Что такое крекинг нефти?

Фотография Что такое крекинг нефти?

Крекинг – это способ переработки нефти и ее фракций, который осуществляется при высоком температурном режиме с целью производства продуктов, имеющих пониженную молекулярную массу.

Это касается топлива для двигателей внутреннего сгорания, масел и некоторых типов сырья для разных отраслей промышленности.

История появления крекинга

Первый патент на промышленную установку высокотемпературного непрерывного крекинга был выдан в Российской империи в 1891 году В. Г. Шухову и С. П. Гаврилову.

Спустя более 20 лет в Соединенных Штатах Америки У. Бартон повторил разработку российского ученого, создав установку в промышленных целях.

На отечественном пространстве впервые проект В. Г. Шухова был реализован в 1934 году на предприятии в Баку. Именно здесь появилось первое в СССР промышленное оборудование для крекинга.

Типы крекинга

На сегодняшний момент существует два основных типа крекинга.

Каталитический крекинг. Он применяется для получения бензина, отличающегося своим высоким октановым числом. Преимущества такой переработки нефти заключаются в функциональной гибкости, возможности параллельного проведения нескольких процессов (алкилирования, гидроочистки, деасфальтизации), а также высокому уровню универсальности.

Основным сырьем в данном случае является вакуумный газойль. Его температура кипения находится в пределах от 350 до 500 градусов по Цельсию. Вместо него в качестве катализатора могут использоваться тяжелые нефтяные фракции или же микросферические цеолитсодержащие вещества. Их размер не превышает 60-80 микрометров.

Термический крекинг. С его помощью удается получить различные нефтяные компоненты с низкой молекулярной массой. Скорость их производства напрямую зависит от трех главных факторов: температуры процесса, смены давления и продолжительность реакций.

К последним прежде всего относится конденсация и полимеризация. Не менее важным в процессе получения того или иного конечного продукта является использование определенных реактивов.

Кроме вышеперечисленных типов крекинга существуют еще и некоторые другие. Они в настоящее время являются менее популярным вследствие тех или иных причин.

Среди них специалисты выделяют прежде всего окислительный крекинг, который происходит с использованием кислорода. Таким образом можно получить ацетилен. Для этого следует пропустить метан сквозь электризованную среду.

Алгоритм крекингового процесса

Крекинг нефти – это процесс, который осуществляется в несколько этапов. Он включается в себя не только расщепление структурных элементов материала, но и их полимеризацию, конденсацию, синтез, изометризацию, циклизацию и т.д.

Как только была изобретена первая установка для крекинга, процесс переработки нефти осуществлялся в соответствии со следующим алгоритмом:

  1. Первоначально в котел заливался нефтепродукт, после чего начиналось его нагревание. Как только температура достигала 130 градусов по Цельсию, из сырья выходила вся вода, поднимаясь наверх по трубе и охлаждаясь. После этого жидкость накапливалась в специальном резервуаре, из которого уходила вниз. Параллельно с этим из сырья выходили другие его компоненты – газы и воздух.
  2. Дальше температура установки повышалась до 345 градусов по Цельсию. В таких условиях начинался процесс испарения облегченных углеводородов. После своего охлаждения эти вещества, в отличие от водяной пары, продолжали оставаться в газообразном виде. Они не покидали резервуара, постоянно циркулируя в трубопроводе. Со временем количество фракций углеводородов становилось все больше, вследствие чего увеличивалось давление в системе. В таких условиях начиналось превращение тяжелых компонентов сырья, вследствие чего образовывался бензин.
  3. Получался полезный продукт переработки нефтепродуктов при температуре 255 градусов по Цельсию и давлению в 5 атмосфер. Он сливался с котла в заранее подготовленные емкости, где из него выходили газообразные компоненты. Как только этот процесс заканчивался, топливо переливалось в баки.

Особенности переработки

Большое количество испаряющихся легких фракций в котле приводило к тому, что существенно росла упругость и термическая стойкость сырья.

Чтобы этого не происходило, в установках для крекинга в определенный момент прерывался процесс до полного остывания продуктов и чистки резервуаров.

После этого заново запускалось оборудование, вследствие чего повторно начиналось образование топлива.

На сегодняшний день принцип крекинга нефти сохранился. При этом, в отличие от первоначальной переработки нефтепродуктов, некоторые процессы стали происходит по-новому в соответствии с последними достижениями в области инженерии.