סדקים קטליטיים הוא תהליך אבן הפינה בתעשיות מחוסנים ופטריוכימיות מודרניות, המאפשר המרה של שברירי פחמן כבדים למוצרים בעלי ערך גבוה יותר כגון בנזין, דיזל ותרכובות ארומטיות רבות שלה, ייצור של ארומטיות - קפיצה, טולולן ו xylene (BTX) - חיוני במיוחד כמו מולקולות אלה לשמש אבני בניין בסיסיות עבור סיבים סינתטיים, פותרים, זרזים, ומעבדות, תכונות תעשייתיות, מעורבות, חומרים כימיים, תכונות סביבתיות, וטכנולוגיות.

מימון של קטליטיק

סדקים קטליטיים הם תהליך של פיזור תרמי שבו הידרופחמנים כבדים, כגון שמנים גז או שאריות, מתפרקים למוצרים קלים יותר, יקר יותר בנוכחות זרז.התהליך פועל בטמפרטורות בין 450 מעלות צלזיוס ו 750 מעלות צלזיוס ולחצים בינוניים (1-3) הזרז מקל על הרקב של אג"ח פחמן פחמן, קידום הואמיזציה, מימן, העברה וספקטיקנים קטנים יותר, מחסנים, מחסנים, וספקלטיסות קטנות יותר.

שתי גרסאות מסחריות עיקריות קיימות: נוזל קטליטי סדק (FCC) ו הידרוקלקלינג.FCC הוא הנפוץ ביותר בזיקוק עבור ייצור בנזין, אבל זה גם יוצר כמויות משמעותיות של שמן מחזור אור (LCO) שניתן לעבד עוד יותר כדי לשחזר ארומטיות. הידרוקracking משתמש זרז דו-תפקודי (metlicicic) תחת לחץ מימן ומייצר מוצר רחב יותר כולל סלטה, סוללת דלק, וסחר, עם סולפטפטפט.

מנגנון התגובה כולל בינייםי קרבה שנוצרו על גבי אתרים חומציים של הזרז.הביני ביניים אלה עוברים β-scission (בבור שני פחמן מהטעון), המוביל לקיצור והקמה של פחמימנים קלים.מבמובן, מחזוריות ותגובות dehydrogenation לייצר טבעות ארומטיות.

Catalysts for Catalytic Cracking

הבחירה של זרז היא קריטית עבור קידוד התשואות ואיכות המוצר. זרזי פצח קטליטי מודרני מבוססים בעיקר על זאוליטים - מיקרו ⁇ אלומיניום אלומיניום עם אדריכלות פואר מוגדר היטב. zeolites סינתטי כגון Y-zeolite (faujasite) ZSM-5 משמשים נרחב בשל שטח פני השטח שלהם גבוה, חומציות חזקה, תכונות אלקטרו-אלקטרוניקה.

Zeolite Y ו-FCC Catalysts

Zeolite Y, בדרך כלל משתנה עם אלמנטים נדירים-earth (למשל, lanthanum, cerium) כדי לשפר יציבות ופעילות תרמית, הוא המרכיב העיקרי ב FCCs. ה pores הגדול שלה (כ 7.4 ⁇ ) לאפשר למולקולות כבדות להיכנס ולעבור סדקים.

Catalyst Formulation and Regeneration

זרזי FCC הם ניסוחים מורכבים המכילים את הזאוליט, ממטריקס (למשל, אלומיניום, סיליקה-אלמינה) עבור כוח מכני ועברת חום, וקושרים. חלקיקי הזרז הם נוזל על ידי הזנה הנדחה של ה-Dapor, המאפשר זרימת מחזור רציפה בין הכור לבין regenerator.

ייצור של Aromatics באמצעות כבישי קטליטי

אקרומטיות מיוצרות בעיקר באמצעות שלושה תהליכים קטליטיים: רפורמה קטליטית, סדק קיטור ופציפקט קטליטי.כל אחד מניב התפלגות ארומטיות שונות והוא משולב בתוך מתחם זיכוכיוני למקסימום את התפוקה הכוללת של BTX.

רפורמת קטליטית

רפורמה קטליטית ממירת תנומה נמוכה-octane לתוך רפורמות עשירות ניחוחות (עד 60–70% על ידי נפח) התהליך משתמש הפלטינה-המוח או זרזי פלטינה על תמיכה אלומיניום, הפעלה ב 500- 525 ° C ו-5-25 bar. Reforming תגובות כוללות התייבשות של תנומה לארומטיות, היא אחת של פרמוליזציה של משככי כאבים (xene) ו-xligenes.

Steam Cracking

סדק קיטור של תנומה, מתאן או שמן גז מייצר חלקיק של בנזין pyrolysis (פיג) המכיל עד 30% ארומטיקה, בעיקר benzene. Pygas הוא מימן ו מופק בנפרד BTX. בעוד סדק קיטור הוא המקור הדומיננטי של ethylenelene ו propylenelene, הוא גם תורם באופן משמעותי לאספקת ארומטיות. 70% של ייצור benzene הגלובלי מגיע מ מיצוי גזי.

תפקיד של קטליטיק קריקט בייצור Aromatics

סדקים קטליטיים, במיוחד FCC, מייצרים שמן מחזור אור עשיר של ארומטי (LCO) שניתן להמיר אותו ל-BTX באמצעות הידרוגנציה וסדקים סלקטיבית.יחידות FCC מודרניות יותר ויותר אופטימיזציה לייצר LCO עם תוכן אווירי גבוה.התקדמות בטכנולוגיה זרזית זרזית נוזלית (בנוסף לנוסחאות אור zeolite-based מותאמים למקסימום FLT:0aromaticsFalsFalration) מ-R.

יתר על כן, הידרוקרינג של זרמים עשירים ריחניים כבדים (למשל, החל מסדקים בגור) יכול לייצר תנומה כי הוא רפורמה אז ארומטיות. גישה משולבת זו מאפשרת לחדד את הערך של כל חבית של שמן גולמי תוך עמידה בביקוש פטרוכימי גדל.

יישומים של Aromatics בתעשיית פטרוכימי

(ב) , טולולן ו-xylenes (BTX) הם ביניים חיוני לייצור אלפי מוצרים במורד הזרם. Benzene משמש לייצור את Eethylbenzene (סטיילן מונומר), cumene (phenol ו acetone), cyclohexane (שלומי טיס), ופרויקט חומצי (pourethanes) הוא פתרון ו-igine for be aligicus to bevidi) ל-Fusigicustusd (Dus) ל-Falicicicicicicicicicicicligicligic acid (Dus)

שיקולים סביבתיים וכלכליים

(ה) ייצור ארומטיות באמצעות סדקים קטליטיים ניצבים הן לחצים סביבתיים וכלכליים. בצד הסביבתי, יחידות FCC פולטות SOFLT:0xigtureFLT:1, NOIRFLT:2xIRSTFLT 3, COIRFLT:42FLT:5 ו- חלקיקים של פחמן (FLT) הם גם ירידה של חומרים מפולטיביים (D) להפחתה של פחמן והפחתה של 7.

מבחינה כלכלית, קידוד סדקים קטליטיים עבור דור ארומטי יכול לשפר באופן משמעותי את שולי הזיקוק. Aromatics הם מוצרים בעלי ערך גבוה יותר בהשוואה לדלק או שמן דלק.תהליך העצמת יתר - כגון שילוב FCC עם יחידות הידרותרפיה ומיצוי זרם למטה - מזרז צריכת אנרגיה והשקעה הון.המסחר בין הפקת יותר ארומטים ושמירה על החיים (בשל עלייה של היווצרות משותפת) דורש ניטור מתקדם תהליך ייצור יעיל של אנרגיה וזרימה.

כיוונים עתידיים

חדשנות בסדקים קטליטיים ממשיכה להתמקד בתשואות גוברות של חומרי גלם עתירי ערך גבוהים, כולל ארומטיקה, תוך צמצום ההשפעה הסביבתית.

  • (FLT:0) זרזי הזאוליט מתקדמים: zeolites Hierarchical עם רשתות meso ⁇ מאפשרים פיזור מהיר יותר של מולקולות גדולות, צמצום היווצרות coke ושיפור סלקטיביות ארומטית.
  • (FLT:0Catalytic סדקing of biomass-derived Feedstocks: ⁇ FLT:1 , שמן ביולוגי ו lignin ניתן לעבד במשותף יחידות FCC כדי לייצר ארומטיות וכימיקלים מתחדשים, לתרום לכלכלת פחמן מעגלית.
  • (FLT:0)Process intensification:FreaLT:1) עיצובים כור חדש (למשל, כורים מבנים, מיטות נוזליות נגד-הווה) יכול לשפר חום ועברה המונית, המאפשר שליטה הדוקה יותר על חלוקת המוצר.
  • (FLT:0) אינטגרציה עם תרכובות פטרירוכימיות: אנדרט 1:1 המרה מלאה של זרמי הזיכוך לכימיקלים (הפרדיגמה "שמן הגדל") צוברת מתח, עם סדק קטליטי משחק תפקיד מרכזי בהמירת שאריות כבדות ל-BTX ולאור fins.
  • (FLT:0) אינטליגנציה מלאכותית ולמידה של מכונה: FLT:1) כלים אלה מוחלים על מנת לחזות ביצועים, אופטימיזציה של תנאי הפעלה בזמן אמת, להאיץ את מחזורי הפיתוח של זרז.

(ב) לקריאה נוספת, אתר האינטרנט של ה-[[1924]], מספק תיאורים מפורטים של תהליך לייצור ארומטי, וה-FLT:2 American Fuel & PetrochemicalsFLT 3: 3, מציע נתונים סטטיסטיים תעשייתיים והדרכה סביבתית על פעולות FCC.

מסקנה

סדקים קטליטיים נותרים טכנולוגיה חיונית לייצור ארומטיות שמשמשות כעמוד השדרה של התעשייה הזעיר-רוכימית. על ידי המרת פחמימנים כבדים לתוך בנזאן, טולולן ו xyleneleneן, הזיכוכים עומדים בביקוש הגובר לפולימרים, סיבים, פותרים, וכימיקלים מיוחדים.שיפורים רציף בעיצוב, תהליך, ובקרת סביבתית להבטיח כי סדקים קטליטיים מתפתחים לאזן כלכלי עם יציבות כלכלית, כמו גם בעתיד.