Что такое термический крекинг
При термическом крекинге углеводороды, обычно это нефть и нефтепродукты, нагреваются до высокой температуры без доступа кислорода. В результате, происходит разрыв молекулярных цепочек и образуются новые вещества, молекулярная масса которых меньше. Новые вещества состоят из тех же элементов, водорода и углерода, но приобретенная молекулярная структура существенно меняет их химические и физические свойства. Температура в установке для крекинга достигает 550 градусов Цельсия, а давление поднимается до 5 МПа. Естественно, что все оборудование должно быть рассчитано на работу в таких условиях. Это касается и труб для монтажа установки, которые обычно имеют бесшовную структуру и размеры 15х5м.
Установка для крекинга и что на ней получают
Печь для перегонки нефти представляет собой помещение с кирпичными стенами. Вдоль стен монтируется трубопровод. Для него по специальной бесшовной технологии изготавливается высокопрочная Труба 15х5м, по которой затем будет подаваться нефть. Стены печи разогреваются до температуры порядка 300 градусов Цельсия. Нефть уже горячей попадает на дно установки. Происходит испарение более лёгких фракций: бензин, лигроин, керосин. Пары их поднимаются вверх, и происходит их конденсация, для каждой фракции на своем уровне. Для сбора конденсата в печи есть тарелки. Одновременно, за счёт этих паров, растет давление внутри установки, что, в свою очередь, приводит к дальнейшему повышению температуры. Начинается распад тяжёлых углеводородов. То есть из нефти образуется тот же бензин. Он, в свою очередь, тоже испаряется и вызывает дальнейшее увеличение показателей внутри печи. Когда они достигнут необходимого значения, через специальный клапан излишек паров бензина выводится и конденсируется в специальной ёмкости. Таким образом, процесс становится стабильным.
Продукты, получаемые способом перегонки
Методом термического крекинга, чаще всего, перерабатывают не сырую нефть, а тяжёлые нефтепродукты. Такие как мазут, вакуумный газоль, гудрон, керосин. Из этого сырья получается бензин, газ и крекинговый осадок. Выход конечного продукта зависит от качества исходного сырья. Так из гудрона получается 10-15% бензина, а выход бензина при перегонке керосина достигает 60%.
Преимущества и недостатки термического крекинга
К достоинствам высокотемпературной перегонки можно отнести простоту технологического процесса, что уменьшает себестоимость конечного продукта. При таком крекинге не нужен катализатор, требуется только изначальный разогрев печи. Но есть и существенные недостатки. Бензин, получаемый таким способом, содержит непредельные соединения, которых нет в природной нефти. Эти соединения нестабильны, со временем распадаются, что приводит к окислению бензина и вредно для двигателей. Процесс сложно управляется. Из-за высокой температуры и давления быстро изнашивается оборудование, включая стены печи.
Несмотря на наличие недостатков, технология термического крекинга позволяет вести более глубокую переработку нефти, что приносит несомненную экономическую выгоду производителю нефтепродуктов.