Նավթի կրեկինգ

Նավթի կրեկինգ։ Նավթի թորումից ստացված բենզինը դեռ բավարար որակի չէ։ Անհրաժեշտ է բարձրացնել բենզինի դետոնացիոն (ճայթյունա- յին) կայունությունը։

Կրեկինգի սարքավորում

Նավթի թորման (ռեկտիֆիկացիոն) աշտարակում չի թույլատրվում 350 °C–ից բարձր ջերմաստիճանի գերազանցում։ Հակառակ դեպքում ածխաջրածինների մոլեկուլները կսկսեն տրոհվել։ Իսկ եթե ամբողջ նավթը 400–700 °C–ում ենթարկվի ջերմային մշակման, ապա նավթի բաղադրությունում պարունակվող ածխաջրածինները կսկսեն ճեղքվել փոքր մոլեկուլների, տեղի կունենա մոլեկուլի ճեղքում՝ կրեկինգ։

Այդպես ծնվում է նավթի մշակման երկրորդ կարևոր գաղափարը՝ նավթի կրեկինգը։ Կրեկինգի գործընթացը կարելի է ներկայացնել հետևյալ հավասարումով.

C₁₆H₃₄→C₈H₁₈+C₈H₁₆

C₈H₁₈→C4H₁₀+C₄H₈

Ինչպես տեսնում եք, առաջին ռեակցիայով ստացվում է ավելի փոքր մոլային զանգվածով սահմանային և ոչ սահմանային ածխաջրածինների խառնուրդ, որը համապատասխանում է բենզինին։ Կրեկինգի ժամանակ ածխածնային շղթան հիմնականում կիսվում է, որովհետև գծային մոլեկուլի կենտրոնական կապն ամենաթույլն է։ Ստացվող նյութերը մասամբ կարող են հետագայում նորից քայքայվել, օրինակ՝

C₄H₁₀→C₂H₆+C₂H₄

Կամ հնարավոր է՝

C₄H₁₀→CH₄+C₃H₆

Մեծ մոլային զանգվածով ածխաջրածինների քայքայումն ավելի ցնդող միացությունների անվանվում է կրեկինգ (ճեղքում)։ Կրեկինգը հնարավորություն է տալիս զգալիորեն ավելացնելու բենզինի ելքը նավթից։

Մշակված է կրեկինգի երկու հիմնական տեսակ՝ ջերմային և կատալիտիկ։

Ջերմային կրեկինգ

Ջերմային կրեկինգն իրականացվում է խողովակավոր վառարանում։ Նավթանյութը, օրինակ՝ մազութը, բաց են թողնում խողովակավոր վառարան, որտեղ ջերմաստիճանը հասնում է 470–550 °C, իսկ ճնշումը՝ մի քանի տասնյակ մթնոլորտ` ածխաջրածինները հեղուկ վիճակում պահելու համար։ Այս պայմաններում տեղի է ունենում կրեկինգ, և ստացված հեղուկ ու գազային նյութերի խառնուրդն ուղղվում է դեպի թորման աշտարակ։ Ջերմային կրեկինգից ստացվող բենզինը տարբերվում է նավթի թորումից ստացվող բենզինից նրանով, որ պարունակում է ոչ սահմանային ածխաջրածիններ։ Ոչ սահմանային ածխաջրածինների օկտանային թիվն ավելի մեծ է, սակայն դրանք կրկնակի կապի հաշվին պոլիմերացվում են և խեժանում։ Խեժացումը կանխելու համար ավելացնում են հակաօքսիդիչ նյութեր։ Ջերմային կրեկինգից առաջացած գազերը պարունակում են ոչ սահմանային ածխաջրածիններ։

Կատալիտիկ կրեկինգ

Կատալիտիկ կրեկինգն իրականացվում է բնական կամ սինթետիկ ալյումասիլիկատների առկայությամբ։ Կատալիզատորի կիրառումը հնարավորություն է ստեղծում գործընթացը տանելու ավելի ցածր ջերմաստիճանում` 450–500 °C, մեծ արագությամբ և ստանալու ավելի բարձրորակ բենզին։ Կատալիտիկ կրեկինգի պայմաններում ճեղքման ռեակցիաների հետ մեկտեղ ընթանում են իզոմերացման ռեակցիաներ, իսկ ոչ սահմանային ածխաջրածիններն այստեղ ավելի քիչ են ստացվում, քան ջերմային կրեկինգի ընթացքում։ Կատալիտիկ կրեկինգի բենզինն ավելի որակյալ է, քանի որ ճյուղավորված շղթայով ածխաջրածինների ճայթյունային կայունությունն ավելի մեծ է, իսկ չհագեցած միացությունների պակասը բենզինը երկար պահելիս դարձնում է ավելի կայուն։