Cracare este ce? Cracare de petrol, produse petroliere, alcani. Cracare termică

Nu este un secret faptul că benzina este produsă din petrol. Cu toate acestea, majoritatea șoferilor nu se întreabă nici măcar cum se întâmplă acest proces de transformare a petrolului în combustibil pentru vehiculele preferate. Se numește crăpare, cu ajutorul căruia rafinăriile primesc nu numai benzină, ci și alte produse petrochimice necesare în viața modernă. Istoria originii acestei metode este interesantă rafinarea petrolului.

Ce este cracarea?

De ce se cheamă așa ceva? Acest cuvânt a venit de la spargerea limbii engleze, ceea ce înseamnă despicare. De fapt, acest proces este rafinarea petrolului, precum și fracțiunile sale constitutive. Este produs pentru a obține produse care au o greutate moleculară mai mică. Acestea includ ulei de lubrifiere, combustibil pentru motoare și altele asemenea. In plus, ca rezultat al acestui proces a produs produse, nevoia pentru industria chimică și petrochimică.

Cracarea alcanilor implică mai multe procese, între care condensarea și polimerizarea substanțelor. Rezultatul acestor procese este formarea cocsului de petrol și o fracțiune de fierbere la o temperatură foarte ridicată și numită reziduu de crăpare. Punctul de fierbere al acestei substanțe este mai mare de 350 de grade. Trebuie remarcat faptul că, pe lângă aceste procese, există și altele - ciclizare, izomerizare, sinteză.

Invenția lui Shukhov

Craterul de petrol, istoria sa începe în 1891. Apoi inginerul Shukhov VG. și colegul său Gavrilov S.P. a inventat o instalație industrială pentru cracare termică continuă. A fost prima instalare de acest gen din lume. Inventatorii, în conformitate cu legile imperiului rus, l-au brevetat în organismul autorizat al țării lor. Desigur, acesta a fost un model experimental. Mai târziu, după aproape un sfert de secol, soluțiile tehnice ale lui Shukhov au fost folosite ca bază pentru un cracker industrial în Statele Unite. Și în Uniunea Sovietică, primele astfel de instalații la scară industrială au început să fie fabricate și produse la uzina de cracare Sovetskiy în 1934. Această fabrică a fost localizată în Baku.

Felul in care chimistul englez Barton

La începutul secolului al XX-lea în industria petrochimică, contribuția neprețuită a fost făcută de englezul Barton, care a fost implicat în căutarea unor căi și soluții pentru obținerea benzinei din petrol. El a fost găsit absolut perfect, adică reacția de crăpare, care a dus la cel mai mare număr de fracțiuni ușoare de benzină. Înainte de aceasta, chimistul englez a fost angajat în prelucrarea produselor petroliere, inclusiv a păcurii, pentru a extrage kerosenul. După ce a rezolvat problema obținerii unor fracțiuni de benzină, Barton și-a brevetat metoda de obținere a benzinei.

În 1916, metoda Barton a fost utilizat într-un mediu industrial, și doar patru ani mai târziu, după mai mult de opt sute de unități sale deja a lucrat în fabrici.

Dependența temperaturii de fierbere a substanței de presiunea asupra acesteia este bine cunoscută. Asta este, dacă presiunea asupra unui lichid este foarte mare, atunci, în consecință, temperatura de fierbere va fi ridicată. Cu o scădere a presiunii asupra acestei substanțe, se poate fierbe deja la o temperatură mai scăzută. A fost această cunoaștere pe care chimistul Barton a folosit-o, atingând cea mai bună temperatură pentru reacția de cracare. Această temperatură este de la 425 la 475 de grade. Desigur, cu un efect atât de ridicat asupra temperaturii petrolului, se va evapora și este destul de dificil să lucrați cu substanțe vapori. Prin urmare, sarcina principală a chimistului englez a fost de a preveni fierberea și evaporarea uleiului. A început să desfășoare întregul proces sub presiune ridicată.

Cracare plante

Dispozitivul Burton a constat din mai multe elemente, inclusiv un cazan care funcționează sub presiune înaltă. Era făcut din oțel destul de gros, situat deasupra cuptorului, care, la rândul său, era echipat cu o țeavă de fum. A fost îndreptată în sus către colectorul de apă-răcitor. Apoi întreaga conductă a fost direcționată către un recipient pentru colectarea lichidului. La partea inferioară a rezervorului era o conductă ramificată, fiecare tub a cărui supapă de comandă.

Cum a fost efectuată crăparea

Procesul de fisurare a avut loc după cum urmează. Cazanul a fost umplute cu ulei, în special cu păcură. Treptat, combustibilul a fost încălzit de cuptor. Când temperatura a atins o sută treizeci de grade, apa din boiler a fost evaporată din conținutul cazanului. Trecând prin țeavă și prin răcire, apa a intrat în rezervorul de colectare și, din nou, prin conducta a căzut. În același timp, procesul a continuat în cazan, în timpul căruia alte componente, aer și alte gaze, au dispărut din combustibil. Treceau pe aceeași cale cu apa, îndreptându-se spre conducte.

Îndepărtarea apei și a gazelor, uleiul era pregătit pentru crăpături ulterioare. Cuptorul se topește mai tare, temperatura și boilerul se ridică încet până la 345 de grade. În acest moment sa produs evaporarea hidrocarburilor ușoare. Trecând prin conductă la răcitor, chiar au rămas într-o stare de gaz, spre deosebire de vaporii de apă. Odată ajuns în rezervorul de colectare, aceste hidrocarburi urmată în conductă, deoarece supapa de evacuare a fost închisă și a împiedicat-o să părăsească șanțul. Se întorceau prin conductă din nou în recipient și apoi se repetau tot drumul, fără să găsească nici o ieșire.

În consecință, în timp, au devenit din ce în ce mai mult. Rezultatul a fost creșterea presiunii în sistem. Când această presiune a ajuns la cinci atmosfere, hidrocarburile ușoare nu au putut să se evapore din cazan. Hidrocarburile, stoarcerea, au menținut o presiune uniformă în cazan, conducte, rezervorul de colectare și frigider. În același timp, divizarea hidrocarburilor grele a început din cauza temperaturii ridicate. Ca rezultat, s-au transformat în benzină, adică într-o hidrocarbură ușoară. Formarea sa a început să se producă la aproximativ 250 de grade, hidrocarburile ușoare în timpul descompunerii evaporate, condensatul format într-o cameră de răcire, colectat într-un rezervor de colectare. Mai departe de-a lungul benzinei țevile curg în tancurile pregătite, în care presiunea a fost redusă. Această presiune facilitează îndepărtarea elementelor gazoase. În timp, astfel de gaze au fost îndepărtate, iar benzina finită a fost turnată în rezervoarele sau tancurile necesare.

Cu cât hidrocarburile mai ușoare s-au evaporat, cu atât mai rezistent și mai rezistent la efectele de temperatură pe care le-a produs motorina. Prin urmare, după ce jumătate din conținutul cazanului sa transformat în benzină, au fost suspendate alte lucrări. A ajutat la determinarea cantității de benzină primită special instalată în instalarea contorului. Cuptorul a fost stins, conducta a fost blocată. Vent conducta leaga compresorul, dimpotrivă, a deschis, perechea sa mutat în acest compresor, presiunea de acolo, a fost mai puțin. În același timp, conducta care duce la benzină a fost blocată pentru a întrerupe conexiunea cu instalația. Acțiunile ulterioare au fost de așteptare ca boilerul să se răcească, drenând substanța din acesta. Pentru o utilizare ulterioară, atunci vom curăța cazanul de pata de cocs și a fost posibil să se efectueze un nou proces de cracare.

Rafinări de petrol și instalarea lui Barton

Trebuie remarcat faptul că posibilitatea de a împărți petrolul, și anume alcani de cracare, a fost observată de mult timp de oamenii de știință. Cu toate acestea, nu a fost utilizat la distilarea convențională, deoarece această împărțire a fost nedorită în această situație. Pentru aceasta, aburul supraîncălzit a fost utilizat în acest proces. Cu ajutorul lui petrolul nu a fost împărțit, ci evaporat.

De-a lungul întregii sale existențe, industria de rafinare a petrolului a experimentat mai multe etape. Deci, din moment anii șaizeci ai secolului al XIX-lea la începutul secolului trecut, uleiul este procesat pentru a produce numai kerosen. El a fost apoi un material, o substanță prin care oamenii au primit iluminare în întuneric. Este de remarcat faptul că, în timpul acestei procesări, fracțiunile ușoare obținute din ulei au fost considerate deșeuri. Au turnat în șanțuri și au fost distruse prin ardere sau prin alte mijloace.

Instalarea fisurarea Burton și metoda lui a servit ca un pas fundamental în întregul sector de rafinare a petrolului. Este acest mod de chimistul englez posibil pentru a obține un rezultat mai bun producția de benzină. Randamentul acestui produs rafinat, precum și al altor produse hidrocarburi aromatice a crescut de mai multe ori.

Nevoia de cracare

La începutul secolului al XX-lea, benzina a fost, ați putea spune, un produs inutil de rafinare a petrolului. În acel moment a fost foarte mic de transport cu motor pe acest tip de combustibil, deci nu era nevoie de combustibil. Dar, de-a lungul timpului, flota auto a țărilor a crescut constant și, în consecință, benzina era necesară. Numai în primii zece până la doisprezece ani ai secolului XX, nevoia de benzină a crescut de 115 ori!

Benzina obținută prin distilare simplă și, mai precis, volumul său nu satisface consumatorul și chiar producătorii înșiși. Prin urmare, sa decis să se utilizeze cracare. Acest lucru ne-a permis să creștem ritmul de producție. Datorită acestui fapt, a fost posibilă creșterea cantității de benzină pentru nevoile statelor.

Puțin mai târziu sa stabilit că crăparea produselor petroliere ar putea fi efectuată nu numai pe combustibil lichid sau pe motorină. Ca materie primă pentru acest lucru, țițeiul a fost de asemenea potrivit. De asemenea, producătorii și specialiștii din acest domeniu au stabilit că benzina produsă prin metoda de cracare a fost mai calitativă. În special, când au fost folosite în mașini, aceștia lucrau mai regulat și mai mult decât de obicei. Acest lucru sa datorat faptului că benzina produsă prin crăpare a reținut anumite hidrocarburi care ard în timpul distilației normale. Aceste substanțe, la rândul lor, atunci când au fost utilizate în motoarele cu combustie internă, au fost capabile să se aprindă și să ardă mai bine, ca rezultat, motoarele au lucrat fără explozii de combustibil.

Cracare catalitică

Cracking este un proces care poate fi împărțit în două tipuri. Este utilizat pentru a produce combustibil, de exemplu, benzină. În unele cazuri, se poate realiza prin tratarea termică simplă a produselor petroliere - cracare termică. În alte cazuri este posibilă punerea în aplicare a acestui proces nu numai de temperatură ridicată, dar și cu adaos de catalizatori. Un astfel de proces se numește catalizator.

Folosind ultima metodă de procesare menționată, producătorii primesc benzină cu cifră octanică ridicată.

Se crede că această specie este cel mai important proces, care asigură prelucrarea cea mai profundă și de înaltă calitate a uleiului. Instalarea cracării catalitice, introdusă în industrie în anii treizeci ai secolului trecut, a permis producătorilor să obțină avantaje incontestabile pentru întregul proces. Acestea includ flexibilitatea operațională, ușurința relativă de aliniere cu alte procese (deasfaltare, hidrotratare, alchilare, etc.). Datorită acestei versatilități, o parte semnificativă a utilizării cracării catalitice în întregul volum de rafinare a țițeiului poate fi explicată.

Materii prime

Ca materie primă pentru cracarea catalitică, se utilizează un motor gaz de vid, care este o fracțiune având un interval de fierbere de 350 până la 500 de grade. Finalul punctul de fierbere este stabilită în moduri diferite și depinde în mod direct de conținutul de metale. În plus, acest indice este afectat de capacitatea de cocsificare a materiilor prime. Nu poate fi mai mult de trei zecimi dintr-un procent.

prin hidrotratare preliminară necesară și a produs o fracțiune care este eliminat ca urmare a diferiților compuși ai sulfului. De asemenea, hidrotratarea permite reducerea capacității de cocsificare.

Unele bine-cunoscute, există mai multe procese realizate de aceștia, în care există cracarea fracțiunilor grele din companiile de pe piață rafinărie. Acestea pot fi cocsate la șase până la opt la sută din mazut. În plus, materiile prime pot fi reziduurile de hidrocracare. Cel mai probabil, rare și, probabil, exotice materii prime este vărsat combustibil. O instalare similară (tehnologia milisecunde) este disponibilă în Republica Belarus la Rafinăria Mozyr Oil.

În mod literal până de curând, când este folosit cracare catalitică produse petroliere, s-a folosit un catalizator sferic amorf. Au fost trei-cinci milimetri de mingi. Acum, în acest scop, se utilizează catalizatori de cracare cu un volum de cel mult 60-80 pm (catalizator microsferă care conține zeolit). Acestea constau dintr-un element de zeolit, situat pe o matrice de aluminosilicat.

Metoda termică

Ca de obicei, cracare termică este utilizată pentru procesarea petrolului, dacă este necesar, a lua în produsul final, cu o greutate moleculară mică. De exemplu, puteți include hidrocarburi nesaturate, cocs de petrol, carburanți ușori.

Direcția acestei metode de prelucrare a petrolului este dependentă de greutatea moleculară și de natura materiilor prime, precum și direct asupra condițiilor în care se crăparea. Acest lucru a fost confirmat de chimiști în timp. Una dintre cele mai importante condiții care afectează viteza și direcția cracării termice este temperatura, presiunea și durata procesului. Acesta din urmă primește o fază vizibilă la trei sute la trei sute cincizeci de grade. În descrierea acestui proces se utilizează ecuația cinetică de cracare de ordinul I. Rezultatul crăpării sau, mai degrabă, compoziția produselor sale este influențată de schimbările de presiune. Motivul pentru aceasta este o schimbare a vitezei și caracteristicilor reacțiilor secundare, care, așa cum am menționat mai devreme, implică polimerizarea și condensarea, care sunt însoțite de crăpare. Ecuația de reacție Procesul termic arată astfel: C20H42 = C10H20 + C10 H22. Efectul este asupra rezultatului și rezultatul este în continuare volumul reactivilor.

Trebuie remarcat faptul că cracarea uleiului, efectuată prin metodele enumerate, nu este singura. În activitatea de producție, rafinăriile de țiței utilizează multe alte tipuri de acest proces de prelucrare. Deci, în anumite cazuri, se folosește așa-numita cracare oxidativă, efectuată cu ajutorul oxigenului. Utilizat în producție și cracare electrică. Cu această metodă producătorii obțin acetilină prin trecerea prin electricitate a metanului.