촉매 분해에 필요한 것

크래킹이란 무엇인가요?

크래킹은 하나의 시료(주로 고분자 화합물)를 열 에너지로만 여러 개의 다른 물질(주로 저분자 화합물)로 변환하는 화학적 과정을 말합니다. 이는 촉매 없이 고압과 고온을 사용하거나 촉매가 있는 상태에서 낮은 온도와 압력을 사용하여 이루어집니다. 크래킹은 촉매 크래킹, 열 크래킹, 증기 크래킹으로 분류할 수 있습니다.

석유화학 생산 과정에서 석유 증류 제품(석유 가스 포함)의 장쇄 탄화수소를 에틸렌, 프로필렌과 같은 단쇄 탄화수소로 분해하기 위해 높은 온도(700℃~800℃, 때로는 1000℃까지)를 사용하는 분해 공정이 사용되었습니다.

유체 촉매 분해(FCC)란 무엇인가요?

FCC는 가장 널리 사용되는 촉매 분해 공정으로, 석유(원유)의 고비점, 고분자량 탄화수소 분획을 휘발유, 올레핀 가스 및 기타 석유 제품으로 전환하는 석유 정제소에서 가장 중요한 전환 공정 중 하나입니다.

가열된 사료는 가열된 촉매와 혼합된 다음 반응기에 주입되어 촉매가 사료 유입 유체 형태와 자유롭게 혼합됩니다. 사료가 균열되면서 코크스가 촉매에 침전되어 촉매가 점차 비활성화됩니다. 균열된 생성물은 반응기 상단에서 회수되어 분별기로 보내집니다. 비활성화된 촉매는 반응기 하단에서 회수되어 재생기로 보내지고, 재생기에서 열과 공기를 주입하여 코크스가 연소됩니다. 그런 다음 세척된(재생된) 촉매를 다시 반응기로 돌려보내고 이 사이클을 반복합니다.

촉매는 반응기와 재생기 루프를 수 초 내에 매우 빠른 속도로 이동하므로 부식을 방지하기 위해 촉매 루프의 많은 내부 표면을 세라믹으로 코팅해야 합니다. 재생기에서 촉매를 통해 코크스가 연소할 때 발생하는 열은 반응기에서 일어나는 분리 반응에 필요한 대부분의 열을 제공하며, 이 장치는 반응기와 재생기 사이의 열 균형을 맞춰야 합니다. 재생기에서 촉매 코크스를 연소시키면 일산화탄소와 이산화탄소, 그리고 약간의 황산화물이 혼합되어 생성됩니다. 이 가스 스트림은 CO 보일러와 회수 가스 압축기를 통과하여 일부 에너지를 회수한 다음 촉매 미립자를 제거하여 대기로 배출하므로 FCC는 정유 공장에서 CO2의 주요 배출원입니다.

촉매 분해에 사용되는 촉매는 무엇인가요?

현대의 크래킹은 제올라이트를 촉매로 사용합니다. 제올라이트는 음전하를 띤 알루미늄, 실리콘, 산소 원자로 이루어진 큰 격자로 이루어진 복잡한 알루미노실리케이트입니다. 물론 나트륨 이온과 같은 양이온과 관련이 있습니다.

에는 알칸에서 수소를 제거하여 탄소와 결합할 수 있는 두 개의 전자 부위가 있습니다. 이렇게 하면 탄소 원자는 양전하를 띠게 됩니다. 이와 같은 이온을 탄소 이온(또는 탄화 이온)이라고 합니다. 이들의 재결합은 반응의 다양한 생성물을 만들어냅니다.

촉매 크래커는 유동층, 이동층, 고정층의 세 가지 기본 유형으로 나뉩니다. 유형명은 사용되는 촉매층을 설명합니다. FCC 장치에서 촉매는 잘게 나뉜 분말입니다. 촉매가 공기나 탄화수소 증기에 의해 유동화되거나 "보풀이 생기면" 유체처럼 작동하여 파이프와 밸브를 통해 이동할 수 있습니다. 이동층 촉매 크래커의 촉매는 비드 또는 펠릿 형태입니다. 촉매를 공정의 한 부분에서 다른 부분으로 이동하려면 기계 장치가 필요합니다. 최신 플랜트에서는 촉매 재생에서 발생하는 공기(리프트 에어) 또는 연소 가스를 사용하여 촉매를 한 장소에서 다른 장소로 이동합니다. FCC 및 이동층 분해에서 촉매는 반응과 분리된 구역에서 재생됩니다. 촉매는 어떤 방식으로든 반응기에서 재생 구역으로 이동해야 합니다. 고정층 설계에서는 촉매가 움직이지 않습니다. 이 장치는 촉매층을 포함하는 일련의 반응기 용기로 구성됩니다. 이러한 반응기 중 일부는 온라인에서 분해된 탄화수소를 생산하고 다른 반응기는 오프라인에서 촉매를 재생합니다.

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