Крекинг

Крекинг (далее К) (англ. cracking, от crack - расщеплять), переработка нефти и ее фракций для получения главным образом моторных топлив, а также сырья, протекающая с распадом тяжелых углеводородов. Наряду с распадом при К, происходят изомеризация и синтез новых молекул, например в результате циклизации, полимеризации и конденсации.   К является одним из основных методов получения моторных топлив (в частности, бензинов) и может осуществляться как чисто термический процесс - термический К, так и в присутствии катализаторов - каталитический К Реакции распада при термическом К обычно рассматриваются как цепные, протекающие по свободнорадикальному механизму. Продукты термического К, осуществляемого обычно при 470-540°С и давлении 4-6 Мн/м2 (40-60 am), содержат много непредельных углеводородов, нестабильны при хранении, бензины из этих продуктов мало восприимчивы к тетраэтил- и требуют дальнейшей переработки путем риформинга. Термический К подвергают низкосортные виды тяжелого остаточного нефтяного сырья. Термический К низкого давления, проводимый при 500- 600°С и под давлением несколько десятых долей Мн/м2 (несколько am), называется также коксованием и применяется для превращения тяжелых продуктов, например гудронов, в более легкие (выход 60-70%), используемые для дальнейшей переработки в моторные топлива. Наряду с этим получают до 20% кокса, применяемого в различных целях, например при изготовлении электродов (для дуговых печей, гальванических элементов). Высокотемпературный (650-750°С) К низкого давления, называемый также пиролизом, проводят под давлением, близким к атмосферному; этим способом перерабатывают тяжелое остаточное нефтяное сырье в газ, содержащий до 50% непредельных углеводородов (этилен, пропилен и др.), и ароматические соединения; полученные продукты служат главным образом сырьем. Термические К обычно осуществляют в трубчатых печах или в реакторах с твердым циркулирующим теплоносителем, в качестве которого может быть использован образующийся кокс.   Каталитический К, проводимый в присутствии катализаторов - синтетических или природных алюмосиликатов (активированные глины, например монтмориллонит), служит для получения основным компонента высококачественного моторного бензина с октановым числом до 85, используемого в автотранспорте и авиации. При этом получают также керосино-газойлевые фракции, пригодные в качестве дизельного или реактивного топлива. Процесс осуществляют при 450-520°С, под давлением 0,2-0,3 Мн/м2 (2-3 am) в реакционных колоннах с неподвижным или непрерывно циркулирующим катализатором. И в том и в др. случае катализатор нуждается в регенерации, т. к. при К на нем накапливаются отложения (кокс), дезактивирующие катализатор. Кокс удаляют выжиганием.   При каталитическом К распад гораздо быстрее, чем при термическом. Кроме того, в этом случае происходит изомеризация с образованием насыщенных углеводородов. В результате выход легких продуктов больше, чем при термическом К, а получаемый бензин содержит много изопарафинов и мало непредельных углеводородов, что обусловливает его высокое качество. Сырьем для каталитического К служит обычно газойль, из которого получают 30-40% бензина (с содержанием изопарафинов до 50%), 45-55% каталитического газойля, 10-20% газа (в т. ч. 6-9% бутан-бутиленовой фракции, являющейся сырьем) и 3-6% кокса.   Для переработки средних и тяжелых нефтяных дистиллятов с большим содержанием сернистых и смолистых соединений, непригодных поэтому для переработки чисто каталитическим способом, большое распространение получил каталитический К в присутствии т. н. гидрокрекинг. Он осуществляется при температурах 350-450°С, давлении 3-14 Мн/м2 (30-140 am) и расходе 170-350 м3 на 1 м3 сырья. Катализаторами служат окислы или сульфиды и молибдат и др. на крекирующих носителях, например на алюмосиликатах. Применение обеспечивает эффективное гидрирование на катализаторе высокомолекулярных и сернистых соединений с их последующим распадом на крекирующем компоненте. Благодаря этому выход светлых продуктов повышается до 70% (в пересчете на нефть) и сильно снижается содержание в продуктах серы и непредельных углеводородов. Получаемые моторные топлива (бензин, реактивное и дизельное топлива) отличаются высоким качеством. Значительное применение для получения непредельных углеводородов, используемых как сырье, находит К с водяным паром. Исходными продуктами служат различные виды нефтяного сырья - от газов нефтепереработки до остатков после перегонки нефтепродуктов. К проводят при 650-800°С в присутствии катализаторов, например окиси на огнеупоре. Преимущество метода - низкое коксообразование и большой выход олефинов.   Помимо указанных, существуют и частично используются на практике др. виды К, например К в присутствии (окислительный К), электрокрекинг при получении ацетилена (метан пропускают через электрическую дугу).   Лит.: Смидович Е. В., Деструктивная переработка нефти и газа, 2 изд., М., 1968 (Технология переработки нефти и газа, ч. 2)   В. В. Щекин.