То, что большинство автомобилей ездят на бензине, знают все. Но при этом только единицы, даже среди владельцев машин, представляют, откуда берется это топливо. Ну, максимум скажут, что из нефти. А между тем, это целый процесс превращения углеводородов в бензин и другие продукты. И называется он крекинг.
Само слово имеет английские корни и дословно переводится как «расщепление». В результате переработки нефти удается получить различные продукты, у которых более низкая молекулярная масса. Это, например, бензин, смазочное масло и другие, а также сырье для химической промышленности.
А если мы говорим про крекинг алканов, то есть насыщенных углеводородов, то в результате обработки получаются нефтяной кокс и так называемый крекинг-остаток – небольшие фракции, которые закипают при очень высокой температуре (свыше 350 градусов).
История крекинга начинается в 1891 году. И корни его лежат в нашей стране, так как изобрели первую в мире установку для обработки нефти ученые В.Шухов и С.Гаврилов. Это была абсолютно экспериментальная модель, которая не использовалась в промышленных масштабах, но при этом была запатентована.
А вот довел ее «до ума» английский химик Дерек Бартон в начале XX века. Он придумал, как сделать так, чтобы в результате крекинга получалось как можно больше топлива. А частности он научился превращать мазут в керосин. В 1916 году он запатентовал свое изобретение, а всего лишь 4 года спустя установки Бартона работали на сотнях предприятий.
Расщепление нефти бывает двух основных видов – термический и каталитический крекинг. В первом случае весь процесс протекает только за счет увеличения температуры. А вот во втором, помимо нагревания, используются еще специальные реагенты – катализаторы.
Но в нефтеперерабатывающей промышленности иногда применяют и другие методы. Например, электрический крекинг. В этом случае метан пропускается через электрическую среду, и в результате на выходе получается ацетилен. А бывает, что в процесс расщепления нефти добавляют кислород. И такой способ носит название окислительного крекинга.
Считается, что этот вид обработки является самым главным в нефтяной отрасли. А все потому, что каталитический крекинг позволяет получить более качественную переработку сырья. Например, с помощью данного расщепления получают высокооктановый бензин.
Интересно, что установка для подобной переработки была изобретена еще в 30-е годы прошлого века. И почти сразу метод показал превосходство над остальными. В первую очередь, оказалось, что применение катализаторов легко совмещается с другими процессами – алкированием, гидроочисткой, деасфальтизацией и другими. Благодаря этой универсальности большинство современных нефтеперерабатывающих предприятий используют только каталитический способ.
В качестве исходного материала для данного вид крекинга могут использоваться различные материалы. Это керосиновые дистилляты, дистилляты от гудронов и мазута, тяжелые дистилляты от прямой перегонки нефти, керосино-газойлевые фракции и полупродукты масляного производства.
Но для удобства все сырье специалисты делят по температуре, при которой происходит обработка:
Для получения автомобильного топлива применяют сырье второго или третьего типа. А вот первый для производства бензина использовать нерационально, так как во время кипения исходный материал видоизменяется незначительно. И в результате получается топливо с низким октановым числом.
Для данного вида крекинга используются следующие катализаторы:
Так называют переработку углеводородов с нагреванием до температуры 500-540 градусов, что позволяет получить продукты меньшей молекулярной массы. Термический крекинг нефти также выдает на выходе непредельные углеводороды, которые не содержатся в природной нефти. Но проблема в том, что полученные соединения уж больно нестабильны. Поэтому данный вид расщепления редко используется. В основном его заменяют на более прогрессивные методы. Например, тот же каталитический.
Данный вид переработки применяется для получения ацетилена. И для этого используют электричество. Природный газ пропускают через электроды, параллельно нагревая печь до 1600 градусов. Но после выделения ацетилена необходимо проводить быстрое охлаждение.
При термической обработке бутана на выходе можно получить несколько элементов. Во-первых, это бутен или бутилен. Он широко используется для синтеза бензина, а также в качестве топлива в составе смесей для газокислородной резки и сварки металлов. А во-вторых, получается свободный водород.
Посмотрите также:Куда сдать на утилизацию отходы, технику и другие вещи в Вашем городе
