کراکینگ بخار یکی از روش های جدید انجام کراکینگ می باشد که کاربرد زیادی در صنایع مختلف دارد.
کراکینگ بخار
اصولا، کراکینگ (به انگلیسی: Cracking) فرآیندی است که در صنایع پتروشیمی کاربرد داشته و برای کاهش وزن مولکولی هیدروکربن‌ها به وسیله شکستن پیوندهای آنها استفاده می‌شود.
این فرآیند از روش‌های اصلی در تبدیل نفت خام به سوخت های مفید مانند بنزین، گازوییل، سوخت جت و نفت سفید است.
آشنایی با بخش های نیروگاه بخار
انواع روش های کراکینگ
این فرآیند یا در دما و فشار بالا و بدون کاتالیزور انجام می‌شود و یا در دمای پایین و فشار کم و در حضور کاتالیزور انجام می‌شود.
برای تامین بخار مورد نیاز در این فرآیند وجود یک دیگ بخار الزامی می باشد و منبع اصلی هیدروکربن‌های بزرگ، برش های نفت سفید یا بنزین در فرآیند تقطیر جزء به جزء نفت خام می‌باشد.
این برش‌های نفتی به صورت مایع از فرآیند تقطیر به دست می‌آیند اما پیش از فرآیند کراکینگ با بخار آب، دوباره تبخیر می‌شوند. در فرآیند کراکینگ بخار، تنها یک واکنش منحصر به فرد رخ نمی‌دهد.
پیوند هیدروکربن‌ها به صورت اتفاقی می‌شکند و مخلوطی از هیدروکربن‌های کوچکتر را ایجاد می‌کند که برخی از آنها هیدروکربن‌های دارای پیوند دوگانه کربن-کربن است.
لذا در نهایت در یک فرآیند اصلاح شده، که کراکینگ با بخار آب نامیده می‌شود، هیدروکربن را با بخار آب رقیق می‌کنند، به مدت کسری از ثانیه تا (۹۰۰-۷۰۰ سانتی گراد) گرما می‌دهند و به سرعت سرد می‌کنند.
لازم بذکر است که از کراکینگ با بخار در تولید مواد شیمیایی هیدروکربنی، از جمله اتیلن، پروپیلن، بوتادی ان، ایزوپرن و سیکلو پنتا دی ان، استفاده بیشتری می شود.
کراکینگ بخار یا پیرولیز، فرآیندی پیچیده در صنعت پتروشیمی است که در آن مولکول‌های هیدروکربنی سنگین به مولکول‌های کوچکتر و غیراشباع تبدیل می‌شوند. این فرآیند در دمای بالا (حدود ۸۵۰ درجه سانتی‌گراد) و در کوره‌های مخصوصی به نام کوره‌های پیرولیز انجام می‌شود.
مراحل کراکینگ بخار:
- آماده سازی خوراک: خوراک کراکینگ بخار می‌تواند شامل نفتا، گاز مایع (LPG)، اتان، پروپان یا بوتان باشد. این خوراک ابتدا تصفیه شده و ناخالصی‌ها از آن جدا می‌شوند.
- گرمایش: خوراک تصفیه شده با بخار آب مخلوط شده و در کوره‌های پیرولیز به دمای بالا (حدود ۸۵۰ درجه سانتی‌گراد) گرم می‌شود.
- واکنش: در دمای بالا، مولکول‌های هیدروکربنی سنگین شکسته شده و به مولکول‌های کوچکتر و غیراشباع تبدیل می‌شوند.
- سرد کردن: محصولات خروجی از کوره‌های پیرولیز به سرعت سرد می‌شوند تا از واکنش‌های بیشتر جلوگیری شود.
- جداسازی: محصولات خروجی شامل گازهای مختلف (مانند اتیلن، پروپیلن، بوتادین) و مایعات (مانند بنزین، نفت سفید) هستند. این محصولات از طریق فرآیندهای جداسازی مانند تقطیر و جذب به دست می‌آیند.
کاربردهای کراکینگ بخار:
- تولید الفین‌ها (مانند اتیلن، پروپیلن) که مواد اولیه بسیاری از محصولات پتروشیمی هستند.
- تولید بنزین و سایر فرآورده‌های نفتی
- تولید مواد شیمیایی مانند بوتادین و استایرن
مزایای کراکینگ بخار:
- فرآیندی کارآمد برای تبدیل هیدروکربن‌های سنگین به محصولات با ارزش‌تر
- تولید طیف گسترده‌ای از محصولات پتروشیمی
- انعطاف‌پذیری در انتخاب خوراک
معایب کراکینگ بخار:
- فرآیندی پرانرژی
- تولید آلاینده‌های زیست‌محیطی
- نیاز به سرمایه‌گذاری اولیه بالا
در اینجا چند نکته جالب در مورد کراکینگ بخار:
- اولین واحد کراکینگ بخار در سال ۱۹۲۰ در آمریکا ساخته شد.
- بیش از ۱۰۰ میلیون تن اتیلن در سال در جهان از طریق کراکینگ بخار تولید می‌شود.
- کراکینگ بخار یکی از مهم‌ترین فرآیندهای صنعت پتروشیمی است.
مطلب پیشنهادی: موتورخانه مرکزی دیگ بخار و دیگ آبگرم
