Kraking i reforming Kraking (proces krakingu, krakowanie) Reforming (proces reformingu, reformowanie)

Kraking Kraking – proces polegający na podgrzewaniu do temp. 400-600oC w warunkach podwyższonego ciśnienia frakcji destylacji ropy naftowej lub smoły węglowej o wysokich wrzenia W warunkach wysokiej temp. i podwyższonego ciśnienia następuje zrywanie wiązań C – C oraz C – H w cząsteczkach węglowodorów Produktami procesu są węglowodory o krótszych łańcuchach i niższych temp. wrzenia (benzyna, olej napędowy) oraz węglowodory gazowe Proces krakowania stosowany jest w produkcji paliw syntetycznych i umożliwia otrzymanie większej ilości lżejszych frakcji z ropy naftowej.

Kraking termiczny Kraking termiczny – przebiega w temp. 470 – 540oC i pod ciśnieniem 4 – 6 MPa. Pod wpływem wysokiej temp. w cząsteczkach węglowodorów następuje homolityczne zerwanie wiązań C- C lub C – H co prowadzi do powstania rodników, które są bardzo aktywne chemicznie i łączą się w trwałe cząsteczki węglowodorów nasyconych i nienasyconych: R1 - CH2 ** CH2 – R  R1-*CH2 + *CH2 – CH2 – R2 alkan rodnik1 + rodnik2 R1 – *CH2 + *CH2 – R1  R1 – CH2 ** CH2 – R1 rodniki alkan *CH2–CH2–R2 +  *R3 + CH2 = CH2 rodnik2 rodnik 3 + alken *R3 + *R3  R3 ** R3 (alkan) Przykłady: C16H34  C8H18 + C8H16 heksadekan heksan heksen 2C7H16  C4H10 + C4H8 + C3H8 + C3H6 heptan butan buten propan propen

Kraking katalityczny i izomeryzacja Kraking katalityczny – przeprowadza się w temp. 450 – 520oC i ciśnieniu atmosferycznym oraz w obecności katalizatorów (AlCl3, Cr2O3 oraz glinokrzemianów), krakingowi poddaje się węglowodory ciekłe o wysokich temp. wrzenia. W trakcie krakingu katalitycznego za zachodzi proces izomeryzacji – w procesie homolitycznego rozpadu węglowodorów powstają również węglowodory rozgałęzione i aromatyczne, ilość powstających węglowodorów nienasyconych jest mniejsza niż w przypadku krakingu termicznego, powstaje w znacznej ilości benzen i jego homologi

Hydrokraking i piroliza Hydrokraking – kraking katalityczny w obecności pary wodnej jako źródła wodoru, krakingowi towarzyszy proces uwodorowania powstających węglowodorów nienasyconych i tym samym powstają większe ilości węglowodorów ciekłych. Piroliza – prowadzona jest w temp. 650-700oC i pod ciśnieniem atmosferycznym, węglowodory o długich łańcuchach ulegają rozerwaniu a powstają węglowodory nienasycone i węglowodory gazowe .

Reforming katalityczny Reformingowi poddaje się frakcje benzyny i krakingu, proces przebiega w temp. ok. 500oC i w obecności katalizatorów (Pt, Al2O3, MoO), węglowodory ulegają: izomeryzacji liniowej, węglowodory słabo rozgałęzione w węglowodory bardziej rozgałęzione, cyklizacji, dehydrogenacji (odwodornieniu), alkilowaniu, degradacji Produktami reformingu są produkty o niższych masach cząsteczkowych - benzyny o wysokiej jakości

Reforming katalityczny CH3 H3C – C – CH – CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH2-(CH2)5-CH3 CH2 - CH3 Izomeryzacja Cyklizacja Aromatyzacja Cyklizacja

Benzyna i liczba oktanowa oraz antydetonator Benzyna – mieszania ciekłych węglowodorów: cykloalkanów i węglowodorów nienasyconychtemp wrzenia od 35 do 215oC, ciecz lotna o charakterystycznym zapachu, łatwopalna, nierozpuszczalna w wodzie, gęstość 0,700-0,795g/cm3 Liczba oktanowa – miara odporności benzyny na spalanie detonacyjne (wybuchowe i nierównomierne), określa ona jakość paliwa (porównanie do wzorca: spalania mieszanki zawierającej 95% izooktanu–2,2,4-trimetylopentanu o LO=100 i 5% n-heptanu o LO=0) Węglowodory alifatyczne charakteryzuje niska LO, natomiast alkany rozgałęzione, cykloalkany i areny mają wyższe LO Antydetonator – środki przeciwstukowe zapobiegające przedwczesnemu zapłonowi mieszanki paliwa w cylindrze silnika, ( dawniej stosowany do produkcji etyliny tetraetyloołów), obecnie w benzynach bezołowiowych stosowany jest eter metylowo-2-propylowy (CH3 – CH – CH3) | O – CH3