Կրեկինգ

Կրեկինգ (անգլ.՝ cracking, < crack - ճեղքել, քայքայել), նավթի և նավթանյութերի մշակում գլխավորապես շարժիչների վառելանյութ և քիմիական հումք ստանալու համար, որն ընթանում է ծանր ածխաջրածինների ճեղքմամբ (տրոհմամբ)։ Բացի այդ, կրեկինգի ժամանակ տեղի է ունենում իզոմերացում և նոր մոլեկուլների առաջացում՝ ցիկլացման, պոլիմերացման կամ կոնդեսացման հետևանքով։ Կրեկինգ կարող է իրականացվել որպես զուտ ջերմային պրոցես՝ ջերմային (թերմիկ) և կատալիզատորների առկայությամբ՝ կատալիտիկ կրեկինգ։ Ջերմային կրեկինգի դեպքում ճեղքման ռեակցիաները սովորաբար շղթայական են և ընթանում են ազատ ռադիկալային մեխանիզմով։ Բարձր ճնշման ջերմային կրեկինգ իրականացնում են 470-540°C-ում, 40-60 մթն ճնշման տակ։ Այդ եղանակով ստացված բենզինը (օկտանային թիվը՝ 60-70) չհագեցած շատ ածխաջրածիններ պարունակելու պատճառով անկայուն է, դրա համար այն լրացուցիչ մշակում են ռիֆորմինգի միջոցով։ Ցածր ճնշման ջերմային կրեկինգ, որն իրականացվում է 500-600°C-ում մի քանի մթն ճնշման տակ, կոչվում է նաև կոքսացում և օգտագործվում է ծանր նավթանյութերից (օրինակ, հանքաձյութից) ավելի թեթև ածխաջրածիններ (ելքը՝ 60-70%) և կոքս (20%) ստանալու համար։ Ցածր ճնշման բարձրջերմաստիճանային (650-750°C) կրեկինգ, որը կոչվում է նաև պիրոլիզ, իրականացնում են մոտավորապես մթնոլորտային ճնշման տակ։ Այդ եղանակով մնացորդային ծանր նավթահումքը մշակելիս ստանում են գազերի խառնուրդ (պարունակում է մինչև 50% չհագեցած ածխաջրածիններ՝ էթիլեն, պրոպիլեն ևն) և արոմատիկ ածխաջրածիններ, որոնք հումք են քիմիական արդյունաբերության համար։ Ջերմային կրեկինգ իրականացնում են խողովակավոր վառարաններում կամ շրջանառող պինդ ջերմակիր ունեցող ռեակտորներում։ Կատալիտիկ կրեկինգ կիրառվում է մինչև 85 օկտանային թիվ ունեցող բարձրորակ բենզին ստանալու համար։ Ստացվում է նաև կերոսինագազոյլային ֆրակցիա, որը ծառայում է որպես դիզելային կամ հրթիռային վառելանյութ։ Պրոցեսն իրականացնում են 450-520°C-ում, 2-3 մթն ճնշման տակ, անշարժ կամ անընդհատ շրջանառող կատալիզատորով աշտարակներում։ Որպես կատալիզատոր օգտագործում են սինթետիկ կամ բնական ալյումասիլիկատներ (ակտիվացրած կավեր)։ Կատալիտիկ կրեկինգի դեպքում ճեղքումն անհամեմատ արագ է ընթանում, քան ջերմայինի դեպքում։ Բացի այդ, իզոմերացման հետևանքով առաջանում են հագեցած ածխաջրածիններ։ Արդյունքում թեթև նյութերը շատ են, քան ջերմային կրեկինգի դեպքում, իսկ ստացված բենզինը պարունակում է քիչ թվով չհագեցած ածխաջրածիններ և շատ՝ իզոպարաֆիններ, որոնցով պայմանավորված է դրա բարձր որակը։ Կատալիտիկ կրեկինգի հումքը գազոյլն է, որից ստանում են 30-40% բենզին (մինչև 50% իզոպարաֆինների պարունակությամբ), 45-55% կատալիտիկ գազոյլ, 10-20% գազ (այդ թվում՝ 6-9% բուտան-բուտիլենային ֆրակցիան), 3-6% կոքս։ Մեծ քանակությամբ խեժանման նյութեր և ծծումբ պարունակող նավթաթորման միջին և ծանր ֆրակցիաները ջրածնի առկայությամբ ենթարկվում են կատալիտիկ կրեկինգի՝ հիդրոկրեկինգի։ Պրոցեսն իրականացնում են 350-450°C-ում, 30-140 մթն ճնշման տակ՝ 1մ³ հումքի վրա ծախսելով 170-350 մ³ ջրածին։ Որպես կատալիզատոր կիրառում են ալումասիլիկատների վրա նստեցված մոլիբդենի և նիկելի օքսիդներ կամ սուլֆիդներ, կոբալտի մոլիբդատ ևն։ Որպես քիմիական հումք օգտագործվող չհագեցած ածխաջրածիններն ստանում են ջրային գոլորշիներով կրեկինգի միջոցով։ Ելանյութ են ծառայում նավթահումքի տարբեր տեսակները՝ նավթամշակման գազերից մինչև նավթաթորման մնացորդները։ Պրոցեսը տարվում է 650-800°C-ում կատալիզատորների (նիկելի օքսիդ) առկայությամբ։ Եղանակի առավելությունը ցածր կոքսագոյացումն է և օլեֆինների բարձր ելքը։ Կան նաև կրեկինգ թթվածնի առկայությամբ (օքսիդացման կրեկինգ), էլեկտրակրեկինգ, պլազմային կրեկինգ՝ ացետիլեն և օլեֆիններ ստանալու համար։