Лекция № 13 Тақырыбы: Каталитикалық крекинг

Крекингтің сипаттамасы мен қолданылуы. Каталитикалық крекингтің негізгі реакциялары. Крекинг катализаторлары. Каталитикалық крекингте алынатын өнімдер мен шикізаттар. Каталитикалық крекинг процессінің негізгі параметрлері.

Каталитикалық крекинг екі типке бөлінеді: катализатордың көмегімен өтетін крекинг және гидрокрекинг – катализатор мен қоса сутектік ортада жоғары қысым мен температурада жүретін процесс.

Катализдік крекинг процесінде термокрекингке қарағанда метан, этан және олифеннің аз шығумен, бірақта С₃, С₄ көмірсутектердің, бензиннің, құрамында ароматтық көмірсутектер мен изопарафиннің көп мөлшерімен сипатталады. Катализдік крекингтің термокрекингтің айырмашылығы, яғни ерекшеліктігі осы болып есептеледі..

Катализатор ретінде алюмосиликаттық қоспалар қолданылады.

Катализдік крекингтің негізгі мақсаты. – жоғары октандық автобензин алу болып есептеледі. Катализдік крекинг арқылы кез келген мұнайдан мол алуға болады. Катализдік крекинг қондырғысында бензиннен басқа, газ жеңіл (350⁰С дейін), ауыр (350⁰С жоғары)газойл және кокс алуға болады.

Катализдік крекинг кезінде төмендегі келесі реакциялар жүруі мүмкін.

Мысалы: нормалдық бутилбензол молекуласынан бүйір тізбекті атомдар бөлінеді., яғни бензол мен бутилен құрайды. Цептан молекуласынан С₈Н ₁₈ және С₈Н₁₆ көмірсутектер пайда болады.

(С₁₆ Н ₃₄ → С₈Н ₁₈ + С₈Н₁₆)

цетан октан октилен

Б) Изомеризациялау. Бұл реакция кезінде молекуланың ішкі құрылымы өзгергенмен молекуланың жалпы саны өзгермейді.

Мысалы, нормалдық пентаннан изопентан алуға болады.

В) Гидрогенизациялау. Бұл реакция кезінде көмірсутектерге сутегі молекуласы қосылып жаңа қоспа алынады. Мысалы, Олифендік көмірсутек октилен сутегімен әрекеттесіп бутан құрайды.

С₈Н₁₆ +Н₂ = С₈Н ₁₈

г) Полимеризациялау. Бұл реакция кезінде саны екіден жоғары молекулалар әрекеттесіп тұтас үлкен бір молекула құрауы мүмкін. С₂ Н ₄ + С₂ Н ₄→ С₄Н ₈

Парафиндік көмірсутектердің ыдырауы олардың молекулалық салмағына байланысты, яғни мол салмақ жоғарлаған сайын ыдырау процесі артады. Нафтинді көмірсутектер парафинді көмірсутектермен салыстырғанда крекингке тез икемделеді және де алынатын сұйық өнімі мол. Нафтенді көмірсутектерге байланысты катализдік крекингті жоғары сапалы шикізат ретінде есептеледі, бұл шикізаттан мол және жоғары сапалы бензин алынуы мүмкін парафинді көмірсутекті ішкі затпен салыстырғанда шикізат. Катализдік крекинг процесінде шикізат ретінде мұнайдан айналым және вакумдық айыру кезінде алынатын мұнай фракциялары қолданылады. Егерде катализдік крекингтің қондырғысы базалық автобензин алуға арналған болса, онда жеңіл шикізат қолданылады. Яғни 220-360⁰С аралығында алынатын дистиллет салыстырмалық тығыздығы 0,83-0,87. Ал егерде қондырғыда автобензин алынса онда ауырлау шикізат қайнау температурасы 300-550⁰С аралығында салыстырмалы тығыздығы 0,87-0,93. Шикізат құрамында 200⁰С дейін қайналатын фракция болмауы қажет, себебі олар катализдеу кезінде өзгеріске ұшырамайды.

Катализдік крекинг процесінде алынатын мұнай өнімдері: бұлар жоғары октанды бензин компоненті, ауыр газдар, тұрақталмаған бензин, жеңіл және ауыр газойль

1. Ауыр газ оның құрамында изобутан көп болады, бұл газ мұнай химиясының ішкі заты ретінде қолданылуы мүмкін.

2. Тұрақталмаған бензин. Мұнай тұрақталған компонент алынады, ол жоғары октанды авиа – автобензин дайындау үшін қолданылады.

Катализдік крекинг процесінде негізгі параметрлер болып саналатын: температура, қысым, шикізаттық реакцияға түсу көлемдік жылдамдығы және катализатордың айналымы.

Алғашқы кезде температураның өсуімен бензиннің шығу мөлшері бір деңгейге дейін көтеріледі., содан кейін температура өскенмен шығатын өнім мөлшері азаяды.

Ал егерде реактивтерде қысым көбейсе парафинді көмірсутектер мен бензиннің шығуы артады да, С₁ – С₃ газдары, олифендер және ароматты көмірсутектер азаяды.