Ang Papel ng Cataalytic Cracking sa Modernong Pagtutuos

Ang catalytic cracking ay nakatayo bilang isa sa pinakamahalagang proseso ng pagdalisay ng petrolyo. Sa pamamagitan ng pag-iiba ng malalaking molekula sa ibabaw ng isang reflume sa mataas, mababang-halagang mga hydrocarbon na maging mas magaan, mataas-demand na mga produkto, partikular na ang mataas-kanlurang gasolina na nagreresulta sa isang calbanye sa mga pagtaas ng temperatura, ang proseso ay nagdadala ng parehong halaga ng ekonomiya at ang kalidad ng gasolina na kailangan para sa mga modernong panloob na combustruction eng makina.

Ano ba ang Katalikong Pagbubububuno?

Ang catalytic cracking ay isang prosesong kimikal kung saan ang mabigat na hydrocarbon fragment mula sa mga distilation illitexiti gaya ng gas oil o deutifault trough ay ginagawang mas magaan na molekula sa pamamagitan ng pagdikit sa isang mainit na repleksiyon ng enerhiyang aktibidad para sa bond-flusion na mga reaksiyon, na nagpapahintulot sa proseso na mangyari sa mga temperatura sa paligid ng 480–550 °C sa halip na mas mataas na temperaturang kailangan para sa thermal cracking. Ang aktivividetivision na ito ay nagbibigay ng mas mataas na proporsiyon ng mga produkto tulad ng gasolina, diesel, at mga plefin, habang hindi naiibigan ng mga di-gusto sa pamamagitan ng mga mas mataas na mga coduct at mga pas.

Ang katagang "catytic" ay nagpapakita ng kaibahan nito sa mas lumang thermal cracking methods, na umaasa lamang sa init at presyon.Ang inspirasyon ay hindi nakukunsumo sa reaksiyon; ito ay maaaring muling ma-renew sa pamamagitan ng pagsunog ng mga stamped coke at muling gamitin ng maraming beses.Ito ay gumagawa sa proseso na lubhang mahusay at kaakit-akit sa ekonomiya.

Ang Proseso ng Fluid Cataltic Cracking (FCC)

Ang pinakamalaganap na ginagamit na teknolohiya ng catalytic cracking ay ang fluid catalytic cracker, o FCC unit. Sa isang yunit ng FCC, ang pinulbos na gasa ay kumikilos na parang likido kapag ito'y na - aeroated, na nagpapangyari sa patuloy na sirkulasyon sa pagitan ng reactor at ng regenerator.

  • Nahahati ang pagkain sa pag-init: Ang makapal na langis ng gas o vacuum gas oil ay pinaiinit sa mga 350–400 °C bago pumasok sa reaktor.
  • [ Ang mainit na pagpapakain ay humahalo sa retailed repulsion sa 650–750 °C sa seksyon ng pagtaas.Ang cracking ay nangyayari halos sa isang iglap, na lumilikha ng mga singaw na lumalabas sa reactor sa pamamagitan ng intrained repulsion.
  • [[[T:1] Ang mga Cyclopine ay naghihiwalay ng mga partikulo ng elemento mula sa mga singaw ng produkto.Ang emerginasyon ay nahuhulog sa isang seksyon na pinagbububuan ng singaw kung saan inaalisan ng singaw ang mga surpasiyo.
  • [ Ang Spent repulsion, na ngayo'y natatakpan ng coke, ay dumadaloy sa regenerator.Ang hangin ay hinihipan upang masunog ang coke, binabago ang respirator na gawain at iniinit ang respirator na kama sa mga 700 °C.
  • [[Talaksan: Ang mga nabiyak na singaw ay ipinadadala sa isang praksiyon kung saan ang mga ito ay pinaghihiwalay upang maging gas, gasolina, langis ng light cycle, at mabigat na langis ng siklo.

Ang mga modernong yunit ng FCC ay dinisenyo upang palakihin ang ani ng gasolina habang kinokontrol ang coke deposition. operating mga kondisyon tulad ng temperatura, reflusion-to-langis ratio, at resident time na ute-ariare maingat na naka-akma upang balansehin ang transbersiyon, pilivity, at respirator na buhay.

Teksomiya ng Catatic Cracking

Mga Landas ng Reaksiyon

Ang kimika ng catalytic cracking ay pinangingibabawan ng mga mekanismong carbocation (carbonium ion). Kapag ang isang molekulang hydrocarbon ay nakikipag-ugnayan sa isang lugar ng asido sa respiratoryo, maaari itong bumuo ng isang carbocation, na pagkatapos ay sumasailalim sa mga reaksyong ⁇ -scision (pagtanggal ng isang carboncarbon bond dalawang posisyon ang layo mula sa karga), isomerization, cyclization, o paglilipat ng hidroheno. Ang mga reaksiyong ito ay humahantong sa isang malawak na saklaw ng mga produkto, mula sa mga magaang gas (C[FLCL][[0][T][T][[T][[T][5][CL][[T][[[CL][[T][5][CL][[[[[[CL][[[[5][T][[[[CL][[[[[[[[[[C][C][[[C][[[[[C][C]]]][[C]][[[[[[C]]]]

Kabilang sa mga pangunahing uri ng reaksiyon ang:

  • Pag-aalsa: Ang mga malalaking molekula ay nahahati sa dalawang mas maliliit na mga molekula, karaniwang isang olefin at isang paraffin.
  • Isomerisasyon: Ang Linear hydrocarbon ay nagrereregula sa mga istrakturang may sanga, na may mas mataas na bilang ng oktane.
  • Ang pag-iinhinyero at amorance: Ang mga molekulang Tuwid-chain ay bumubuo ng mga singsing, sa kalaunan ay gumagawa ng mababangong mga hydrocarbon na nag-ebolb pa ng oktane.
  • [Hydrogen transfer: Ang mga atomo ng Hydrogen ay gumagalaw sa pagitan ng mga molekula, nag-iisa ng mga olefin at binabawasan ang mga coke prevents.

Ang estruktura ng gasimulasyon at pore ang tumitiyak kung aling mga reaksiyon ang nangingibabaw. ang Zeolite-based refluentials ay nagbibigay ng tamang balanse ng mga malakas na lugar ng asido at isang pore network na mapiling inaamin ang mga molekula ng sukat ng gasolina.

Paglikha ng mga Mataas-Octane Gasoline Component

Ang pangunahing dahilan kung bakit ang catalytic cracking ay napakahalaga ang kakayahan nitong gumawa ng mga sangkap na pinagsanib ng gasolina na may mga research octane number (RON) na karaniwang nasa saklaw na 90–95. Ang mga mataas na-octane na molekulang ito ay nagmula sa tatlong mga pinagmulan:

  • Ang mga branched paraffin (isopara ⁇ s): Ang formed by isomerization sa panahon ng pag-crash. Ang mas maraming sangay ay nangangahulugang mas mataas na octane.
  • Aromatic hydrocarbon: Ang Gene na nai-record sa pamamagitan ng cyclization at paglilipat ng hidroheno.Ang mga romatiko tulad ng toluene at xylene ay may mahuhusay na mga katangiang oktane.
  • Mga Olefin: Ang mga hindi saturated na molekula gaya ng propylene at biyolene ay may katamtamang octane at maaari pang i-upgrade sa mga yunit ng alkylation o etherification.

Octane Balisang Halaga

Ang gasolinang gasoline ay isang pagsasama ng maraming mga bahagi mula sa iba't ibang mga yunit na dalisayan. ang Catalytic cracked gasolina (FCC gasolina) ay karaniwang bumubuo ng 30–50% ng pangwakas na pool ng gasolina. Ang mataas na oktane nito ay pumapayag sa mga mandadalisay na maghalo sa mas mababang-octane na mga bahagi mula sa ibang proseso (katulad ng tuwid na-run naphtha) nang hindi isinasakripisyo ang kabuuang oktane number. Ang mga modernong makina nito ay nangangailangan ng mga octane ratio ng 91–98 (RON) para sa mga gradong premium, at ang FC ay mahalaga para sa mga target na iyon.

Kung Bakit Mataas-Octane Gasoline ang mga Bagay-bagay

Ang mga panggatong na mataas-octane ay pumapayag sa mga makina na gumana sa mas mataas na mga tumbasan ng compression nang hindi kumakatok (detonation). Knocking kapag ang mga air-fuel na halo ay nag-imbestiga nang maaga, na nagdudulot ng mga pressure sped na maaaring makapinsala sa mga piston at bearing. Sa paggamit ng gasolina na lumalaban sa auto-igniyon, ang mga inhinyero ay maaaring magdisenyo ng mga makina na may mas malaking thermal efracity eficleance na recruitation na higit na enerhiya mula sa bawat patak ng gasolina. ito ang dahilan kung bakit ang mga gumagawa ng auto ay higit na nagtatakda ng fiumerong gasolina para sa turbound at high-chanceanceanced.

Mga Katalyst na Ginagamit sa Cataalytic Cracking

Ang puso ng anumang catalytic cracking unit ang nag - uudyok sa atin na gumawa ng modernong FCC. Ang mga pangganyak ay mga elementong materyales na naglalaman ng:

  • [Eolomites: Crystalline aluminolislicates, karaniwang zeolite Y, na nagbibigay ng malakas na mga lugar ng asido at hugis calculuseselective pores. ang mga ito ang pangunahing aktibong sangkap.
  • Matrix: Isang amorphous stander (e.g., alumina o cycasium analogalumina) na nagbibigay ng lakas mekanikal at ilang aktibidad na kartomiko, lalo na para sa mas malalaking molekula na hindi makapasok sa mga pores ng zeolite.
  • Mga additive: Ang mga Metal na katulad ng vanadium o nikel ay maaaring idagdag upang makuha ang asupre, pagandahin ang oktane, o bawasan ang kompuwesto ng coke. Ang ibang mga additive ay tumutulong sa pagkontrol ng SOCx at NOx mula sa regenerator.

Sa paglipas ng panahon, ang mga partikulang ito ay karaniwan nang 60–100 mikrometro ang diyametro.

Mga Pakinabang sa Kapaligiran at Ekonomiya

Mga Pakinabang sa Kapaligiran

Ang catalytic cracking ay nakatutulong sa mas malinis na paggawa ng gatong sa ilang paraan:

  • [1] [3] Mas mataas na ani ng mga produktong panlinis: Sa pamamagitan ng pagkumberte ng mabigat na mga tira na kung hindi ay susunugin bilang mababang-halagang langis na panggatong, binabawasan ng proseso ang nilalamang asupre at metal sa mga panggatong na restance.
  • [[ Ang mga modernong yunit ng FCC ay may mga flue gas scurder na nag-aalis ng SOSx, NOx, at particulate matter mula sa regenerator tambut, matugunan ang mahigpit na mga regulasyong pangkapaligiran.
  • Ang kahusayang pang-Carbon: Ang thermal na kahusayan ng mga yunit ng FCC (kasama ng co-generation of steam mula sa regenerator) ay tumutulong sa mas mababang overall refinery CO emisyon na may kaugnayan sa mas matandang mga proseso ng thermal cracking.

Epekto sa Ekonomiya

Mula sa pananaw pang-ekonomiya, ang catalytic cracking ay nagdaragdag ng mahalagang halaga sa isang bariles ng krudo. Kung wala ito, ang isang karaniwang bariles ay nagbibigay ng halos 25% gasolina direkta mula sa distilasyong distilasyon (straight-run naphtha). Sa FCC, ang ani ng gasolina ay maaaring lumampas sa 50% sa pamamagitan ng pagkumberte ng mga langis at latak ng gas. Ang karagdagang ito, kasama ang mas mataas na halaga ng oktane, ay gumagawa sa FCC na isa sa mga pinaka-pang-tubong yunit sa isang dalisayan.

Ang global FCC regulatory market ay pinahahalagahan sa ilang bilyong dolyar taun-taon, na may patuloy na pananaliksik upang mapabuti ang respirator selectity, bawasan ang coke ani, at proseso mas mabigat at mas maasim na mga pagkain.Ang proseso ay lumilikha rin ng mahahalagang byproducts tulad ng propylene at bodylene, na mga feedstock para sa petrokemicals at alkylate production.

Mga Hamon at mga Tagubilin sa Hinaharap

Bagaman ang catalytic cracking ay maygulang na, nakakaharap nito ang mga hamon sa paglutas ng sakit:

  • [[[Talaksan: Habang ang mga magagaang na krudo ay nagiging madalang, ang mga mandadalisay ay dapat humawak ng mas mabigat na mga krudo na may mataas na asupre, metal, at aspalto, na nag-uudyok ng lason at nagpaparami ng coke.
  • Decarbonization pressure: Ang transisyon sa mga sasakyang de kuryente at mga renected fuel ay maaaring magbawas ng pangangailangan ng gasolina sa mahabang panahon. Ang mga yunit ng FCC ay maaaring iangkop upang makagawa ng mas maraming petrokemikal na mga sheepstock o biogenic feeds.
  • [Catalyst new: Ang pananaliksik ay nagpapatuloy sa mga bagong istrakturang zeolite (e.g., ZSM-5, zeolite beta) at mesoporious na materyales upang mapabuti ang pilipino at payagan ang pagpoproseso ng bio-langis.

Ang isang magandang lugar ay ang co-processing ng bio-industring oils (e.g., mga langis ng gulay, mga dumi ng hayop) sa FCC units upang gumawa ng mga renected gasolina at diesel mga sangkap. Ang paraang ito ay papalapit sa mga leverages umiiral na refinery imprastraktura habang binabawasan ang carbon footprint ng mga fuel sa transportasyon.

Pagsasaayos

Ang catalytic cracking ay nananatiling isang batong panulok ng modernong pagdalisay ng petrolyo. Sa pamamagitan ng pagbabago ng mga heavy hydrocarbon sa mga sangkap ng gasolinang high-octane, nagagawa nito ang mahusay, mataas na-makinang mga makina na nag-eeebolb ng ating mga sasakyan at industriya.Ang proseso ay isang tagumpay ng inhenyeriyang kimikal: isang patuloy, tumatakbong sistemang paktor na nag-iinterno ng mababang-halagang pagkain sa isa sa pinaka-mahalag mga kalakal sa mundo. Habang ang mga landscasis ng enerhiya, ang catalytic cracking ay mag-edia na mag-edroidroidroviderisa ng mas mahirap na mga mapagkukunan, na mga mapagkukunan, na nag-comproducedyt upang ihatid ang mga mapagkukunan, at patuloy na mga mataas na mga mataas na mga makina.

Para sa higit pang pagbasa, sumangguni sa artikulo Wikipedia sa likidong catalytic cracking[, ang U.S. Energy Information Administration's president of experiment, at ang UOP (Honeywell) na pahina tungkol sa FCCCCC na teknolohiya ay makukuha mula sa [[T][T][T][T]:[T] [[T] [[T]][T][T][T]:[TCCCCCCCCCC.