168
демек қыздырғанда, ең алдымен көмірсутектерінің ең ұзын
тізбегі үзіледі. С-С байланыстың үзілуі температура жоғарылаған
сайын тізбектің шетіне жылжиды. Жоғары молекуланың жіктелуі
нəтижесінде берік, қысқа тізбекті көмірсутектер түзіледі. Егер
ең соңғы тізбектегі байланыс үзілсе, метан түзіледі. Метан 820
o
К
жоғары температурада көміртекке жəне сутекке ыдырайды. Метан
жəне нафтен көмірсутектері 500°K төмен температурада берік болса,
жоғары температурада ароматты жəне олефин көмірсутектерінің
беріктілігі басым келеді. Температура жоғарылаған
сайын крекингтің
жалпы жылдамдығы өседі. Жеке көмірсутектер топтарының өзгеру
жылдамдығы мынадай қатарға орналастырылады:
парафиндер
нафтендер
арендер.
Демек температураның өсуі, газ өнімдерін, бастапқы шикізат
құрамындағы ароматты көмірсутектер мен олефиндерді көбейтеді.
Крекинг температурасы неғұрлым жоғары болса, молекулалар
соғұрлым көбірек бөлшектеніп, қанықпаған қосылыстары көп
газдар соғұрлым көбірек түзіледі. Сондықтан газ тəрізді қанықпаған
көмірсутектерді алу үшін кейде мұнай өнімдерін
крекинглеуді жоғары
температурада арнайы жүргізеді. Бұл жағдайда процесс 650-750°С
температурада жүреді. Тəжірибенің қорытындысы көрсеткендей,
қыздыру кезінде көмірсутектер айырылады жəне төмендегідей
реакциялар жүреді:
С
16
H
34
С
8
H
18
+ С
8
H
16
Гексадекан Октан Октен
Молекулалық массасы кіші, өздері бензинге сəйкес келетін қанық-
қан жəне қанықпаған көмірсутектердің қоспасы түзіледі. Алынған
заттар əрі қарай айрылады. Мұндай реакциялардың нəтижесінде газ
тəрізді заттардың түзілетіні тəжірибе арқылы анықталған. Мысалы:
С
8
H
18
С
4
H
10
+ С
4
H
8
С
4
H
10
С
2
H
6
+ С
2
H
4
С
4
H
10
С
3
H
6
+ СH
4
169
Қысым
екі түрлі əсер етеді: біріншіден, ыдырау процесіне кері
əсер етсе, екіншіден, ауыр салмақты
бензин шығымын төмендететін
көмірсутектердің түзілуіне кедергі жасайды. Сондықтан сұйық өнім-
нің шығымын арттыру үшін крекинг процесін жоғары қысымда
жүргізеді де, ал газ өнімін арттыру үшін процесті төменгі қысымда
жүргізеді.
Тікелей айдау əдісімен өндірілген бензинмен салыстырғанда,
крекинг əдісі бойынша алынған бензиннің құрамында құрылысы
тармақты жəне ароматты көмірсутектердің мөлшері көп болғандық-
тан, крекинг бензинінің октан саны 70-тен жоғары болады. Крекинг
процесі кезінде жоғары молекулалы қосылыстар жіктеледі жəне
сонымен қатар, екінші процестер нəтижесінде жаңадан жоғары
молекулалы қосылыстар түзіледі.
Крекинг процесі радикалдық механизммен жүретін төмендегідей
топтарға бөлінеді:
- С-С байланысы үзілуінен
жоғары молекулалардың жіктелуі;
- дегидрлеу процесінің əсерінен С-Н байланыстың үзілуі;
- изомерлену;
- синтездеу реакциялары (полимерлену, циклдену, конден
са-
циялану).
Реакциялардың алғашқы түрлері – эндотермиялық бірінші кезекте
жүретін процестер (көмірсутектері жіктеледі немесе крекингіленеді),
соңғы екеулері – экзотермиялық жəне екінші процестер, бұл
реакциялардың бастапқысы бірінші кезекте жүретін реакциялардың
өнімі болып табылады.
Парафинді көмірсутектердегі С-С байланысының белсенділік
энергиясы орта есеппен 297277 Дж/моль, ал С-Н байланысының
белсенділік энергиясы 385204 Дж/моль, демек С-Н байланысы С-
С
байланысынан берік, сондықтан парафин көмірсутектерін кре-
кингілегенде С-С байланысының үзілуі басым болады. Жалпы түрде
көрсеткенде бір молекуладан екі жаңа кіші молекула түзіледі:
С
n
H
2n+2
С
m
H
2m+2
+ С
m
l
H
2m
– Q
Біреуі қаныққан, екінші қанықпаған көмірсутектер. Теңдеудегі
m+m
1
=n крекинг процесі бос радикалды механизммен жүреді.
170
Молекулалардың шетіндегі C-C байланыстың ортасындағы бай-
ланысы үзіліп, екі радикал түзіледі. Түзілген радикалдар сутек
атомдарын бірінен екіншісіне ауыстырып, екі түрлі молекулалар
қаныққан жəне қанықпаған көмірсутектер түзеді:
С
4
H
10
СH
3
·
+ С
3
H
7
·
СH
3
·
+
С
3
H
7
·
СH
4
+ С
3
H
6
Қазіргі кезде мұнайды жəне мұнай өнімдерін терең дес-
трукциялаудың екі түрлі əдісі бар: крекинг; риформинг.
Риформинг крекингтің бір түрі, айырмашылығы – бастапқы
шикізаттарында ғана болады. Крекинг
процесінде шикізат ретінде
мазуттан басқа мұнайдың фракциялары қолданады. Крекинг өнімдері:
бензин, газдар, крекинг қалдығы.
Риформинг процесінің шикізаты: октандық саны төмен бензиндер
немесе лигроиндар, осылардан октандық саны жоғары бензиндер
немесе химиялық синтезде қолданылатын шикізаттар өндіріледі.
Крекинг немесе риформинг катализаторсыз жоғары температурада
жүргізілетін болса, онда термокрекинг немесе термориформинг деп
аталады. Катализатор қатысуымен жүрсе, онда катализдік крекинг
немесе катализдік риформинг деп аталады.
Термокрекинг 450-650°K температурада жəне 7МПа қысымда
жүреді.
Риформинг гомогенді (ковалентті байланыс түзетін электрон
қосағын ажыратып, химиялық байланысты үзе жүретін реакциялар)
жəне гетерогенді
реакциялар комплексі, бифункционалды
катализаторлармен тез жүретін процесс.
Достарыңызбен бөлісу: