Лaбoрaтoриядa риoя қилиниши керaк бўлгaн xaвфсизлик теxникaси қoидaлaри

10(С+1.8Н)=(С+2.2Н)+6(С+2Н)+2(С+1.3Н)+(С+0.2Р)
хом ашё газлар бензин мазуд кокс
Термик крекинг жараёнларининг кўпчилиги занжирли радикал механизм асосида боради унинг бошланғич ҳарорати ва тезлиги углеводларнинг термодинамик барқарорлиги билан боғлик бўлади .
Нефт хом ашёсининг таркибида тузилиши жуда хилма хил бўлган турли хилдаги углеводородлар бўлади, табийки уларнинг термик барқарорлиги хам турлича бўлади. Юқори ҳароратда углеводородлар айникса парафинлар учун дегидрогенланишдан кўра углерод боғининг узилиши билан бородиган жараёнларнинг термодинамик жиҳатдан эҳтимоли катта. Парафин углеводородларнинг молекуляр массаси қанчалик катта бўлса молекуланинг (занжирнинг) ўртасида углерод боғининг узилиш эҳтимоли ҳам шунчалик юқори бўлади. Масалан, эйкозан парафиннинг термик крекинг куйидаги асосий махсулотларнинг ҳосил бўлишига олиб келади .
С₂₀Н₄₂

СН₄ +С₁₉Н₃₈ С₂Н₆ +С₁₈Н₃₈ С₅Н₁₂ +С₁₅Н₃₀ С₈Н₁₆+С₁₂Н₂₆ С₁₀Н₂₀+С₁₀Н₂₂

Тўйинган ва тўйинмаган углеводородларнинг миқдорий нисбати тенг бўлганда, реакцион аралашмада махсулотларнинг миқдорий нисбати чапдан ўнг томон кескин ошади.
Нафтен углеводородларнинг термик барқарорлиги парафинларга нисбатан анча юқори бўлади. Юқори ҳароратда нафтенлар учун дегидрогенланиш ва занжирнинг узилиши билан борадиган реакциялар характерлидир.


С₂Н₄+СН₂=СН-СН₂-СН₃
С₂Н₄+СН₂=СН-СН=СН₂ +Н₂
2С₃Н₆


-Н₂ -Н₂ -Н₂

Циклогексан циклогексен циклогексадиен бензол

Алкилалмашган нафтенлар крекинги ён занжирнинг узилиши билан бошланади. Ароматик углеводородлар нисбатан термик барқарор хисобланади. Улар орасида энг биринчи алкилалмашилган ҳосилалари бензол ва алкен ҳосил килиб парчаланади.
CH₂ CH₂R
+ CH2 =CHR

Юқори ҳароратда арлматик углеводродлар конденцатланиши хам мумкин, бу холат кокс ҳосил бўлишига олиб келади. Турли синф углеводродларнинг оддий моддалардан ҳосил бўлиш энергиясини ҳароратга боғликликдан келиб чиккан холда крекинг махсулотларнинг юқори ҳароратда термодинамик баркарорлиги қуйидаги тартибда камаяди

Ароматик углеводородлар – алкенлар-нафтенлар-парафинлар.
Тегишли кетма-кетликда парчаланиш тезлиги хам ортади. Демак юқори биринчи навбатда парафин углеводородлар ва нафтенлар парчаланади ва ароматик углеводородларнинг тўпланиши кузатилади. Крекинг махсулотларида ароматик углеводородлари улушининг ортиши иккиламчи жараёнлар хисобига хам (масалан,диенли синтез) бўлади.
Нефтни термик қайта ишлашдан асосий мақсад бензин ишлаб чиқаришдир. Ҳароратнинг ортиши билан бензиннинг уними беқарор оғир углеводородлар парчаланиш тезлигининг ортиши ҳисобига ортади ва қандайдир оптимал ҳароратда максимумга етади. Ҳароратнинг янада кўтарилиши, енгил углеводородларнинг парчаланиб газлар ҳосил килиши натижасида бензин унумини камайтиради.
Термодинамика қонунларига мувофиқ босим парчаланиш тезлигига таъсир этмайди аммо, мувозанатни хажмнинг камайиши томонга силжитади. Яъни газлар ҳосил бўлиши билан борадиган реакцияларни секинлаштиради ва кичик молекуляр массага эга бўлган олефинларни иккиламчи реакцияларга киришиши ҳамда парафинларнинг алкилланиш реакцияларига қулай шароит яратади. Шунинг учун хам бензиннинг юқори унум билан чиқишини таъминлаш учун жараённи юқори босимда олиб бориш аксинча крекингнинг энгил фракциялари унумини ошириш учун эса паст босимда, юқори ҳароратда олиб бориш максадга мувофикдир.
1.Суюк фазали крекинг 470-540⁰С ҳароратда ва 70 МПа босимда 2 фазали суюк-буғ системада боради. Одатда бу усул билан оғир хом ашёлар (масалан, мазут) рециркуляцияни қўллаган холда қайта ишланади. Мазут насос ёрдамида ретрификатция колоннасининг остки қисмидаги тарелкалардан бирига олиб борилади, у ерда крекингнинг ёнувчи фракциялари билан қўшилиб қисман парчаланади. Колоннанинг остки қисмидан оғир фракция чиқарилади ва 470-480 ⁰Сда енгил крекинглаш учун қовуқсимон печга жўнатилади. Печларнинг босими 5-7 МПа бўлади. Крекинг махсулотлари печлардан реакцион жумрак оркали буғлантиргичдан тушади, унда крекинг қолдиқ буғлардан ажралиб бўлгач қурилмадан чиқариб олинади. Буғлар (бензин буғлари ва газлар) буғлантиргичдан, ажратиш учун рефтификатция колоннасига ўтказилади.
Крекинг –газ конденсатордан ўтиб сепараторда бензиндан ажратилади. Олинган махсулотларнинг унуми крекинг бензин 30-35%, крекинг-газ 10-15%, крекинг-колдик 50-55%га тенг бўлади. Крекинг-бензиннинг таркибида ароматик углеводородлар кўп бўлганлиги учун, унинг октан сони 70 оддий ҳайдаш орқали олинган бензиндан анча юқори бўлади.
1. Крекинг-газ таркибида этилен, этан, пропилен, бутилен ва бутан газларини ушлайди. Улар газларни ажратувчи қурилмаларда (ГАК) фракцияларга ажратилади ва органик синтезнинг қимматбаҳо хом ашёси сифатида ишлатилади. Крекинг-қолдиқ буғ қозонларнинг ёкилғиси ҳисобланади, ёки гудрон, асфалт, нефт кокси кабиларни олиш учун хом ашё сифатида қўлланилади.
2. Буғ фазали крекинг кичикрок босим ва 600-630^оС да ҳароратда юқори октанли бензин олиш максадида олиб борилади. Бунда лигроинли фракция ишлатилади. Буғ фазали крекингда бензин билан бир қаторда кўп миқдорда қимматли нефт кимё хом ашёси хисобланган, таркибида тўйунмаган углеводородлари кўп бўлган газлар хам олинади.
3. Пролиз бу юқори ҳароратли крекинг бўлиб, асосан этилен ва бошқа тўйинмаган углеводородларни олиш учун ишлатиладиган хом ашёнинг турига қараб (табиий газ, газ конденсати, керосин, газойил, лигроин) кенг оралиқдаги ҳароратда (600-1200^оС) амалда 670-720^оС ларда ва атмосфера босимида лигроинли ёки керосинли фракцияларнинг чуқур парчаланиши ҳамда иккиламчи жараёнлар натижасида хом ашёнинг хоссасига нисбатан 50%гача унум билан газ (таркибида 30% алканлар сақлайди) ва 45-47% мой олинади. Мойни ректификациялаб 20% бензол, 16% толуол ва 2% кселол олинади ва улар қайта тозалангач индивидуал модда сифатида фойданилади. Кокслаш–нефт қолдиклари мазут, крекинг-қолдиқ, гудронларни 450-500^оС да ҳавосиз жойда термик парчалаш жараёни бўлиб унинг натижасида қўшимча ёқилги фойданиладиган кулсиз (ёнганда кул ҳосил килмайдиган) кокс олинади.
Каталитик жараёнлар бугунги кунда нефт махсулотларини крекинглаб октан сони юқори бўлган ва турли органик синтезларда кенг фойдаланилаётган газларнинг олиш усулларининг орасида асосий ўринни эгаллайди. Каталитик жараёнлар термик жараёнларда катта тезликда нисбатан пастроқ ҳароратда ва пастроқ босимда боради ҳамда у олтингугуртли нефтларни хам қайта ишлашга имкон беради.
Катализатор сифатида ғовак ташувчиларга (моддаларга) тушинтирилган холда синтетик алюмоцеликатлар, платина, молибденоксидлари ва хром ишлатилади. Каталитик крекинг бу типик гетероген катализ бўлиб, дастлабки моддаларнинг газ фазадан катализатор сиртига хемосорбцияланиши, кимёвий реакция, крекинг махсулотларининг катализатор сиртидан дисорбцияланиши ва уларнинг газ фазага дифузияланиши каби кетма-кетлик тартибда боради. Шунинг учун хам фойдаланиладиган катализаторларнинг сирти катта бўлиши (~700м2\г), яхши регенератцияланиш хоссасига эга бўлиши, олтингугурт бирикмаларига чидамли бўлмоғи ҳамда механик мустахкам бўлиши лозим. Катализатор сиртида борувчи кимёвий жараёнлар ион характерига эга. Бир вақтнинг ўзида катализатордан ташқарида ҳарорат таъсирида занжирли радикалли жараёнлар хам боради, аммо суст кетади.
Каталитик крекинг шароитига энг чидамли бўлган бирикмалар нормал тузилишли парафинлар ва алмашмаган ароматик углеводородлардир. Олефинлар, нафтенлар ва узун занжирли ён уринбосарлари бўлган ароматик углеводородлар чидамсиз бўлиб, улар биринчи бўлиб крекинга учрайдилар. Узун ён занжирли ароматик углеводородлар оддий ароматик бирикмалар ва олефинларга парчаланадилар. Кондерсирланган ароматик бирикмалар ўринбосарларини ёқотади ва янада зичлашиб кокслик қилади. Нафтен углеводородлар катализатор сиртида дегидрогенланади ва ён занжирнинг узилиши ҳамда ҳалқанинг очилиши билан С-С боғ узилиб парчаланади. Полициклик нафтенлар ён ўринбосарлар узилгандан сўнг оддий ароматик углеводородлар ҳосил килади-ю, аммо қисман зичланиб, маҳсулот сифатида катализатор сиртида қолади.
Крекинг натижасида ҳосил бўлган олефинлар С-С боғдан узилиб парчаланадилар, изомерланадилар, полимерланадилар, гидрогенланадилар, халқали углеводородларга айланиб, дегидрогенланади ва ароматик бирикмалар ҳосил қилади. Катализ шароитида олефинларнинг гидрогенларнинг жараёни катта ахамиятга эга, чунки бунда дархол таркибида кам олефин сақловчи турғин бензин ҳосил бўлади. Парафин углеводородлари катализатор сиртида парчаланади ва изомерланади. Демак, катализаторда крекинглашнинг мухим ўзига хос томони шундаки, бунда таркибида октан сонини 98 га етказувчи тармоқланган занжирли туйинган углеводородлар ҳамда ароматик углеводородлар сақловчи енгил матор ёқилгиси – бензин олинади. Крекинг жараёнида алюмосиликатли катализаторнинг сиртида каттик коксга ўтириб қолиш сабабли унинг активлиги тезда пасаяди. Катализатор активлигини қайта тиклаш учун унга 550-600⁰С да ҳаво пуркаш оркали регинерациялайдилар. Катализатор сиртини қоплаб олган кокснинг ёниши натижасида бир томондан катализатор қайси актив холга ўтса (регинерацияланса) иккинчи томондан у қизийди ва регенератордан реакторга иссиқлик олиб ўтиш вазифсини ҳам бажаради.
Саноатда каталитик крекинг катализатор каватининг холати билан фарқ қилувчи уч типдаги қурилмаларда амалга оширилади. Заррачалари муаллақ осилиб турувчи катализатор қавати ёки қайновчи қаватли ва кукунсимон катализаторнинг муаллак заррачалари оқими типида ишлаши билан улар бир-биридан фарқ қилади. Каталитик крекинг 0.05-0.1МПа босимда 450-500⁰С да буғ фазада алюмосиликатли катализатор иштирокида амалга оширилади. 97-расмда харакат килиб турувчи катализаторли крекингнинг схемаси берилган. Хом ашё қувурсимон печда 350-360⁰С гача қиздирилади ва реакторга боради. Реакторга бункердан 550-600⁰С ҳароратгача қизиган катализатор ҳам келиб тушади. Катализатор заррачалари оғирлик кучи ҳисобига реакторнинг юқорисидан пастигача тушади, хом ашёни крекингга учратади ҳамда реакторда ўз иссиқлигини ўтказиши ҳисобига ҳароратни 450-500⁰С да сақлаб туради. Катализатор регенераторга боришдан олдин сиртидаги енгил углевородларни десорбцияланишини кучайтириш учун буғ билан ишлов берилади. Крекинг махсулотлари реактордан чикиб, газ ва бензин фракцияларини бир-биридан ажратиш учун ректификация колоннасига юборилади. Регенераторга хаво пуфлагич ёрдамида катализатор сиртига ёпишиб колган коксни ёқиш учун тухтовсиз хаво берилиб турилади. Регенератордан ҳосил бўлган тутун газлари буғ олиш мақсадида утилизатор қозонига юборилади. Регенерациялаган катализатор сиқилган ҳаво ёрдамида тушувчи қурилмага тушади, у ердан ҳаво пуфлагичдан сиқилган ҳаво ёрдамида қувур орқали бункерга ўтади. Бункердан яна реакторга боради. Каталитик крекинг натижасида октан сони 76-82 бўлган 70% унум билан бензин,12-15% бир атомдан тўрт атомгача углерод сақловчи газлар ва 6%гача кокс олинади. Саноатда қайнойчи қаватли катализатори бўлган каталитик типидаги қурилма кенг таркалган. Катализатор сифатида сийрак ер элементлари билан активланган алюмосиликатлардан (цеолитлар) фойдаланилади.
Катализаторни қўллаш энергетик харакатларни камайтиришга қурилмаларнинг махсулдорлигини оширишга, бензиннинг сифатини ва миқдорини оширишга имкон беради. Кейинги йилларда гидрокрекинг кенг қўлланилмокда. Бу 6 МПа босимда 360-450⁰С да алюмосиликатларга қўйилган металл (Ni,W,Co,Mo) катализаторларда амалга оширилади.
Каталитик риформинг –октан сони юқори бўлган бензин ёки индивидуал ароматик бирикмалар олиш максадида октан сони кичик бўлган бензин ва лигроинни вородли муҳитида қайта ишлаш жараёнидир. Реформингда катализатор тасирида бир вақтнинг ўзида қуйдаги: олти аъзоли нафтенларнинг дегидрогенланиши, парафинларнинг дигидрогенланиб халкали бирикмаларга айланиши, беш аъзоли нафтенларнинг олти аъзоли бирикмаларга дегилрогенланиб изомерланиши, парафин углевородларнинг гидрокрекинги ва изомерланиши реакциялари боради. Со ва Мо ли катализаторлар нефт махсулотларининг S ли бирикмаларини гидрогенланиб H₂S ҳосил килинишига олиб келади. Бу хол S ли нефтларни қайта ишлаш имкониятини беради.