Što je pucanje? Pukotina nafte, naftnih proizvoda, alkana. Termičko pucanje

Nije tajna da se benzin proizvodi od ulja. Međutim, većina se vozača čak i ne pitaju kako se taj proces pretvaranja ulja u gorivo za svoje omiljene vozila događa. Zove se pukotina, uz pomoć svojih rafinerija primaju ne samo benzin, već i druge petrokemijske proizvode potrebne u suvremenom životu. Povijest podrijetla ove metode je zanimljiva rafiniranje nafte.

Što je pucanje?

Zašto je pucanje tzv. Ta je riječ došla od pukotina engleskog jezika, što znači razdvajanje. Zapravo, to je proces prerade nafte, kao i frakcije koje su dio nje. Proizvodi se radi dobivanja proizvoda koji imaju manju molekularnu težinu. To uključuje ulje za podmazivanje, motorna goriva i slično. Nadalje, kao rezultat ovog procesa, proizvodi se proizvodi potrebni za uporabu kemijskih i petrokemijskih industrija.

Pukotina alkana uključuje nekoliko procesa, među njima kondenzacija i polimerizacija tvari. Rezultat tih procesa je stvaranje naftnog koksa i frakcija koja vreli na vrlo visokoj temperaturi i naziva se krekingni ostatak. Vrelište ove tvari je više od 350 stupnjeva. Treba napomenuti da osim ovih procesa postoji i druga - ciklizacija, izomerizacija, sinteza.

Izum Shukhova

Krekiranje ulja, njegova povijest započinje 1891. Zatim je inženjer Shukhov VG. i njegov kolega Gavrilov S.P. izumio je industrijsku postrojenja za kontinuirano toplinsko krekiranje. To je bila prva instalacija takve vrste u svijetu. Izumitelji u skladu sa zakonima Ruskog Carstva patentiraju ga u ovlaštenom tijelu svoje zemlje. Naravno, to je bio eksperimentalni model. Kasnije, nakon skoro četvrtine stoljeća, Shukhovska tehnička rješenja korištena su kao osnova za industrijski cracker u Sjedinjenim Državama. U Sovjetskom Savezu prve takve instalacije na industrijskoj razini počele su se proizvoditi i proizvesti u postrojenju Sovetskiy Cracking 1934. Ta je tvornica bila smještena u Baku.

Put engleskoga kemičara Bartona

U ranom dvadesetom stoljeću, petrokemijska industrija je napravio neprocjenjiv doprinos Englez Barton, tražiti načine i rješenja za proizvodnju benzina iz nafte. Pronađen je apsolutno savršen način, to jest reakcija pucanja, što je rezultiralo najvećim brojem laganih benzinskih frakcija. Prije toga, engleski kemičar bio je angažiran u obradi naftnih derivata, uključujući i loživo ulje, da se izvuče kerozin. Nakon što je riješio problem dobivanja benzinskih frakcija, Barton je patentirao svoju metodu dobivanja benzina.

Godine 1916., Barton je metoda koristi u industrijskom okruženju, a samo četiri godine kasnije, nakon više od osam stotina svojih jedinica već se radi u tvornicama.

Poznato je ovisnost temperature ključanja tvari na tlak na njemu. To jest, ako je pritisak na neku tekućinu vrlo visoka, tada će, prema tome, temperatura ključanja biti visoka. Smanjenjem pritiska na tu tvar, može se kuhati već na nižoj temperaturi. Bilo je to znanje koje je upotrijebio kemičar Barton, postizajući najbolju temperaturu za reakciju pucanja. Ova temperatura je od 425 do 475 stupnjeva. Naravno, s takvim visokotemperaturnim učinkom na ulje, isparava se, a prilično je teško raditi s isparavanjem tvari. Stoga je glavni zadatak engleskog kemičara bio spriječiti ključanje i isparavanje ulja. Počeo je provoditi cijeli proces pod visokim pritiskom.

Pukotina

Uređaj Burton sastojao se od nekoliko elemenata, uključujući kotao koji radi pod visokim pritiskom. Izrađen je od prilično debelog čelika, smještenog iznad peći, koji je zauzvrat bio opremljen dimnom cijevi. Bio je usmjeren prema gore prema hladnjaku za skupljanje vode. Tada je cijeli cjevovod usmjeren na spremnik za sakupljanje tekućine. Na dnu spremnika bila je razgranana cijev, od kojih svaka cijev ima kontrolni ventil.

Kako je izvršeno pucanje

Postupak krekiranja dogodio se na sljedeći način. Kotao je napunjen uljem, posebice, s loživim uljem. Postupno se loživo ulje grije na peći. Kad je temperatura dosegla stotinu i trideset stupnjeva, voda sadržana u kotlu bila je isparena iz sadržaja kotla. Prolazeći kroz cijev i hlađenje, ova voda je ušla u spremnik za prikupljanje, a odatle opet kroz cijev silazila. Istodobno je proces nastavljen u kotlu, tijekom kojeg su ostali dijelovi, zrak i drugi plinovi nestali iz loživog ulja. Prošli su istim putem kao i voda, krenuvši prema cjevovodu.

Uzimajući osloboditi od vode i plinova, ulje je bilo spremno za kasnije pucanje. Peć je topao sve teže, temperatura i kotao polako su porasli dok nije dosegla 345 stupnjeva. U ovom trenutku došlo je do isparavanja lakih ugljikovodika. Prolazeći kroz cijev na hladnjak, čak su i oni ostali u stanju plina, za razliku od vodene pare. Jednom u spremniku, tih ugljikovodika nakon čega slijedi cjevovod, jer je ispušni ventil zatvoren i spriječio ih da napuste jarak. Ponovno su se vraćali kroz cijev u spremnik, a zatim su se ponavljali sve dok nisu pronašli izlaz.

Prema tome, s vremenom su postali sve više i više. Rezultat je bio rastući pritisak u sustavu. Kad je taj pritisak dostigao pet atmosfera, lagani ugljikovodici nisu bili u stanju ispariti iz kotla. Ugljikovodici, stiskanje, održavali su jedinstveni tlak u kotlu, cjevovodu, spremniku za prikupljanje i hladnjaku. Istovremeno je počelo s cijepanjem teških ugljikovodika zbog visoke temperature. Kao rezultat toga, pretvorili su se u benzin, to jest, u lagani ugljikovodik. Njegovo formiranje počinje pojavljivati ​​na oko 250 stupnjeva, svjetlo ugljikovodici cijepanjem ispari, kondenzat formirana u komorici za hlađenje, uzima se u kolektoru. Dalje uzduž cjevovodnog benzina teče u pripremljene spremnike, u kojima je pritisak smanjen. Ovaj pritisak olakšava uklanjanje plinovitih elemenata. Tijekom vremena, takvi plinovi su uklonjeni, a gotov benzin je uliven u potrebne spremnike ili spremnike.

Što je više lakih ugljikovodika ispario, to je otpornije i otpornije na temperaturne učinke ulja za loženje. Stoga, nakon što je pola sadržaja kotla pretvorio u benzin, daljnji rad je obustavljen. Pomogao u određivanju količine benzina primljenog posebno instaliranog u instalaciju mjerača. Pećnica je bila ugasena, cjevovod je bio blokiran. Ventil cjevovoda koji ga je povezao s kompresorom, naprotiv, otvorio se, pare su se preselile na ovaj kompresor, tlak u njemu bio je manji. Istodobno, cijev koja je dovela do benzina bila je blokirana radi odsijecanja veze s instalacijom. Daljnje mjere su bile da pričekaju da se kotao ohladi, ispuštajući tvar iz njega. Za naknadnu uporabu, kotao je zatim očišćen od naslaga koksa i mogao bi se provesti novi postupak krekiranja.

Faze rafiniranja nafte i instalacije Bartona

Treba napomenuti da su znanstvenici već dugo primijetili mogućnost cijepanja nafte, to jest pucanja alkana. Međutim, nije se upotrebljavao u konvencionalnoj destilaciji, budući da je ovo podjelu bilo nepoželjno u ovoj situaciji. Za to je u procesu korištena pregrijana para. Uljem za pomoć nije podijeljeno, već je isparilo.

Tijekom svog postojanja, industrija rafiniranja nafte doživjela je nekoliko faza. Dakle, od šezdesetih godina XIX. Stoljeća do početka prošlog stoljeća, ulje je obrađeno radi dobivanja samo kerozina. Tada je bio materijal, tvar kroz koju su ljudi primili osvjetljenje u mraku. Važno je napomenuti da su tijekom ove prerade, lagane frakcije dobivene iz ulja bile smatrane otpadom. Izlijevali su u jame i uništeni paljenjem ili nekim drugim sredstvima.

Instalacija pucanja Bartona i njegove metode služila je kao temeljna faza cjelokupne industrije rafiniranja nafte. Upravo je ta metoda engleskog kemičara omogućila postizanje višeg rezultata dobivanja benzina. Prinos ovog rafiniranog proizvoda, kao i ostalih aromatski ugljikovodici povećao se nekoliko puta.

Potreba za pucanja

Početkom dvadesetog stoljeća benzin je, recimo, bio nepotrebni proizvod rafiniranja nafte. Tada je bilo vrlo malo motornog prometa na ovom tipu goriva, tako da gorivo nije bilo traženo. Ali s vremenom je automobilska flota zemalja postupno rasla, pa je stoga potreban benzin. Samo u prvih deset do dvanaest godina dvadesetog stoljeća potreba za benzinom povećana je za 115 puta!

Benzin dobiven jednostavnom destilacijom, točnije, njen volumen nije zadovoljio potrošača, pa čak i samog proizvođača. Stoga je odlučeno upotrijebiti pucanje. To nam je omogućilo povećanje brzine proizvodnje. Zahvaljujući tome, bilo je moguće povećati količinu benzina za potrebe država.

Malo kasnije ustanovljeno je da se pucanje naftnih derivata može provesti ne samo na loživom ulju ili dizelskom ulju. Kao sirovina za to, također je bilo prikladno sirove nafte. Također, proizvođači i stručnjaci u ovom području odredili su da je benzin proizveden metodom pucanja bio kvalitativniji. Konkretno, kada su se koristili u automobilima, radili su redovito i duže nego inače. To je bilo zbog činjenice da je benzin proizveden krekiranjem zadržao određene ugljikovodike koji se spaljuju tijekom normalne destilacije. Te tvari se, pak, kada se koristi u motorima s unutarnjim izgaranjem imaju svojstvo da zapaliti i izgorjeti više glatko, kao rezultat motora nije eksplozije goriva.

Katalitička pucanja

Pukotina je proces koji se može podijeliti u dvije vrste. Koristi se za proizvodnju goriva, na primjer, benzina. U nekim slučajevima može se provesti jednostavnom termičkom obradom naftnih produkata - toplinskom krekiranju. U drugim slučajevima, ovaj postupak je moguć ne samo uz pomoć visoke temperature, već i uz dodatak katalizatora. Takav se proces naziva katalitičkim.

Korištenjem zadnje navedene metode obrade, proizvođači dobivaju visokotaktan benzin.

Vjeruje se da je ova vrsta najvažniji proces, koji pruža najdublju i najkvalitetniju preradu nafte. Instalacija katalitičkog krekiranja, uvedena u industriju tridesetih godina prošlog stoljeća, omogućila je proizvođačima da dobiju nedvojbene prednosti za cijeli proces. To uključuje fleksibilnost u radu, relativnu jednostavnost usklađivanja s drugim procesima (deasfaltiranje, hidriranje, alkiliranje itd.). Zahvaljujući toj svestranosti, može se objasniti značajan dio korištenja katalitičkog pucanja u cjelokupnom obujmu prerade nafte.

Sirovine

Kao sirovina za katalitičko krekiranje, koristi se vakuumski plinovito ulje, što je frakcija koja ima područje vrenja od 350 do 500 stupnjeva. Posljednji vrelište utemeljen je na različite načine i izravno ovisi o sadržaju metala. Osim toga, ovaj indeks utječe na sposobnost kokiranja sirovina. Ne može biti više od tri desetine posto.

Potrebna je preliminarna i hidrolizirana takva frakcija, zbog čega se uklanjaju sve vrste sumpornih spojeva. Također hidroobrada omogućuje smanjenje sposobnosti kokiranja.

Neke od tvrtki poznatih na tržištu prerade nafte imaju nekoliko procesa koje obavljaju, u kojima su napuknute teške frakcije. Može ih se smjestiti na šest do osam posto mazuta. Pored toga, sirovine mogu biti ostaci hidrokrekiranja. Najvjerojatnije rijetka i možda egzotična sirovina je proliveno ulje. Slična instalacija (milisekundna tehnologija) dostupna je u Republici Bjelorusiji u Rafineriji nafte Mozyr.

Doslovno do nedavno, kada se koristi katalitičko krekiranje naftnih produkata, upotrijebljen je amorfni sferni katalizator. Bilo je to tri do pet milimetarskih lopti. Sada se u tu svrhu upotrebljavaju pucanje katalizatora volumena ne više od 60-80 um (katalizator mikrosfera koji sadrži zeolit). Oni se sastoje od elementa zeolita koji se nalaze na aluminosilikatnoj matrici.

Termička metoda

Kao i obično, toplinsko krekiranje se koristi za obradu naftnih proizvoda, ako želite dobiti proizvod s manjom molekularnom težinom. Na primjer, možete uključiti nezasićenih ugljikovodika, naftni koks, svjetlo motorna goriva.

Smjer ove metode prerade nafte ovisi o molekularnoj težini i prirodi sirovina, kao io izravnim uvjetima u kojima se pojavljuje pucanje. To su potvrdili kemičari tijekom vremena. Jedan od najvažnijih uvjeta koji utječu na brzinu i smjer termičkog pucanja je temperatura, tlak i trajanje procesa. Potonji dobiva vidljivu fazu od tri stotine do tri stotine i pedeset stupnjeva. Pri opisivanju ovog postupka koristi se kinetička jednadžba krekiranja prvog reda. Rezultat pucanja, ili bolje, sastav njezinih proizvoda pod utjecajem promjena tlaka. Razlog za to je promjena brzine i karakteristika sekundarnih reakcija koje, kao što je ranije spomenuto, uključuju polimerizaciju i kondenzaciju, što je popraćeno krekiranjem. Reakcijska jednadžba Toplinski proces izgleda ovako: С20Н42 ​​= С10Н20 + С10 Н22. Učinak je na rezultat i rezultat je i dalje volumen reagensa.

Treba napomenuti da pucanje nafte, provedeno navedenim metodama, nije jedini. U proizvodnoj djelatnosti, rafinerije nafte koriste mnoge druge vrste procesa obrade. Tako se u nekim slučajevima koristi takozvani oksidacijski pucanje, koji se provodi uz upotrebu kisika. Koristi se u proizvodnji i električnom pucanju. Ovom metodom proizvođači dobivaju acetilen prolazeći elektricitetom metana.