קטליטית קרקר ותפקידו בהפצת מטענים גבוהים

תפקיד הקטרקטיקט ב- Modern Refining

סדקים קטליטיים עומדים כאחד מתהליכי המרה החשובים ביותר בנפט המחודש.זה הופך פחמימנים כבדים, נמוכים ערך למוצרים קלים, ביקוש גבוה, במיוחד רכיבים של דלק גבוה.על ידי שבירת מולקולות גדולות על זרז בטמפרטורות גבוהות, התהליך מספק ערך כלכלי והן את איכות הדלק הדרושה למנועי דלק פנימיים מודרניים.

מה זה Catalytic Cracking?

סדקים קטליטיים הם תהליך כימי שבו שברירי פחמן כבדים משקע שמן גולמי - כגון שמן גז או שאריות - מומרים למולקולות קלות יותר על ידי מגע עם זרז חם.הזרז מוריד את אנרגיית ההפעלה לתגובות פורצות חוב, ומאפשר את התהליך להתרחש בטמפרטורות סביב 480-550 מעלות צלזיוס ולא את הטמפרטורות הגבוהות הרבה יותר הדרושות עבור סדקים תרמיים.

המונח "קטליטי" מבחין בו משיטות סדקים תרמיות ישנות, אשר הסתמכות אך ורק על חום ולחץ.הזרז אינו נצרך בתגובה; ניתן לשחזר אותו על ידי שריפת הכפייה מופקדת, ושימוש פעמים רבות.זה הופך את התהליך יעיל ומושך מבחינה כלכלית.

תהליך הפחתת ה-FCC (FCC)

הטכנולוגיה הפצחנית הקטליטית הנפוצה ביותר היא הפצח הקטליטי הנוזלי, או יחידת FCC. ביחידה FCC, זרז אבקה מאוד מתנהג כמו נוזל כאשר הוא מוקרן, המאפשר מחזור מתמשך בין הכור לבין המארגן.

(ב) התחממות:0) שמן גז כבד או שמן גז ואקום מחומם ל-350-400 מעלות לפני הכניסה למתקן.
(FLT:0)Reaction:cioFLT:1) הזין החם מתערבב עם זרז מחוספס ב- 650-750 מעלות צלזיוס במקטע עלייה. סדקים מתרחשים כמעט מיד, ומייצרים אדים אשר יוצאים מהכור עם זרז מאומנים.
(FLT:0) separation: 1FLT:1 Cyclones חלקיקים זרז נפרד מן המוצר vapors.הזרז נופל לתוך קטע מפוספס שבו קיטור מסיר פחמימנים שאריות.
(FLT:0) חידוש: זרז מספר 1 (SentpLT:1), מכוסה כעת בשקיקה, זורם אל המארגן מחדש.אוויר מפוצץ כדי לשרוף את הקופה, לשקם את פעילות הזרז ול לחמם את המיטה ל-700 מעלות צלזיוס.
(ב) החלמה של מוצר: ⁇ FLT:1; הוואפים המפוצצים נשלחים לשבריר שבה הם נפרדים גזים, דלק, שמן מחזור אור ושמן מחזור כבד.

יחידות FCC מודרניות נועדו למקסם את התשואות בנזין תוך שליטה בתנאי הפעלה - כגון טמפרטורה, יחסי זרז-נפט, וזמן מגורים - מכוונים בזהירות לאיזון המרה,סלקטיביות, וחיי זרז.

כימיה של קטליטיק

תגובות על Pathways

(ה) ב[[18]], [[1924]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1966]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]] [[[[1924]]]]]]

סוגי התגובה העיקריים כוללים:

(ב) ⁇ :0) , ⁇ : ⁇ ⁇ : ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) ⁇ :0 (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(FLT:0)Cyclization and ארומטיזציה: OVAFLT:1 , מולקולות ישר שרשרת יוצרים טבעות, בסופו של דבר לייצר פחמימנים ארומטיים אשר מגבירים את האורטוניים עוד יותר.
(ב) העברת היידרגן:0) אטומי מימן נעים בין מולקולות, מחסנים מזהמים וצמצום מבשרי הכפפה.

המבנה של הזרז והחומצה של הזרז קובעים אילו תגובות שולטות. ⁇ מבוססי Zeolite מספקים את האיזון האידיאלי של אתרי חומצה חזקים ורשת פוירה אשר מודה באופן סלקטיבי על מולקולות בגודל בנזין.

אספקת High-Octane Gasoline Components

הסיבה העיקרית לכך שפצח קטליטי הוא כל כך יקר הוא היכולת לייצר רכיבים של בנזין עם מספרים octane מחקר (RON) בדרך כלל בטווח של 90-95.מולקולות גבוהות אלה מגיעות משלושה מקורות:

(ב) ,0) , ⁇ (התחילה): ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(FLT:0) פחמימנים אקרומטיים:FLTRE:1 נוצר על ידי מחזורי ועברת מימן. Aromatics כמו טולולן ו xylenes יש תכונות octane מצוינות.
(ב) ל"א:"ב) [ה']: [ה'] [ה'] [ה'] [ה'] [ה'] [ה'] [ה']]'[ב]]]'[ה']'[ה']'[ה']'[ה']'[ה']'[ה']'[ה']'[ה'[ה']']']'[ה'[ה']'[ה'[ה']']'[ה'[ה'[ה'[ה'[ה'[ה']']

המונחים: gloing Value

Gasoline הוא תערובת של עשרות רכיבים מיחידות הזיכוך שונות. Catalytic פצח בנזין (דלק FCC) בדרך כלל מהווה 30–50% מהבריכת הדלק הסופית.הקוטן הגבוהה שלה מאפשרת לחדד את הרכיבים הנמוכים של חלקיקים נמוכים יותר (כמו מלכודת ישר-runhtha) ללא הקרבת מספר הקנטאן הכולל.

למה חשוב מאוד לגזול

דלקים גבוהים-אורטיים מאפשרים למנועי לפעול ביחסי דחיסה גבוהים יותר ללא דפקה (דהטוןציה) Knocking מתרחשת כאשר תערובת דלק האוויר מתעתקת מוקדם, מה שגורם לספיצינור לחץ שיכולים לפגוע בפירסטון ובנושאות. על ידי שימוש בדלק המתנגד לדלקת אוטומטי, מהנדסים יכולים לעצב מנועים עם יעילות תרמית גדולה יותר - תוך הפעלת אנרגיה רבה יותר מכל ירידה של דלק זה היא הסיבה לכך שיצרניות רכב מדגימים יותר ויותר עבור מנועי דלק משופרים.

Catalysts המשמש ב Catalytic Cracking

הלב של כל יחידת פצח קטליטי הוא הזרז.הזרז המודרני של ה-FCC הם חומרים מורכבים המכילים:

(FLT:0) זאלולטים: FLT:1 קריסטל אלומיניום, בדרך כלל זאוליט Y, המספקים את אתרי חומצה חזקים ונפיחות סלקטיבית צורה.
(FLT:0)Matrix:BuildFLT:1 , amorphous Cableer (למשל, אלומיניום או סיליקה-אלמינה) המספקים כוח מכני וכמה פעילות קטליטית, במיוחד עבור מולקולות גדולות יותר שאינן יכולות להיכנס לנקבוביות זאוליות.
(ב) ניתן להוסיף:0 (ב) ל-[[1924]]: [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]

חלקיקים Catalyst הם בדרך כלל 60-100 מיקרומטר בקוטר.עם הזמן, הם הופכים להיות ממופעל על ידי קידוד coke ועל ידי מתכות (ניקל, וניל) שהופקדו מן להאכיל.המארגן נשרף מ coke, אבל מתכות מצטברות, מכריח את הזנקנים כדי לדמם באופן זמני חלק של זרז התפוצה ולהוסיף איפור טרי.

יתרונות סביבתיים וכלכליים

יתרונות סביבתיים

סדקים קטליטיים תורמים לייצור דלק נקי יותר בכמה דרכים:

(התשואות של מוצרים נקיים: FLT:1) על ידי המרת שאריות כבדות כי אחרת נשרף כמו שמן דלק בעלות ערך נמוך, התהליך מקטין את התוכן של גופרית מתכת בדלקים שאריות.
(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(FLT:0) יעילות הקרבון: יעילות תרמית של יחידות FCC (התחילה עם הדור המשותף של קיטור מן המארגן מחדש) מסייעת להוריד את הזיקוק הכולל של COIRLT:2FLT 3: 3 פליטות ביחס לתהליכי סדקים תרמיים.

השפעה כלכלית

מנקודת מבט כלכלית, סדקים קטליטיים מוסיפים ערך משמעותי לחבית של גס.בלעדיו, חבית טיפוסית מניבה כ-25% בנזין ישירות משקע גס (straight-run naphtha) עם FCC, התשואה של הדלק יכולה לעלות על 50% על ידי המרת שמן גזים ו שאריות. זה הוסיף נפח, יחד עם ערך octane גבוה יותר, FCC של יחידות רווחיות ביותר בזיקוקטריוז.

שוק הזרז העולמי של FCC מוערך במספר מיליארד דולר בשנה, עם מחקר מתמשך לשיפור בחירת הזרז, להפחית את התשואות קוקה, ולעבד מזון כבד יותר וזריז יותר.התהליך גם יוצר מוצרים יקרי ערך כמו propylene ו Butylene, אשר ניזונים עבור petrochemicals וייצור alkylate.

אתגרים וכיוונים עתידיים

בעוד שפצח קטליטי הוא בוגר, הוא מתמודד עם אתגרים מתפתחים:

(ב) [15] , אכילת מזון כבדה, כבדה, ⁇ 1:1 ככל שקורא מתוק בהיר הופך לקשה יותר, הזיכונים חייבים לטפל בכבדות יותר עם גופרית גבוהה, מתכות, ו asphaltenes, אשר רעיל זרז ולהגדיל את coke.
(FLT:0) לחץ פחמן: 1FLT: המעבר לרכבים חשמליים ודלקים מתחדשים עשוי להפחית את הביקוש בנזין בטווח הארוך. יחידות FCC יכולות להיות מותאמות לייצר יותר מזון פטרוכימי או להאכיל ביוגני.
מחקר חדש של zeolite:0 Catalyst חדשנות:BuildFLT:1 ממשיך על מבנים חדשים של zeolite (למשל, ZSM-5, zeolite beta) וחומרי meso ⁇ כדי לשפר את הסלקטיביות ולאפשר עיבוד של שמנים ביולוגיים.

אזור מבטיח אחד הוא עיבוד משותף של שמנים bio-derived ביולוגית (למשל, שמנים צמחיים, שומן בעלי חיים פסולת) ב יחידות FCC לייצר דלק מתחדשים ורכיבי דיזל. גישה זו ממנת את תשתיות הזיכוכים הקיימות תוך צמצום טביעת הרגל פחמן של דלקי תחבורה.

מסקנה

סדקים קטליטיים נותר אבן הפינה של מאגרי הנפט המודרניים.על ידי הפיכת פחמימנים כבדים לרכיבי בנזין octane גבוהים, זה מאפשר למנועי ביצועים יעילים ובעלי ביצועים גבוהים אשר מעצימים את כלי הרכב והתעשיות שלנו.התהליך הוא ניצחון של הנדסה כימית: מערכת כור מתמשך, מבוזרת, הממירה את המאכלים בעלי הערך הנמוך ביותר בעולם.

(ב) עיין במאמרו של מנהל האנרגיה של פצח קטליטי נוזלי (FLT:2U) בסקירה של מינהל המידע של הנדסת חשמל של מילואים FLT 3: 3, ועמוד ה-FLT:4UOP (Honeywell) על טכנולוגיית FCCFLT:5 פרטים טכניים על זרז כימיה זמינים מן הדף הכימי של ה-FLT7F: 7F.