče visoka. Z zmanjšanjem tlaka na to snov lahko vrenemo že pri nižji temperaturi. To znanje je uporabil kemik Barton, ki je dosegel najboljšo temperaturo za reakcijo razpok. Ta temperatura je od 425 do 475 stopinj. Seveda, s tako visokim temperaturnim učinkom na olje, bo izhlapel in je težko delati s hlapnimi snovmi. Zato je bila glavna naloga angleškega kemika preprečevanje vrenja in izhlapevanja olja. Začel je izvajati celoten proces pod visokim pritiskom.

Napadna rastlina

Naprava Burton je sestavljala več elementov, vključno s kotelom, ki deluje pod visokim pritiskom. Izdelana je iz precej debelejšega jekla, ki se nahaja nad pečjo, ki pa je bila opremljena z dimno cevjo. Naprava je bila usmerjena navzgor na zbiralnik hladilnika vode. Nato je bil celoten cevovod usmerjen v posodo za zbiranje tekočine. Na dnu rezervoarja je bila razvejana cev, vsaka cev je imela kontrolni ventil.

Kako je bilo izpuščeno?

Postopek krekinga je potekal na naslednji način. Kotel je bil napolnjen z oljem, zlasti s kurilnim oljem. Postopoma je kurilno olje ogrevalo peč. Ko je temperatura dosegla sto trideset stopinj, je bila voda v kotlu uparjena iz vsebine kotla. Prehod skozi cev in hlajenje se je ta voda spustila v zbiralno posodo, od tam pa se je spustila cev. Istočasno se je proces nadaljeval v kotlu, med katerim so drugi sestavni deli, zrak in drugi plini izginili iz kurilnega olja. Prečkali so isto pot kot voda, ki vodi v cevovod.

Znebiti se vode in plinov, olje je bilo pripravljeno za poznejše razpoke. Peč se je strdila težje, njegova temperatura in kotla sta se počasi dvignila, dokler ni dosegla 345 stopinj. V tem času je prišlo do izhlapevanja lahkih ogljikovodikov. Prehod skozi cev v hladilnik, so celo ostali v stanju plina, za razliko od vodne pare. Enkrat v zbiralniku, ti ogljikovodiki sledil v cevovodu, saj je bil izpušni ventil zaprt in jim preprečil, da bi zapustili jarko. Ponovno so vrnili cev nazaj v posodo, nato pa se ponovili vse do konca, ne da bi našli izhod.

Zato so sčasoma postali vse bolj in bolj. Rezultat je bil naraščajoči pritisk v sistemu. Ko je ta tlak dosegel pet atmosfer, lahki ogljikovodiki že niso mogli izhlapeti iz kotla. Ogljikovodiki, stiskanje, ohranili enakomerni tlak v kotlu, cevovodu, zbiralniku in hladilniku. Istočasno se je začela cepitev težkih ogljikovodikov zaradi visoke temperature. Posledično so se spremenili v bencin, to je v lahki ogljikovodik. Njegova nastanek se je začela pojavljati pri približno 250 stopinjah, lahki ogljikovodiki med razpadom izparevali, oblikovali kondenzat v hladilni komori, zbrani v posodi za zbiranje. Nadalje vzdolž cevi je bencin prešel v pripravljene cisterne, v katerih je bil tlak spuščen. Ta pritisk je olajšal odstranjevanje plinastih elementov. Sčasoma so bili taki plini odstranjeni, končni bencin pa je bil vlije v potrebne rezervoarje ali rezervoarje.

Več lahkih ogljikovodikov se izhlapi, bolj prožna in odporna na temperaturne učinke, ki jih je postalo kurilno olje. Zato je po tem, ko je polovico vsebine kotla prešel v bencin, nadaljevali delo. Pomagal pri določanju količine prejetega bencina, posebej nameščenega pri vgradnji merilnika. Pečica je ugasnila, cevovod je bil blokiran. Cevovodni ventil, ki ga je priključil na kompresor, nasprotno, odprli, so se hlapi premaknili v ta kompresor, tlak v njem je bil manjši. Hkrati je bila cev, ki vodi do bencina, blokirana, da bi prekinila povezavo z instalacijo. Nadaljnji ukrepi so morali počakati, da se ogrevalni kotel ohladi, izpusti snov iz njega. Za kasnejšo uporabo je bil kotel nato očiščen iz koksa in se lahko izvede nov postopek krekinga.

Faze rafiniranja nafte in namestitev Bartona

Treba je opozoriti, da so znanstveniki že dolgo opazili možnost cepljenja olja, to je razpokanja alkanov. Vendar pa se v konvencionalni destilaciji ni uporabljal, ker je bilo v tem primeru to ločevanje nezaželeno. Za to smo v procesu uporabili pregreto paro. S svojo pomočjo olje ni bilo razcepljeno, ampak izhlapelo.

V času svojega obstoja je industrija rafinerije nafte doživela več stopenj. Torej, od šestdesetih let XIX stoletja do začetka prejšnjega stoletja je bilo olje obdelano z namenom pridobitve le kerozina. Bil je takrat material, snov, s katero so ljudje v temi dobili osvetlitev. Omeniti velja, da so bile pri tej obdelavi lahke frakcije, pridobljene iz nafte, obravnavane kot odpadki. Izlili so v jarke in jih uničili z žganjem ali na kak drug način.

Postavitev razstreljevanja Bartona in njegove metode je bila temeljna stopnja celotne industrije rafiniranja nafte. Ta metoda angleškega kemika je omogočila doseganje višjega rezultata pri pridobivanju bencina. Donos tega rafiniranega izdelka, pa tudi drugih aromatskih ogljikovodikov se je večkrat povečal.

Potreba po krekingu

V začetku dvajsetega stoletja je bil bencin, po mojem mnenju, nepotreben proizvod rafiniranja nafte. V tem času je bilo na tem tipu goriva zelo malo motornega prevoza, zato gorivo ni bilo v povpraševanju. Toda sčasoma se je avtomobilska flota držav stalno povečevala in zato je bilo potrebno bencin. Šele v prvih desetih do dvanajstih letih dvajsetega stoletja se je potreba po bencinu povečala za 115-krat!

Bencin, pridobljen z enostavno destilacijo, in natančneje, njegove količine niso zadovoljile potrošnika, pa tudi samih proizvajalcev. Zato je bilo odločeno, da uporabite razpoke. To nam je omogočilo, da smo povečali hitrost proizvodnje. Zaradi tega je bilo mogoče povečati količino bencina za potrebe držav.

Nekoliko kasneje je bilo ugotovljeno, da se lahko razpoke naftnih derivatov izvajajo ne le na kurilnem olju ali dizelskem olju. Kot surovina za to je bila primerna tudi surova nafta. Tudi proizvajalci in strokovnjaki na tem področju so ugotovili, da je bencin, proizveden z metodo krekinga, bolj kakovosten. Zlasti pri uporabi v avtomobilih so delovali bolj redno in dlje kot običajno. To je bilo posledica dejstva, da je bencin, proizveden s krekingom, obdržal določene ogljikovodike, ki izgorejo med običajno destilacijo. Te snovi, ki se nato uporabljajo pri motorjih z notranjim izgorevanjem, so se lahko bolj gladko vžgale in gorile, zato so motorji delali brez eksplozij goriva.

Katalitski kreking

Cracking je proces, ki ga lahko razdelimo na dve vrsti. Uporablja se za proizvodnjo goriva, na primer, bencina. V nekaterih primerih ga lahko izvedemo z enostavno toplotno obdelavo naftnih derivatov - termičnega krekinga. V drugih primerih je ta postopek možen ne le s pomočjo visoke temperature, ampak tudi z dodatkom katalizatorjev. Takšen postopek imenujemo katalitični.

Z uporabo zadnje omenjene metode predelave proizvajalci prejmejo visoko oktanski bencin.

Menimo, da je ta vrsta najpomembnejši proces, ki zagotavlja najbolj globoko in kakovostno predelavo nafte. Kreking uvedli v industriji v tridesetih letih prejšnjega stoletja, je omogočilo proizvajalcem, da bi dobili nekatere prednosti za celoten proces. Ti vključujejo prilagodljivost, relativno enostavno usklajevanja z drugimi procesi (deasfaltirno, z vodikom, alkirovanie in t. D.). Prav ta raznolikost je mogoče pripisati znaten delež uporabo katalitičnega krekinga enoto v celotnem volumnu rafiniranja nafte.

Surovine

Kot surovina za katalitsko krekiranje se uporablja vakuumsko plinsko olje, ki je frakcija z vreliščem od 350 do 500 stopinj. Končno vrelišče se ugotavlja na različne načine in je neposredno odvisna od vsebnosti kovin. Poleg tega na indeks vpliva koksna sposobnost surovin. Ne more biti več kot tri desetine odstotka.

Potrebna je predhodna obdelava in obdelava z vodikom tako frakcijo, zaradi česar se odstranijo vse vrste žveplovih spojin. Tudi hidrotretiranje omogoča zmanjšanje sposobnosti koksanja.

Nekatere družbe, znane na trgu rafiniranja nafte, imajo več postopkov, ki jih izvajajo, v katerih se razpršijo težke frakcije. Lahko jih kokoši na šest do osem odstotkov mazuta. Poleg tega so lahko surovine ostanki hidrokrekinga. Najverjetneje redka in morda eksotična surovina je razlito kurilno olje. Podobna naprava (milisekundna tehnologija) je na voljo v Republiki Belorusiji v Rafineriji nafte Mozyr.

Dobesedno do nedavnega, ko ga uporabljamo katalitski kreking Naftni derivati ​​so uporabljali amorfni sferični katalizator. Bilo je tri do pet milimetrov kroglic. V ta namen uporabimo katalizatorje za kreking z volumnom, ki ne presega 60-80 μm (katalizator, ki vsebuje zeolit). Sestavljajo jo zeolitni elementi, ki se nahajajo na aluminosilikatnem matriksu.

Termična metoda

Kot običajno se termično kreking uporablja za predelavo naftnih derivatov, če želite dobiti izdelek z manjšo molekulsko maso. Na primer, lahko vključite nenasičeni ogljikovodiki, naftni koks, lahka motorna goriva.

Smer te metode predelave olja je odvisna od molekulske mase in narave surovin, pa tudi neposredno od pogojev, pod katerimi se pojavi krekiranje. To so sčasoma potrdili kemiki. Eden od najpomembnejših pogojev, ki vplivajo na hitrost in smer termičnega krekinga, je temperatura, tlak in trajanje procesa. Slednji dobi vidno fazo s tristo do tristo petdesetimi stopinjami. Pri opisovanju tega postopka se uporablja kinetična enačba krekinga prve stopnje. Na rezultat razpoke ali bolje, sestave svojih izdelkov vplivajo spremembe tlaka. Razlog za to je sprememba hitrosti in značilnosti sekundarnih reakcij, ki vključujejo, kot je bilo že omenjeno, polimerizacijo in kondenzacije, ki jo spremlja pokanje. Reakcijska enačba Termični proces je takšen: S20H42 = S10H20 + S10N22. Učinek je na rezultat in rezultat je še vedno volumen reagentov.

Treba je opozoriti, da crackanje olja, ki ga izvajajo navedene metode, ni edino. V proizvodni dejavnosti rafinerije nafte uporabljajo številne druge vrste tega postopka obdelave. Torej, v nekaterih primerih se uporablja tako imenovano oksidativno krekiranje, izvedeno z uporabo kisika. Uporablja se pri proizvodnji in električnem krekingu. S to metodo proizvajalci dobijo acetilen tako, da potujejo skozi električno energijo metana.