فرآيند هيدرو كراكينگ

كراكينگ پارافينهاي سنگين به پارافينهاي سبكتر و شاخه دار ر ا چون اين واكنش در حضور هيدروژن انجام مي شود ، به هيدرو كراكينگ موسوم است . هيدر وكراكينگ برشهاي هيدروكربني هميشه مورد توجه بوده است . در سال 1927 شركت ((فاربن )) از اين فرآيند براي تبديل لينيت به بنزين استفاده كرد . در سال 1930 ، شركت
((اسو )) اين روش را براي بهبود كيفيت خوراكهاي نفتي به كار برد .

در سالهاي اخير به علت تغيير ساختار پالايشگاهها ، افزايش تقاضا براي فرآورده هاي سبك نظير بنزين ، توليد هيدروژن فراوان و ارزان از واحد رفرمينگ و بهبود
 كاتاليزورها ، فرآيند هيدرو كراكينگ به سرعت گسترش يافته است . همانند كراكينگ كاتاليزوري ، هيدروكراكينگ برشهاي هيدروكربني سنگين و ارزان را به برشهاي سبكتر و با ارزشتر تبديل مي كند .

ويژگي اصلي هيدرو كراكينگ عملكرد در فشار بالاي هيدروژن است . نقش هيدروژن عبارتست از :

1-افزايش فعاليت كاتاليزور كه امكان مي دهد در دماي پايين تر و با سلكيتوتيه بيشتر عمل شود .

2-  كاهش ككي كه باعث افت فعاليت كاتاليزور مي شود .

3-  توليد هيدرو كربنهاي سير شده پرشاخه كه در مورد بنزين باعث افزايش پايداري و عدد اكتان مي شود.

علاوه بر اين ، هيدرو كراكينگ روشي است بسيار انعطاف پذير كه امكان استفاده از خوراكهاي مختلف را مي دهد. البته خوراك معمول هيدروكراكينگ گازوئيل سنگين است . در پالايشگاههاي جديد ، كراكينگ كاتاليزوري از گازوئيل هاي اتمسفري و خلأ كه پارافيني هستند و اسانتر شكسته مي شوند ، استفاده مي شود در حاليكه هيدرو كراكينگ از سايكل اويل ها (cycle  oil) كه آروماتيكي ترند و فرآورده هاي ككينگ به عنوان خوراك استفاده مي كند . اين مواد درمقابل كراكينگ كاتاليزوري بسيار مقاومند در حاليكه فشار بالاي هيدروژن موجب سهولت شكستن آنها مي شود.

لازم به ذكر است كه با توجه به نوع خوراك ، عمليات هيدرو كراكينگ را به دو فرآيند كلي تقسيم كرده اند : هيدرو كراكينگ كه بر روي خوراكهاي تقطير شده انجام
مي شود و هيدروپروسسينگ از باقيمانده به عنوان خوراك استفاده مي كند . اين دو فرآيند از بسياري جهات مشابهند و اختلاف اصلي آنها در نوع كاتاليزور و شرايط عملياتي است.

فرآورده هاي معمول هيدرو كراكينگ عبارتند از : بنزين هاي با اكتان بالا ، سوختهاي جت و گازوئيل مرغو ب ، انتخاب شرايط عملياتي مناسب ، واكنشها را به سوي توليد فرآورده هاي مورد نظر جهت مي دهد.

 

واكنشها:

ويژگي اصلي واكنشهاي هيدرو كراكينگ ، گسستگي پيوند كربن – كربن  است .
بر حسب وضعيت قرار گرفتن اين پيوند ، مي توان واكنشها را به 3 گروه تقسيم كرد :

الف) واكنشهاي هيدرو كراگينگ ساده (شكستن c-c در يك زنجير ):

اين واكنش مجموعه دو واكنش كراكينگ هيدرو كربن زنجيري و اشباع اولفين حاصل به وسيله هيدروژن مي باشد .

ب) واكنشها ي الكيل زدايي درحضور هيدروژن ( شكستن c-c مجاور يك هسته )

 

 

                   CH2-R + H2                                         + R-CH3

ج) واكنشها ي باز شدن حلقه (شكستن c-c در يك حلقه ):

                                               C6H14             H2+                                                                                                                                                           

واكنش ايزومري زنجيرها نيز انجام مي شود .

واكنشها ي جنبي عبارتند از : هيدروژني شدن اولفينها و آروماتيك ها ، تصفيه هيدروژني تركيبات گوگردي ، نيتروژن دار ، اكسيژن دار .

جدول صفحه بعد ليست تبديلهاي ممكن را در مورد گروههاي مختلف هيدروكربني ارائه مي دهد .

 

 

 

 

 

 

واكنشهاي انجام پذير گروههاي مختلف در هنگام هيدرو كراكينگ

هيدرو كربنها

واكنشها

فرآورده هاي اصلي

پارافينها

ايزومري

گسستگي

ايزو پارافينها

مواد سبك

نفتنها

ايزومري

الكيل زدايي در حضور هيدروژن

سيكلو پنتانهاي  ايزو پارافنها ي سبك

دي نفتنها

باز شدن حلقه

ايزومري

الكيل زدايي در حضور هيدروژن

سيكلوپنتنهاي  ايزو پارافينهاي سبك

الكيل بنزنها

ايزومري

ديسموتاسيون

الكيل زدايي در حضور هيدروژن

الكيل بنزنها ي ايزو پارافينها و سيكلو پارافينهاي سبك

بنزو نفتنها

باز شدن حلقه

هيدروژني شدن

الكيل بنزنها

دي نفتنها

الكيل نفتالنها

هيدرو ژني شدن

بنزو نفتنها

دي نفتنها

 

بررسيها ي ترموديناميكي

همانگونه مشاهده شد ، هيدرو كراكينگ مجموعه واكنشها ي گرماگير كراكينگ و گرمازاي هيدروژني كردن است و چون حرارت توليد شده در واكنش اخير خيلي بيش از گرماي مصرفي توسط كراكينگ است ، در مجموع هيدرو كراكينگ واكنشي است گرمازا . پايين تر از 500 درجه سانتيگراد و تحت فشار هيدروژن ، اين واكنش و واكنشهاي اشباع اولفينها به صورت واكنشهاي كاملند ولي اشباع آروماتيكها تعادلي است . واكنشهاي اشباع بسيار گرمازا مي باشند.

گرماي اضافي باعث افزايش دماي راكتور مي شود كه براي كاهش آن بايد هيدروژن سرد در راكتور تزريق كرد .

ميزان گرمازايي واكنشها

نوع واكنش

گرماي متوسط واكنش(400)  

ا لف)هيدر و كراكينگ

                           

پارافينها :

                            

14-11                                625/0-49/0

نفتنها :              +                                

12-10                                 54/0-45/0

آروماتيكها:                                                 R s       + 3 H2            RH +  

11-10                                 49/0-45/0

ب) اشباع

 

اولفينها :  

31-27              &n

:: برچسب‌ها: فرآیند هیدرو كراكینگ ,
:: بازدید از این مطلب : 161

|

امتیاز مطلب : 0

|

تعداد امتیازدهندگان : 0

|

مجموع امتیاز : 0