Доповідь з хімії склав: учень 10 класу школа № 653 Миколаїв А.
Санкт - Петербург 2003
Крекінг винайшов російський інженер Шухов в 1891 р. У 1913 р. винахід Шухова почали застосовувати в Америці. В даний час у США 65% усіх бензинів виходить на крекінг-заводах.
Апаратура крекінг-заводів в основному та ж, що і заводів для перегонки нафти. Це - печі, колони. Але режим переробки інший. Інше і сировину.
Слово "крекінг" означає розщеплення. На крекінг-заводах вуглеводні не переганяються, а розщеплюються. Процес ведеться при більш високих температурах (до 600о), часто при підвищеному тиску.
При таких температурах великі молекули вуглеводнів раздробляется на більш дрібні.
Мазут густий і важкий, його питома вага близький до одиниці. Це тому, що він складається із складних і великих молекул вуглеводнів.
Коли мазут піддається крекінгу, частина складових його вуглеводнів раздробляется на більш дрібні. А з дрібних вуглеводнів як раз і складаються легкі нафтові продукти - бензин, гас.
Мазут - залишок первинної перегонки. На крекінг-заводі знову піддається переробці, і з нього, так само як з нафти на заводі первинної перегонки, отримують бензин, нафта гас.
При первинної перегонки нафту піддається тільки фізичним змін. Від неї відганяються легкі фракції, тобто відбираються частини її, що киплять при низьких температурах і складаються з різних за величиною вуглеводнів. Самі вуглеводні залишаються при цьому незмінними.
При крекінгу нафту піддається хімічних змін. Змінюється будова вуглеводнів. В апаратах крекінг-заводів відбуваються складні хімічні реакції. Ці реакції посилюються, коли в апаратуру вводять каталізатори.
Одним з таких каталізаторів є спеціально оброблена глина. Ця глина в дрібному роздробленому стані - у вигляді пилу - вводиться в апаратуру заводу. Вуглеводні, що знаходяться в пароподібному і газоподібному стані, з'єднуються з порошинами глини й розбиває на їх поверхні. Такий крекінг називається крекінгом з пилоподібним каталізатором. Цей вид крекінгу тепер широко поширюється.
Каталізатор потім відділяється від вуглеводнів. Вуглеводні йдуть своїм шляхом на ректифікацію і в холодильники, а каталізатор - у свої резервуари, де його властивості відновлюються.
Каталізатори - найбільше досягнення нафтопереробки.
На крекінг-установках всіх систем отримують бензин, нафта, гас, соляр і мазут.
Головну увагу приділяють бензину. Його намагаються отримати більше і обов'язково кращої якості. Каталітичний крекінг з'явився саме в результаті довголітньої, наполегливої боротьби нафтовиків за підвищення якості бензину.
У результаті крекінгу крім бензину отримують також алкени, необхідні як сировина для хімічної промисловості. Крекінг у свою чергу підрозділяється на три найважливіших типу: гідрокрекінг, каталітичний крекінг і термічний крекінг.
Гідрокрекінг. Цей різновид крекінгу дозволяє перетворювати висококиплячі фракції нафти (воски та важкі масла) в низкокипящие фракції. Процес гідрокрекінгу у тому, що подвергаемую крекінгу фракцію нагрівають під дуже високим тиском в атмосфері водню. Це призводить до розриву великих молекул і приєднання водню до фрагментами. У результаті утворюються насичені молекули невеликих розмірів. Гідрокрекінг використовується для отримання газойлю і бензинів з важких фракцій.
Каталітичний крекінг. Цей метод призводить до утворення суміші насичених і ненасичених продуктів. Каталітичний крекінг проводиться при порівняно невисоких температурах, а в якості каталізатора використовується суміш кремнезему та глинозему. Таким шляхом отримують високоякісний бензин і ненасичені вуглеводні з важких фракцій нафти.
Термічний крекінг. Великі молекули вуглеводнів, які у важких фракціях нафти, можуть бути розщеплені на менші молекули шляхом нагрівання цих фракцій до температур, що перевищують їх температуру кипіння. Як і при каталітичному крекінгу, у цьому випадку отримують суміш насичених і ненасичених продуктів. Наприклад,
Термічний крекінг має особливо важливе значення для отримання ненасичених вуглеводнів, наприклад етилену і пропену. Для термічного крекінгу використовуються парові крекінг-установки. У цих установках вуглеводневу сировину спочатку нагрівають в печі до 800 ° С, а потім розбавляють його парою. Це збільшує вихід алкенів. Після того як великі молекули вихідних вуглеводнів расщепятся більш дрібні молекули, гарячі гази охолоджують приблизно до 400СС водою, яка на стиснений пар. Потім охолоджені гази надходять в ректифікаційної (фракційну) колону, де вони охолоджуються до 40 ° С. Конденсація більших молекул призводить до утворення бензину і газойлю. Несконденсировавшиеся гази стискують у компресорі, який приводиться в дію стисненим парою, отриманим на стадії охолодження газів. Остаточний поділ продуктів виробляється в колонах фракційної перегонки.
Список літератури
"Книга для читання по хімії (частина друга)" Автори: К. Я. Парменов, Л. М. Сморгонский, Л. А. Цвєтков.
Ресурси Інтернет: сайт http://www.km.ru/education (Велика енциклопедія Кирила і Мефодія)