Крекинг нефтепродуктов

Крекинг нефтепродуктов

В процессе крекинга энергия, выделяющаяся при схлопывании кавитационных пузырьков, используется для разрыва химических связей между атомами больших молекул углеводородных соединений. Энергия разрыва связей изменяется в углеводородах в широких пределах, примерно от 40 до 400 кДж/моль. Прочность связи С_втор - Н меньше, чем С-Н, т.е. атом водорода легче оторвать в середине молекулы нормального парафина, чем с конца. Энергия разрыва С-С связей в молекулах нормальных парафинов также несколько уменьшается к середине углеродной цепи, т.е. длинные углеводородные молекулы автоматически разрываются в средней части.

В табл. 1. приведены результаты крекинга трех разных нефтепродуктов.

Таблица 1.

№ п.п.	Показатель качества	Исследуемый нефтепродукт
		диз. топливо		нефть		вакуумный газойль
		исх.	кон.	исх.	кон.	исх.	кон.
1.	Фракционный состав. Температура, °C, при которой перегоняется
	10%	200	165	130	37	380
	50%	280	186	390	94	430	275
	90%		220		139	480
	98%	360	244		165	500	339
2.	Плотность при 20 °C, кг/м³	830	792	894	722	935	841
3.	Кинематическая вязкость при 20 °C, сСт	5,2	3,0				4,67
4.	Температура застывания, °C	-10					-20
5.	Температура помутнения,°C						ниже -5
6.	Температура вспышки в закрытом тигле, °C	65	41			110	94
7.	Массовая доля серы, %	0,2	0,03		0,008	3,5	0,3
8.	Кислотность, мг КОН на 100 см³ топлива	5	1,32	3,08	0,24		3,51
9.	Йодное число, г. йода на 100 см³ топлива		2,09			45	1,76
10	Зольность, %	0,01	Отсут.		Отсут	0,3	0,0093

По фракционному составу, плотности, температуре вспышки и другим показателям исходных и конечных продуктов видно, что процесс крекинга протекает во всех нефтепродуктах. Поскольку кавитационные пузырьки можно генерировать с помощью интенсивного ультразвукового излучения в любых жидкостях, то можно предположить, что разрыв химических связей, таким образом, можно осуществить в любом химическом соединении при интенсивности звука соответствующей прочности энергии связи.

В месте обрыва химической связи должен быть подсоединен какой-либо радикал. При недостатке свободных радикалов в реакционной среде молекулы с ненасыщенной связью могут свернуться в кольцо, образуя циклические или ароматические соединения. В табл. 2 представлены результаты анализа содержания ароматических соединений в исходной нефти и в двух продуктах крекинга, полученных при разных режимах обработки.

Таблица 2.

№

п.п.

Наименование образца

Содержание ароматических соединений, %

Суммарное количество предельных и непредельных, %

Исходная нефть

Продукт крекинга №1

Продукт крекинга №2

Кроме процесса ароматизации в ультразвуковом активаторе можно осуществлять алкилирование, изомеризацию и другие процессы переработки нефти и нефтепродуктов. Следует отметить, что данный способ позволяет осуществлять синтез легких нефтепродуктов из углеводородных газов. Это позволит вовлечь в процесс синтеза углеводородного топлива такие виды сырья, как газовый конденсат и природный газ.

НАЗАД