Каталітичний крекінг нафти
Каталітичний крекінг нафти (у перекладі з англійської - розщеплення) - технологічний процес, спрямований на збільшення виходу бензину шляхом спеціальної переробки компонентів важких фракцій нафти. При первинній переробці продукту отримують в середньому 5-14% від загальної маси бензину. Якість одержуваного палива після прямої перегонки не задовольняє вимогам сучасної техніки.
Каталітичний крекінг підвищує вихід бензину і покращує його якість.
Розрізняють два види термічного (каталітичного) крекінгу: рідинний і газофазної. Для першого сировиною є мазут, який подають в печі при 600-625 ° С під тиском, близьким до атмосферного. Газофазної каталітичний крекінг проводиться при тих же умовах, але сировиною для нього є газойль (солярні масла). При термічному крекінгу в структурі високомолекулярних алканів розриваються карбонові зв'язки і утворюються молекули низькомолекулярних вуглеців, що входять в бензинову фракцію:
С10Н22 - С5Н12 + С5Н10.
Таким чином, з високомолекулярного декана утворюються дві речовини (граничні і ненасичені вуглеводні) з меншою молекулярною масою.
Каталітичний крекінг здійснюється в присутності каталізаторів (активована глина або алюмосилікати) при температурі 470-530 градусів під тиском від 70 до 370 кПа. Основною сировиною для здійснення процесу є газойль, вихід бензину з загальної маси нафти може досягати 30-40%. Тому виробництво бензину - це непростий і трудомісткий процес. Для поліпшення якості продукту з його складу видаляють алкени і алкіни, які іноді займають до 30% загальної маси.
Завдяки використанню інноваційних технологій, вихід бензину в процесі перегонки нафти може становити до 80 відсотків. Для оцінки якості рідкого палива користуються октановим числом. Як зразок палива з високими антидетонаційними властивостями був обраний ізооктан або 2,2,4-триметилпентан.
Його октанове число вважають рівним 100. В якості зразка з найбільш низькими антидетонаційними властивостями беруть н-гептан: С7Н16, октанове число (ОЧ), якого вважають рівним 0. Для визначення даного показника порівнюють детонаційні властивості бензину з властивостями суміші изооктана і н-гептану.
Наприклад, продукт з октановим числом 80 має такі ж детонаційні властивості, як суміш 80% изооктана і 20% н-гептану. Чим вище октанове число, тим вища якість палива. Підвищення цього показника економить паливо і зберігає потужність двигунів внутрішнього згоряння. У продукт додають і інші компоненти, в тому числі і вуглеці синтетичного походження, і антидетонатори (це речовини, які в мінімальних концентраціях (не більш 0,5%) покращують антидетонаційні властивості палива). Раніше для цих цілей використовували тетраетілплюмбум. У зв'язку з тим, що ця речовина дуже токсична, його замінили іншими антидетонаторами, які виготовляють з марганцевоорганіческіх з'єднань. Ці речовини менш токсичні для нашого організму і дають можливість отримання палива з ОЧ в сто двадцять п'ять-сто тридцять одиниць.
Технологія виробництва бензину
Шляхом прямої перегонки нафти одержують бензин з ОЧ до 91. Зазначений метод на сьогодні - недозволена розкіш, оскільки вихід самого бензину невеликий. Для підвищення виходу палива і поліпшення його якості використовують повторну перегонку, каталітичний, термічний крекінг, риформінг і т.д.
Перераховані методи підвищують витрати праці, часу і коштів, однак, тільки вони дозволяють отримати менш шкідливий бензин для навколишнього середовища. Для збільшення ОЧ на сьогодні дуже часто використовують різноманітні хімічні засоби (спирти, металоорганічні сполуки, ефіри тощо).