촉매 금 및 높은 옥탄 가솔린 구성 요소 생산에 대한 역할

현대화의 촉매 금기 역할

촉매 부수는 석유 정제에 있는 가장 중요한 변환 과정의 한개로 서 있습니다. 그것은 점화기, 높 순서 제품, 특히 높은 오탄 가솔린 혼합 성분으로 무거운, 낮은 가치 탄화수소를 변형합니다. 높은 온도에 촉매에 큰 분자를 끊기어서, 과정은 현대 내부 연소 엔진을 위해 필요로 한 경제 가치 그리고 연료 질을 전달합니다. 촉매 부수기 없이, 정유는 오늘 차량의 팔탄 필요조건을 만나기 위하여 투쟁할 것입니다 가솔린과 배럴 당 연료를 생산할 것입니다.

Catalytic Cracking이란 무엇입니까?

촉매 부수는 가스 기름 또는 잔류물과 같은 원유 증류에서 무거운 탄화수소 분수가 점화한 분자로 개조한 화학 과정입니다. 촉매는 열 부수기를 위해 필요로 한 다량 더 높은 온도 보다는 오히려 온도에서 일어나는 과정을 허용하는 결합 발화 반응을 위한 활성화 에너지를 낮춥니다. 이 선택성은 열 부수기를 위해 필요로 한 매우 더 높은 온도 보다는 오히려 480-550 °C의 주위에 온도에 일어나기 위하여, 바람직한 제품, 바람직한 제품, 휘발성 및 같은 바람직한 제품의 더 높은 비율을 산출합니다.

"catalytic"은 열과 압력에 단독으로 의존하는 이전 열 부수 방법에서 구별합니다. 촉매는 반응에서 소모되지 않습니다. 예금 코크를 태우고 많은 시간을 재사용하여 재생할 수 있습니다. 이 과정은 매우 효율적이고 경제적으로 매력적입니다.

유체 촉매 금전 공정 (FCC)

가장 널리 사용되는 촉매 부수 기술은 유체 촉매 부수기 또는 FCC 단위입니다. FCC 단위에서 미세 분말 촉매는 원자로와 regenerator 사이의 지속적인 순환을 가능하게 할 때 유체와 같은 작용합니다. 주요 단계는 다음과 같습니다.

피드 예열:중가스유 또는 진공가스유는 원자로에 들어가기 전에 350~400 °C 정도의 가열됩니다.
Reaction:] 상승 섹션에서 650-750 °C에서 재생된 촉매와 뜨거운 피드 혼합. 금이 거의 즉시 발생, 배출 촉매와 원자로를 종료 증기를 생산.
Separation: 사이클론은 제품 증기에서 분리된 촉매 입자를 분리합니다. 촉매는 증기가 잔여 탄화수소를 제거하는 벗기는 단면도로 떨어졌습니다.
재생: 뱀 촉매, 이제 코크로 덮여, regenerator에 흐르는 흐름. 공기는 코크를 태우고, 쉼터를 끊고, 촉촉한 고양이 활동을 가열하고 700 °C 주위에 고양이 침대를 가열하는 데 사용됩니다.
제품 복구: 부수한 증기는 가스, 휘발유, 가벼운 주기 기름으로 분리되는 분수기에 보내지고, 무거운 주기 기름.

현대 FCC 단위는 석탄산 침전을 통제하는 동안 가솔린 수확량을 확대하기 위하여 디자인됩니다. 온도 촉매 기름 비율과 같은 운영 조건 및 거주 시간 - 균형 변환, 선택성 및 촉매 생활에 주의깊게 지켜집니다.

Catalytic Cracking의 화학

활동 통로

촉매 부수기의 화학은 탄화수소 (탄소 이온) 메커니즘에 의해 지배된다. 탄화수소 분자가 촉매에 산 사이트를 접촉 할 때, 그 다음 β-절단을 겪는 카보케이션을 형성 할 수 있습니다 (탄소 탄소 채취를 발생하면 충전에서 두 개의 위치), 이노머화, 사이클화 또는 수소 이동. 이러한 반응은 광 가스 (CLT) [CLT] [F] [F]] [F]] [F]] [F]] [F]] [F]] [F]] [F]] [F]] [F]] [F]]] [F]]] [F]] [F]]] [F]]] [F]]] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F]] [F] [F] [F]] [F]]]]] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F]]] [F]]]]]]]]]]]]] [F]]]

주요 반응 유형은 다음을 포함합니다:

Cracking: 대형 분자는 2개의 작은 것으로 끊어지며, 일반적으로 olefin 및 paraffin입니다.
Isomerization: 선형 탄화수소는 더 높은 옥탄 번호가 있는 분지 구조로 리어 레인지를 리어.
Cyclization and aromatization: 스트레이트 체인 분자 형태 반지, 결국 옥탄을 더 밀어 향기로운 탄화수소를 생산.
Hydrogen transfer: 수소 원자는 분자, 포화 olefins 사이 이동하고 코크 precursors를 감소시킵니다.

촉매의 산성도 및 pore 구조는 반응이 지배하는 것을 결정합니다. 비석 근거한 촉매는 강한 산 위치의 이상적인 균형을 제공하고 선택할 수 있는 pore 네트워크는 가솔린 크기의 분자를 받아들입니다.

높은 옥탄 가솔린 부품 생산

주요 이유 촉매 부수는 이렇게 귀중한 것은 연구 옥탄 수 (RON)를 가진 가솔린 혼합 성분을 전형적으로 90-95의 범위에서 일으키기 위한 그것의 능력입니다. 이 높은 옥탄 분자는 3개의 근원에서 옵니다:

]버런 퍼핀(isoparaffins): 부수기 동안 이노머화에 의해 형성. 더 많은 분지는 더 높은 옥탄을 의미합니다.
Aromatic 탄화수소:] 사이클화 및 수소 전송에 의해 생성. toluene와 xylenes 같은 아로마틱은 우수한 옥탄 특성을 가지고 있습니다.
Olefins: 프로필렌과 부틸렌과 같은 불포화 분자는 온건한 옥탄을 가지고 있고 더 알킬화 또는 에테르 단위에서 격상될 수 있습니다.

Octane 혼합 가치

가솔린은 다양한 정유 단위에서 수십 가지 구성 요소의 혼합입니다. 촉매는 가솔린 (FCC 가솔린)을 전형적으로 구성 30 ~ 50 % 최종 가솔린 풀. 그것의 높은 옥탄은 정제를 허용하여 다른 프로세스 (스트레이트 실행 나프와 같은)에서 낮은 옥탄 구성 요소에 혼합 할 수 있습니다. 현대 엔진은 옥탄 등급의 91 ~ 98 (RON)을 필요로하며 FCC 가솔린은 그 대상을 달성하기위한 필수입니다.

왜 높은 옥탄 가솔린 매트

높은 옥탄 연료는 엔진이 엔진을 허용하는 엔진은 (배출) 녹이지 않고 높은 압축 비율로 작동 할 수 있습니다. 연료 혼합물은 이전에 연료를 공급하는 때 발생합니다. 피스톤과 베어링을 손상시킬 수있는 압력 스파이크를 일으키는 원인이됩니다. 연료를 사용하여 자동차 점화에 저항하는 연료를 사용하여 엔지니어는 연료의 각 하락에서 더 많은 에너지를 디자인 할 수 있습니다. 이것은 왜 자동차 제조업체가 점점 터보로 충전 및 고성능 엔진을 위해 우수한 가솔린을 지정하는 이유입니다.

Catalysts는 Catalytic Cracking에서 사용했습니다.

어떤 촉매 부수는 단위의 심장은 촉매입니다. 현대 FCC 촉매는 포함하는 합성 물자입니다:

Zeolites: 크리스탈 반 규산염, 일반적으로 zeolite Y, 강한 산 사이트와 모양 선택적 포를 제공. 그들은 기본 활성 성분입니다.
Matrix: 의 변형형 바인더(예:, 반토 또는 실리카 밸리 앨미나)는 기계적 강도와 일부 촉매 활동을 제공하는데 특히, 중등형 모공을 입력할 수 없는 더 큰 분자입니다.
Additives: 바나듐 또는 니켈과 같은 금속은 황을 붙잡기 위하여 추가될 수 있습니다, 옥탄을 강화하거나 코크 형성을 감소시키. 다른 첨가물은 통제 SO_]]x]]와 NO_]x regenerator에서 방출을 돕습니다.

촉매 입자는 직경에서 일반적으로 60-100 마이크로미터입니다. 시간이 지남에 따라, 그들은 코크 증착과 금속 (니켈, 바나듐)에 의해 활성화됩니다. regenerator는 코크 떨어져 점화하지만, 금속 축적, 순환 촉매의 부분을 표백하고 신선한 메이크업을 추가하는 데 세련 된 정제를 강제로.

환경 및 경제 혜택

환경 이점

촉매 부수는 몇몇 방법에 있는 세탁기술자 연료 생산에 공헌합니다:

고정밀도 제품:] 낮은 가치 연료유로 태울 수 있는 중유를 변환함으로써 공정은 유황과 금속 함량을 감소시킵니다.
Emission control: 현대 FCC 단위는 SO_x], NO_]x], 과소 물질의 과소한 환경 규정을 충족하는 regenerator 배기에서.
탄소 효율: FCC 단위의 열 효율 (냉각기에서 증기의 공동 세대로 사용) 전반적인 정유 CO₂]]]]보다 오래된 열 부수 공정에 관계되는 배출.

경제 영향

경제적인 관점에서, 촉매 부수는 원유의 배럴에 뜻깊은 가치를 추가합니다. 그것 없이, 전형적인 배럴은 원유 (스트레이트 런 나프)에서 직접 대략 25% 가솔린을 직접 산출합니다. FCC로, 가솔린 수확량은 가스 기름과 잔류물을 개조해서 50%를 초과할 수 있습니다. 이 추가한 양은, 더 높은 옥탄 가치로 결합해, FCC는 정유에 있는 가장 수익성이 단위의 한을 만듭니다.

글로벌 FCC 촉매 시장은 매년 수십억 달러에 달하며, 지속적인 연구로 촉매 선택성을 개선하고, 공동 수확량을 줄이고, 공정 헤비어 및 더 많은 소우 피드를 감소시킵니다. 이 과정은 또한 프로필렌과 부틸렌과 같은 귀중한 부산물을 생성하여 석유 화학 및 알킬레이트 생산을 위해 feedstock입니다.

도전과 미래 방향

촉매 부수는 성숙하지만, 진화적인 도전에 직면합니다.

중량, 간결 피드: 가벼운 단색으로 스카르가되고, 정제는 높은 황, 금속, 아스팔트로 무거운 순항을 처리해야, 독 촉매 및 증가 코크.
화압: 전기차 및 재생 연료로의 전환은 장기에 가솔린 수요를 줄일 수 있습니다. FCC 단위는 더 석유 화학 피드스톡 또는 비스코스트 피드를 생산하기 위해 적응할 수 있습니다.
Catalyst 혁신: 연구는 새로운 유석 구조 (예를들면 ZSM-5, zeolite beta) 및 mesoporous 물자에 계속하여 선택성을 개량하고 생물 기름의 가공을 허용하.

1개의 유망한 지역은 재생 가능한 가솔린과 디젤 성분을 생성하기 위하여 FCC 단위에 있는 생물 유래물 기름 (예를들면, 식물성 기름, 폐 동물성 지방)의 공동 처리입니다. 이 접근은 기존 정유 공장 인프라를 활용하여 운송 연료의 탄자수를 감소시킵니다.