Welche Aufgabe hat der Katalysator beim Cracken?
Was sind die Produkte des katalytischen Crackens?
Das katalytische Cracken ist eines der Erdölraffinationsverfahren, bei dem Schweröle unter Einwirkung von Wärme und Katalysatoren gecrackt und unter anderem in Spaltgas, Benzin und Diesel umgewandelt werden. Der Prozess des Crackens von Schwerölen unter Einwirkung von Wärme und Katalysatoren, um sie in Spaltgas, Benzin, Diesel usw. umzuwandeln. Die wichtigsten Reaktionen sind Zersetzung, Isomerisierung, Wasserstoffübertragung, Aromatisierung, Kondensation und Verkokung. Im Vergleich zum thermischen Cracken hat es eine höhere Ausbeute an Leichtöl, einen höheren Oktanwert von Benzin, eine bessere Stabilität von Diesel und erzeugt olefinreiches Flüssiggas als Nebenprodukt.
Cracken ist der Prozess der Aufspaltung langkettiger Kohlenwasserstoffe in Erdölfraktionierungsprodukte (einschließlich LPG) in kurzkettige Kohlenwasserstoffe wie Ethylen und Propylen bei einer höheren Temperatur als beim Cracken (700°C bis 800°C, manchmal bis zu 1000°C oder mehr) im petrochemischen Produktionsprozess. Cracken ist eine tiefer gehende Form des Krackens. Der chemische Prozess des Erdölcrackens ist komplex, und das entstehende Spaltgas ist ein komplexes Gemisch von Bestandteilen, darunter Propylen, Isobuten, Methan, Ethan, Butan, Alkine, Schwefelwasserstoff und Kohlenstoffoxide, zusätzlich zum Hauptprodukt Ethylen. Das gecrackte Gas kann gereinigt und abgetrennt werden, um die erforderliche Reinheit von Ethylen, Propylen und anderen organischen chemischen Grundstoffen zu erhalten. Derzeit ist das Cracken von Erdöl die wichtigste Methode zur Herstellung von Ethylen. Bei der Erdölraffination erzeugen sowohl das katalytische Cracken als auch das thermische Cracken und die Verkokung propylenhaltige Gase, wobei das katalytische Cracken das meiste Propylen erzeugt.
Katalysator für das Fluid Catalytic Cracking
Ein Katalysator ist im Allgemeinen eine Substanz, die die Geschwindigkeit einer Reaktion erhöht, ohne die gesamte freie Standard-Gibbs-Energie der Reaktion zu verändern, und kann auch als Substanz ausgedrückt werden, die die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion in einer chemischen Reaktion erhöht, ohne das chemische Gleichgewicht zu verändern, und deren eigene Qualität und chemische Eigenschaften sich vor oder nach der chemischen Reaktion nicht ändern. Statistischen Angaben zufolge werden Katalysatoren in etwa 90% der industriellen Prozesse verwendet, z. B. in der Chemie, Petrochemie, Biochemie und im Umweltschutz.
Katalysatoren für das katalytische Kracken im flüssigen Medium wurden in zwei Hauptkategorien entwickelt: Katalysatoren aus unqualifiziertem Aluminiumsilikat und Katalysatoren aus Zeolith-Molekularsieb-Mikrokugeln. Die Zeolith-Molekularsieb-Mikrokugelkatalysatoren lassen sich nach Rohstoffen und Herstellungsverfahren in Katalysatoren aus reinem weißen Ton mit teilweiser Kristallisation der weißen Tonmatrix in Zeolith (d. h. In-situ-Kristallisation) sowie in vollsynthetische Zeolith-Katalysatoren und halbsynthetische Zeolith-Katalysatoren unterteilen, die getrennt aus Zeolith und Matrix hergestellt werden.
Katalysatoren für das katalytische Kracken in flüssigem Zustand bestehen hauptsächlich aus einer Matrix und einem aktiven Teil (Molekularsieb), manchmal mit Hilfe eines Bindemittels. Die derzeit für das katalytische Cracken verwendeten Katalysatoren bestehen aus einem Molekularsieb, einer Matrix (auch als Stretcher bezeichnet) und einem Bindemittel.
Die Matrix macht den größten Teil des Katalysators aus, und der Zeolithgehalt variiert je nach Katalysatorart und liegt im Allgemeinen zwischen 10 und 40%, wobei ein hoher Zeolithgehalt in der Regel teurer in der Herstellung ist.
Welche Aufgabe hat der Katalysator beim Cracken?
Ein Katalysator ist ein chemischer Stoff, der die Reaktionsgeschwindigkeit einer chemischen Reaktion verändern kann, ohne die thermodynamische Gleichgewichtslage der chemischen Reaktion zu verändern, und der selbst bei der chemischen Reaktion nicht wesentlich verbraucht wird.
1. Beschleunigt die Geschwindigkeit der chemischen Reaktionen und erhöht die Produktionskapazität.
2. Katalysatoren beschleunigen nur die Gleichgewichtsreaktion, können aber die Gleichgewichtslage der Reaktion nicht verändern.
3. Katalysatoren sind selektiv für Reaktionen, wenn die Reaktion mehr als eine unterschiedliche Richtung hat, beschleunigt der Katalysator nur eine von ihnen, wodurch die Reaktionsgeschwindigkeit und Selektivität vereinheitlicht werden.
4. Die Lebensdauer eines Katalysators. Der Katalysator kann die Geschwindigkeit der chemischen Reaktion selbst verändern, er selbst tritt nicht in die Reaktion ein, im Idealfall wird der Katalysator durch die Reaktion nicht verändert. Im eigentlichen Reaktionsprozess ist der Katalysator über einen langen Zeitraum Wärme und chemischen Einwirkungen ausgesetzt und erfährt auch physikalisch-chemische Veränderungen.
5. Bei komplexen Reaktionen kann es so gewählt werden, dass es die Geschwindigkeit der Primärreaktion beschleunigt, die Sekundärreaktion hemmt und die Ausbeute des Zielprodukts erhöht.
6. Verbesserung der Betriebsbedingungen, Verringerung der Anforderungen an die Ausrüstung und Verbesserung der Produktionsbedingungen.
7. Entwicklung neuer Reaktionsverfahren, Ausweitung der Verwendung von Rohstoffen und Vereinfachung des Produktionsprozesses.
8. Beseitigung der Verschmutzung und Schutz der Umwelt.
Katalysatoren spielen in der chemischen Produktion eine wichtige Rolle, und bei den meisten chemischen Prozessen kommen Katalysatoren zum Einsatz. So werden z. B. bei der Erdölraffination hocheffiziente Katalysatoren zur Herstellung von Benzin, Paraffin usw. verwendet; bei der Behandlung von Autoabgasen werden Katalysatoren eingesetzt, um die Umwandlung schädlicher Gase zu fördern; in der Brauereiindustrie und der pharmazeutischen Industrie werden Katalysatoren für Enzyme verwendet, bestimmte Enzympräparate sind auch wertvolle Arzneimittel.
