Ano ang crack? Pag-crack ng langis, mga produktong langis, alkanes. Thermal cracking

Hindi lihim na ang gasolina ay ginawa mula sa langis. Gayunman, karamihan sa mga motorista ay hindi nagtatanong sa kanilang sarili kung paano ang prosesong ito ng paggawa ng gasolina sa fuel para sa kanilang mga paboritong sasakyan ay nagaganap. Ito ay tinatawag na pag-crack, sa pamamagitan ng mga refinery ng tulong nito ay hindi lamang tumatanggap ng gasolina, kundi pati na rin sa iba pang mga produktong petrochemical na kinakailangan sa modernong buhay. Ang isang kawili-wiling kuwento ay ang pinagmulan ng pamamaraang ito ng pagdadalisay ng langis. Ang imbentor ng prosesong ito at pag-install ay itinuturing na isang siyentipiko ng Russia, at ang pag-install para sa prosesong ito ay napaka-simple at lubos na nauunawaan kahit sa isang tao na hindi maintindihan ang kimika.

Ano ang pag-crack?

Bakit tinatawag na pag-crack? Ang salitang ito ay nagmula sa Ingles na pag-crack, na nangangahulugan ng paghahati. Sa katunayan, ito ang proseso ng pagdalisay ng langis, pati na rin ang mga praksiyon na bumubuo ng bahagi nito. Ito ay ginawa upang makuha ang mga produkto na may mas maliit na molekular masa. Kabilang dito ang lubricating oil, motor fuel at iba pa. Bilang karagdagan, bilang resulta ng prosesong ito, ang mga produkto na kinakailangan sa paggamit ng mga industriya ng kemikal at petrochemical ay ginawa.

Ang pag-crack ng mga alkane ay nagsasangkot ng ilang mga proseso, kasama ng mga ito ang paghalay at polimerisasyon ng mga sangkap. Ang resulta ng mga prosesong ito ay ang pagbuo ng petroleum coke at isang fraction na kumukulo sa napakataas na temperatura at tinatawag na residual crack. Ang simula ng pagkulo ng sangkap na ito ay higit sa 350 degrees. Dapat pansinin na, bilang karagdagan sa mga prosesong ito, mayroong iba pang mga - cyclization, isomerization, synthesis.

Ang pag-imbento ng Shukhov

Ang pag-crack ng langis, ang kasaysayan nito ay nagsisimula noong 1891. Pagkatapos engineer Shukhov VG. At ang kanyang kasamahan na si Gavrilov SP Invented isang pang-industriya halaman para sa patuloy na thermal crack. Ito ang unang pag-install ng uri nito sa mundo. Inventors alinsunod sa mga batas ng Russian Empire patented ito sa awtorisadong katawan ng kanilang bansa. Siyempre, ito ay isang pang-eksperimentong modelo. Nang maglaon, pagkatapos ng halos isang-kapat ng isang siglo, ang mga teknikal na solusyon ng Shukhov ay ginamit bilang batayan para sa isang pang-industriya cracker sa Estados Unidos. At sa Unyong Sobyet, ang unang mga instalasyon sa isang pang-industriya na sukat ay sinimulan na ginawa at ginawa sa planta ng Sovetskiy Cracking noong 1934. Ang pabrika na ito ay matatagpuan sa Baku.

Ang paraan ng English chemist Barton

Sa simula ng ikadalawampu siglo, isang napakahalagang kontribusyon sa industriya ng petrochemical ay ginawa ng Ingles na Barton, na naghahanap ng mga paraan at solusyon para sa pagkuha ng gasolina mula sa langis. Siya ay natagpuan ganap na perpektong paraan, iyon ay, ang reaksyon ng pag-crack, na nagresulta sa pinakamaraming bilang ng magaan na mga fraction ng gasolina. Bago iyon, isang botika ng Ingles ang nakatuon sa pagproseso ng mga produktong petrolyo, kabilang ang langis ng gasolina, upang kunin ang gas. Na nalutas ang problema ng pagkuha ng mga fraction ng gasolina, pinatotohanan ni Barton ang kanyang paraan ng pagkuha ng gasolina.

Noong 1916, ginamit ang paraan ng Barton sa mga kondisyong pang-industriya, at pagkaraan ng apat na taon, higit sa walong daan ng mga pag-install nito ang nagtatrabaho nang husto sa mga negosyo.

Ang pag-asa ng temperatura ng pagkulo ng sangkap sa presyon nito ay mahusay na kilala. Iyon ay, kung ang presyon sa ilang mga likido ay napakataas, kung gayon, dahil dito, ang temperatura ng pag-init nito ay mataas. Sa pagbaba sa presyon sa sangkap na ito, maaari itong pakuluan na sa mas mababang temperatura. Ang kaalaman na ito na ginamit ng chemist na si Barton, pagkamit ng pinakamahusay na temperatura para sa reaksyon ng pag-crack. Temperatura na ito ay mula 425 hanggang 475 degrees. Siyempre, may tulad na isang mataas na temperatura epekto sa langis, ito ay evaporate, at ito ay sa halip mahirap na magtrabaho sa vaporous sangkap. Samakatuwid, ang pangunahing gawain ng English chemist ay upang maiwasan ang pagkulo at pagsingaw ng langis. Sinimulan niyang isakatuparan ang buong proseso sa ilalim ng mataas na presyon.

Planta ng pag-crack

Ang Burton device ay binubuo ng maraming elemento, kabilang ang isang boiler na tumatakbo sa ilalim ng mataas na presyon. Ito ay ginawa ng medyo makapal na asero, ay matatagpuan sa itaas ng pugon, kung saan, sa turn, ay nilagyan ng isang pipe ng usok. Ito ay itinuro sa itaas sa kolektor ng tubig-palamigan. Pagkatapos ang buong pipeline ay nakadirekta sa isang lalagyan para sa pagkolekta ng likido. Sa ilalim ng tangke ay isang branched pipe, ang bawat tubo na may control valve.

Paano ginagalaw ang pag-crack

Ang proseso ng pag-crack ay naganap sa mga sumusunod. Ang boiler ay puno ng langis, sa partikular, gasolina langis. Unti-unti, pinainit ng langis ng gasolina ang pugon. Kapag ang temperatura ay umabot sa isang daan at tatlumpung degree, ang tubig sa ito ay evaporated (iga). Sa paglipas ng tubo at paglamig, ang tubig na ito ay nakuha sa tangke ng pagkolekta, at mula roon ay muling bumaba ang tubo. Kasabay nito, nagpatuloy ang proseso sa boiler, kung saan ang iba pang mga sangkap, hangin at iba pang mga gas ay nawala mula sa fuel oil. Lumipat sila sa parehong landas tulad ng tubig, patungo sa pipeline.

Pag-alis ng tubig at gas, ang langis ay handa na para sa kasunod na pag-crack. Ang kalan ay natutunaw nang mas matagal, ang temperatura ng kanyang at ang boiler ay dahan-dahang tumaas hanggang umabot sa 345 degrees. Sa oras na ito, ang pagsingaw ng mga ilaw na hydrocarbon ay naganap. Ang pagpasa sa tubo sa palamigan, sila kahit na nanatili sa isang estado ng gas, hindi katulad ng singaw ng tubig. Sa sandaling nasa tangke ng pagkolekta, sinunod ng mga hydrocarbons na ito ang pipeline, habang ang sarado na balbula ay sarado at pumigil sa kanila na umalis sa kanal. Sila ay bumalik sa pamamagitan ng pipe muli sa lalagyan, at pagkatapos ay paulit-ulit na muli ang lahat ng mga paraan, sa paghahanap ng walang paraan out.

Gayunpaman, sa paglipas ng panahon, sila ay naging mas at higit pa. Ang resulta ay ang lumalaking presyon sa sistema. Nang umabot ang presyur na ito ng limang mga atmospheres, ang mga ilaw na hydrocarbons ay hindi na makalalampag mula sa boiler. Ang mga hydrocarbon, lamuyot, pinanatili ang isang pare-parehong presyon sa boiler, ang pipeline, ang tangke ng pagkolekta at ang refrigerator. Kasabay nito, ang paghahati ng mabigat na mga hydrocarbon ay nagsimula dahil sa mataas na temperatura. Bilang isang resulta, sila ay naging gasolina, iyon ay, sa isang ilaw na hydrocarbon. Ang pagbuo nito ay nagsimulang mangyari sa tungkol sa 250 degrees, ang mga ilaw na hydrocarbons sa panahon ng agnas ay umuuga, na bumubuo ng condensate sa cooling chamber, na nakolekta sa tangke ng koleksyon. Pagkatapos, sa pamamagitan ng tubo, ang gasolina ay dumaloy sa mga inihanda na mga tangke, kung saan ang presyon ay binabaan. Ginawa ng presyur na ito ang pag-alis ng mga elemento ng gas. Sa paglipas ng panahon, ang mga naturang gas ay inalis, at ang natapos na gasolina ay ibinuhos sa mga kinakailangang reservoir o tangke.

Ang mas maraming ilaw ng hydrocarbons ay umuuga, mas nababanat at lumalaban sa temperatura na epekto ng langis ng gasolina. Samakatuwid, pagkalipas ng kalahati ng mga nilalaman ng boiler sa gasolina, ang karagdagang trabaho ay nasuspinde. Nakatulong sa pagtukoy ng halaga ng gasolina na natanggap lalo na naka-install sa pag-install ng meter. Ang oven ay pinatay, ang pipeline ay na-block. Ang balbos ng pipeline na nakakonekta nito sa tagapiga, sa kabaligtaran, binuksan, ang mga singaw ay inilipat sa tagapiga na ito, ang presyon nito ay mas mababa. Sa parehong oras, ang tubo na humahantong sa gasolina ay hinarang upang ihiwalay ang koneksyon nito sa halaman. Ang karagdagang mga aksyon ay maghintay para sa boiler upang mag-lamig, draining ang sangkap sa labas ng ito. Para sa kasunod na paggamit, ang boiler ay pagkatapos ay linisin ng mga magkouk na deposito, at isang bagong proseso ng crack na maaaring maisagawa.

Mga antas ng pagdadalisay ng langis at pag-install ng Barton

Dapat pansinin na ang posibilidad ng paghahati ng langis, na pag-crack ng mga alkane, ay napansin ng mga siyentipiko. Gayunpaman, hindi ito ginamit sa maginoo na paglilinis, dahil ang paghahati na ito ay hindi kanais-nais sa sitwasyong ito. Para sa mga ito, ang overheated steam ay ginamit sa proseso. Ang langis ng tulong nito ay hindi nahati, ngunit umuuga.

Sa kabuuan nito, ang industriya ng pagdalisay ng langis ay nakaranas ng maraming yugto. Kaya, mula sa mga ikaanimnapung taon ng XIX century hanggang sa simula ng huling siglo, ang langis ay naproseso para sa layunin ng pagkuha ng langis. Siya noon ay isang materyal, isang sangkap na kung saan ang mga tao ay tumanggap ng pag-iilaw sa dilim. Kapansin-pansin na sa panahon ng naturang pagproseso, ang mga fracture ng timbang na nakuha mula sa langis ay itinuturing na basura. Sila ay nagbubuhos sa mga kanal at nawasak sa pamamagitan ng pagsunog o iba pang paraan.

Ang pag-install ng cracking ng Barton at ang paraan nito ay nagsisilbi bilang isang pangunahing yugto sa buong industriya ng pagdadalisay ng langis. Ito ang paraan ng Ingles na botika na naging posible upang makamit ang isang mas mataas na resulta ng pagkuha ng gasolina. Ang ani ng produktong ito ng pagdalisay ng langis, pati na rin ng iba pang mga aromatikong hydrocarbons, ay tumaas nang maraming beses.

Ang pangangailangan para sa pag-crack

Noong unang bahagi ng ikadalawampu siglo, ang gasolina ay, maaari mong sabihin, isang hindi kinakailangang produkto ng pagdadalisay ng langis. Nagkaroon ng napakakaunting sasakyang de-motor na nagtatrabaho sa ganitong uri ng gasolina sa oras na iyon, kaya ang gasolina ay hindi hinihiling. Ngunit sa paglipas ng panahon, ang mga fleet ng mga bansa ay lumago steadily, ayon sa pagkakabanggit, at kinakailangang gasolina. Sa unang sampu hanggang labindalawang taon ng ikadalawampu siglo, ang pangangailangan para sa gasolina ay nadagdagan ng 115 ulit!

Gasolina na nakuha sa pamamagitan ng simpleng paglilinis, at, mas tiyak, ang mga volume nito ay hindi nakakatugon sa mga mamimili, at maging ang mga producer mismo. Samakatuwid, ito ay nagpasya na gamitin crack. Ito ay nagbibigay-daan sa amin upang madagdagan ang bilis ng produksyon. Dahil dito, posible na mapataas ang halaga ng gasolina para sa mga pangangailangan ng mga estado.

Di-nagtagal, itinatag na ang pag-crack ng mga produktong petrolyo ay maisasakatuparan hindi lamang sa fuel oil o langis ng diesel. Bilang raw na materyales para dito, angkop na langis ng krudo. Gayundin, tinukoy ng mga tagagawa at mga espesyalista sa larangang ito na ang gasolina na ginawa ng paraan ng pag-crack ay mas may husay. Sa partikular, kapag ginamit sa mga kotse sila ay nagtrabaho ng mas regular at mas mahaba kaysa sa karaniwan. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang gasolina na ginawa ng pag-crack na pinanatili ang ilang mga hydrocarbons na sinusunog sa panahon ng normal na paglilinis. Ang mga sangkap na ito, gayunpaman, kapag ginamit sa panloob na mga engine ng pagkasunog ay nakapag-apoy at nagsunog nang mas maayos, bilang resulta, ang mga engine ay nagtrabaho nang walang pagsabog ng gasolina.

Catalytic cracking

Ang crack ay isang proseso na maaaring nahahati sa dalawang uri. Ito ay ginagamit upang gumawa ng gasolina, halimbawa, gasolina. Sa ilang mga kaso, maaari itong isagawa sa pamamagitan ng simpleng thermal paggamot ng mga produktong petrolyo - thermal crack. Sa ibang mga kaso, ang prosesong ito ay posible hindi lamang sa tulong ng mataas na temperatura, kundi pati na rin sa pagdaragdag ng mga catalyst. Ang ganitong proseso ay tinatawag na catalytic.

Gamit ang huling nabanggit na paraan ng pagpoproseso, ang mga tagagawa ay tumatanggap ng mataas na oktano na gasolina.

Ito ay pinaniniwalaan na ang species na ito ang pinakamahalagang proseso, na nagbibigay ng pinakamalalim at mataas na kalidad na pagproseso ng langis. Ang pag-install ng catalytic cracking, na ipinakilala sa industriya noong tatlumpu't tatlumpu ng huling siglo, ay pinahihintulutan ang mga producer na makakuha ng mga di-kanais-nais na pakinabang para sa buong proseso. Kabilang dito ang kakayahang umangkop sa pagpapatakbo, kamag-anak kadalasan ng pagkakahanay sa iba pang mga proseso (deasphalting, hydrotreatment, alkylation, atbp.). Ito ay salamat sa kagalingan na ito na ang isang makabuluhang bahagi ng paggamit ng catalytic cracking sa buong dami ng paglilinis ng langis ay maaaring ipaliwanag.

Mga materyales sa hilaw

Bilang isang feedstock para sa catalytic cracking, isang vacuum gas oil ay ginagamit, na isang fraction na may isang kumukulong hanay ng 350 hanggang 500 degrees. Ang pangwakas na pinaghalong punto ay nakaayos nang naiiba at depende nang direkta sa nilalaman ng metal. Bilang karagdagan, ang index na ito ay apektado din ng kakayahan ng coking ng hilaw na materyales. Hindi ito maaaring higit sa tatlong-ikasampu ng isang porsiyento.

Ang paunang kinakailangan at hydrotreated tulad fraction, bilang isang resulta na kung saan ang lahat ng mga uri ng asupre compounds ay inalis. Pinapayagan din ng hydrotreatment upang mabawasan ang kakayahan sa coking.

Sa ilang mga kumpanya na kilala sa merkado ng pagpino ng langis, may ilang mga proseso na ginagawa nila, kung saan ang pag-crack ng mga mabibigat na fractions ay nagaganap. Maaari silang maging coked sa anim hanggang walong porsiyento ng gasolina ng langis. Bilang karagdagan, ang mga raw na materyales ay maaaring ang mga residues ng hydrocracking. Ang pinaka-malamang, bihira at, maaari itong sabihin, galing sa ibang bansa raw na materyal ay bubo fuel langis. Ang isang katulad na pag-install (millisecond technology) ay magagamit sa Republika ng Belarus sa Mozyr Oil Refinery.

Literal na hanggang kamakailan lamang, kapag ginamit ang catalytic cracking ng mga produktong petrolyo, ginamit ang isang amorphous spherical catalyst. Ito ay isang tatlong-limang milimetro na bola. Ngayon para sa mga layunin na ito cracking catalysts na may isang dami ng hindi hihigit sa 60-80 μm (zeolite-naglalaman microspherical katalista) ay ginagamit. Binubuo ang mga ito ng zeolite elemento, na matatagpuan sa isang aluminosilicate matrix.

Thermal method

Gaya ng dati, ginagamit ang thermal cracking para sa pagproseso ng mga produktong petrolyo, kung kinakailangan upang makakuha ng isang produkto na may mas maliit na molekular timbang bilang isang resulta. Halimbawa, tulad ng unsaturated hydrocarbons, petroleum coke, light fuel fuels.

Ang direksyon ng pamamaraang ito ng pagpoproseso ng langis ay depende sa molekular na timbang at likas na katangian ng mga hilaw na materyales, at direkta rin sa mga kondisyon kung saan nangyayari ang pag-crack mismo. Ito ay kinumpirma ng mga chemist sa paglipas ng panahon. Ang isa sa mga pinakamahalagang kondisyon na nakakaapekto sa bilis at direksyon ng thermal crack ay ang temperatura, presyon at tagal ng proseso. Ang huli ay tumatanggap ng isang nakikitang bahagi sa tatlong daan hanggang tatlong daan at limampung degree. Sa paglalarawan ng prosesong ito, ginamit ang first-order crack na kinetic equation. Ang resulta ng pag-crack, o sa halip, ang komposisyon ng mga produkto nito ay naiimpluwensyahan ng mga pagbabago sa presyon. Ang dahilan para sa mga ito ay isang pagbabago sa bilis at mga katangian ng pangalawang reaksyon, na, tulad ng nabanggit mas maaga, kasangkot polimerisiyesyon at paghalay, na sinamahan ng crack. Ang equation ng reaksyon para sa thermal na proseso ay ang mga sumusunod: C20H42 = C10H20 + C10 H22. Ang epekto ay sa resulta at ang resulta ay pa rin ang dami ng mga reagents.

Dapat pansinin na ang pag-crack ng langis, na isinagawa ng mga nakalistang pamamaraan, ay hindi lamang isa. Sa aktibidad ng produksyon, ginagamit ng mga refinery ng langis ang maraming iba pang mga uri ng prosesong ito ng pagproseso. Kaya, sa ilang mga kaso, ang tinatawag na oxidative crack, na ginagamit sa paggamit ng oxygen, ay ginagamit. Ginagamit ito sa produksyon at de-kuryenteng pag-crack. Sa pamamagitan ng pamamaraan ng mga tagagawa makakuha ng acetylene sa pamamagitan ng pagdaan sa kuryente mitein.