Διαφορά μεταξύ θερμικής πυρόλυσης και καταλυτικής πυρόλυσης
Κύρια διαφορά – Θερμική ρωγμή έναντι καταλυτικής ρωγμής
Η διύλιση πετρελαίου είναι η επεξεργασία αργού πετρελαίου προκειμένου να ληφθούν τα επιθυμητά προϊόντα. Υπάρχουν πολλές διεργασίες διύλισης πετρελαίου που βοηθούν στη μετατροπή του αργού πετρελαίου σε χρήσιμα προϊόντα. Το διυλιστήριο είναι μια μεγάλη βιομηχανική περιοχή που αποτελείται από έναν αριθμό μονάδων επεξεργασίας. Οι αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα σε ένα διυλιστήριο περιλαμβάνουν απόσταξη, αντιδράσεις πυρόλυσης, αντιδράσεις αναμόρφωσης, πολυμερισμό, ισομερισμό, κ.λπ. Η θερμική πυρόλυση και η καταλυτική πυρόλυση είναι τέτοιες αντιδράσεις που χρησιμοποιούνται για τη διάσπαση μεγάλων μορίων σε μικρότερες ενώσεις. Η κύρια διαφορά μεταξύ της θερμικής πυρόλυσης και της καταλυτικής πυρόλυσης είναι ότι η θερμική πυρόλυση χρησιμοποιεί θερμική ενέργεια για τη διάσπαση των ενώσεων, ενώ η καταλυτική πυρόλυση περιλαμβάνει έναν καταλύτη για τη λήψη προϊόντων.
Βασικές περιοχές που καλύπτονται
1. Τι είναι η θερμική πυρόλυση
– Ορισμός, Μηχανισμός και Παραδείγματα
2. Τι είναι το Catalytic Cracking
– Ορισμός, Μηχανισμός και Παραδείγματα
3. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ θερμικής πυρόλυσης και καταλυτικής πυρόλυσης
– Σύγκριση βασικών διαφορών
Βασικοί όροι:καταλύτης, καταλυτική πυρόλυση, πυρόλυση, αργό πετρέλαιο, ισομερισμός, υδροπυρόλυση, καταλυτική πυρόλυση υγρής φάσης, πετρέλαιο, διυλιστήριο, πολυμερισμός, θερμική πυρόλυση, καταλυτική πυρόλυση σε φάση ατμού
Τι είναι το Thermal Cracking
Η θερμική πυρόλυση είναι η διαδικασία διάσπασης μεγάλων ενώσεων σε μικρές ενώσεις σε υψηλές θερμοκρασίες και υψηλές πιέσεις. Τα τελικά προϊόντα της θερμικής πυρόλυσης είναι μικρά μόρια υδρογονανθράκων. Η θερμοκρασία που χρησιμοποιείται για αυτή τη διαδικασία είναι περίπου 500-700C. Η πίεση είναι περίπου 70 atm.
Η θερμική πυρόλυση περιλαμβάνει τη θραύση δεσμών άνθρακα-άνθρακα και δεσμών άνθρακα-υδρογόνου. Τα προϊόντα της θερμικής πυρόλυσης είναι πάντα μικρότερα από τα αντιδρώντα. Τις περισσότερες φορές, τα τελικά προϊόντα είναι μικρά αλκάνια και αλκένια. Μερικές φορές, όμως, δίνονται και μικρά ακόρεστα μόρια όπως αλκίνια.
Εικόνα 1:Ένα διυλιστήριο πετρελαίου
Όταν σχηματίζονται χημικοί δεσμοί, απελευθερώνεται ενέργεια. Ομοίως, για να σπάσει ένας χημικός δεσμός, απαιτείται ενέργεια. Έτσι, οι αντιδράσεις συμπεριλαμβανομένης της θραύσης του δεσμού απαιτούν ενέργεια από το εξωτερικό και η θερμική ρωγμή είναι εξαιρετικά ενδόθερμη. Η μεταβολή της ενθαλπίας είναι μια μεγάλη θετική τιμή. Λόγω του σχηματισμού μικρών μορίων από μεγάλα μόρια, η εντροπία αυξάνεται επίσης.
Τα σύγχρονα διυλιστήρια χρησιμοποιούν διαδικασίες θερμικής πυρόλυσης για τρεις μεγάλες εφαρμογές. Είναι σπάσιμο του ιξώδους, παραγωγή θερμικής βενζίνης και καθυστερημένη οπτανθρακοποίηση. Το σπάσιμο του ιξώδους είναι μια διαδικασία που χρησιμοποιείται για τη μείωση του ιξώδους του καυσίμου. Η παραγωγή θερμικής βενζίνης περιλαμβάνει τόσο τη μείωση του ιξώδους όσο και την ανάκτηση μιας μέγιστης ποσότητας βενζίνης. Ο στόχος της καθυστερημένης οπτανθρακοποίησης είναι να μεγιστοποιηθεί ο σχηματισμός προϊόντων πυρόλυσης.
Τι είναι το Catalytic Cracking
Η καταλυτική πυρόλυση είναι η διάσπαση μεγάλων ενώσεων σε μικρούς υδρογονάνθρακες χρησιμοποιώντας έναν όξινο καταλύτη. Αυτή η διαδικασία πυρόλυσης μπορεί να γίνει σε συνθήκες χαμηλότερης θερμοκρασίας και πίεσης. Επομένως, η λειτουργία της μονάδας επεξεργασίας είναι πολύ πιο εύκολη από αυτή της θερμικής πυρόλυσης.
Εικόνα 2:Ρευστός καταλυτικός κροτίδα
Οι σύγχρονοι κροτίδες χρησιμοποιούν τον ζεόλιθο ως καταλύτη. Ο ζεόλιθος είναι ένα σύνθετο αργιλοπυριτικό. Όταν χρησιμοποιείται ζεόλιθος για αυτή τη διαδικασία πυρόλυσης, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε μέτριες θερμοκρασίες όπως 450 C και μέτριες πιέσεις.
Το καταλυτικό σπάσιμο μπορεί να γίνει με δύο βασικούς τρόπους. Είναι πυρόλυση υγρής φάσης και ρωγμή φάσης ατμού. Σε καταλυτική πυρόλυση υγρής φάσης , το μίγμα της αντίδρασης διατηρείται σε θερμοκρασία περίπου 500C και πίεση 20 atm. Το πυρίτιο ή σχετικές ενώσεις χρησιμοποιούνται συχνά ως καταλύτης. Αυτή η διαδικασία έχει ως αποτέλεσμα αριθμούς οκτανίων που κυμαίνονται από 65 έως 70. Σε καταλυτική πυρόλυση σε φάση ατμού , χρησιμοποιείται περίπου 600C θερμοκρασία και πίεση 10 atm. Ο καταλύτης που χρησιμοποιείται είναι η αλουμίνα. Αυτή η πυρόλυση γίνεται παρουσία αερίου υδρογόνου. Ονομάζεται επίσης υδροπυρόλυση . Εδώ, οι δεσμοί άνθρακα-άνθρακα διασπώνται.
Διαφορά μεταξύ θερμικής ρωγμής και καταλυτικής ρωγμής
Ορισμός
Θερμική ρωγμή: Η θερμική πυρόλυση είναι η διαδικασία διάσπασης μεγάλων ενώσεων σε μικρές ενώσεις σε υψηλές θερμοκρασίες και υψηλές πιέσεις.
Καταλυτική ρωγμή: Η καταλυτική πυρόλυση είναι η διάσπαση μεγάλων ενώσεων σε μικρούς υδρογονάνθρακες χρησιμοποιώντας έναν όξινο καταλύτη.
Μέθοδος
Θερμική ρωγμή: Η θερμική πυρόλυση περιλαμβάνει ρωγμές με την εφαρμογή υψηλών θερμοκρασιών και πιέσεων.
Καταλυτική ρωγμή: Η καταλυτική πυρόλυση περιλαμβάνει τη διάσπαση με την προσθήκη καταλυτών μαζί με μέτρια θερμοκρασία και πιέσεις.
Θερμοκρασία
Θερμική ρωγμή: Η θερμοκρασία που χρησιμοποιείται στη θερμική πυρόλυση κυμαίνεται μεταξύ 500-700C.
Καταλυτική ρωγμή: Η θερμοκρασία που χρησιμοποιείται στην καταλυτική πυρόλυση κυμαίνεται μεταξύ 475-530C.
Πίεση
Θερμική ρωγμή: Η πίεση που χρησιμοποιείται στη θερμική πυρόλυση είναι περίπου 70 atm.
Καταλυτική ρωγμή: Η πίεση που χρησιμοποιείται στην καταλυτική πυρόλυση είναι περίπου 20 atm.
Εφαρμογές
Θερμική ρωγμή: Η θερμική πυρόλυση χρησιμοποιείται για θραύση ιξώδους, παραγωγή θερμικής βενζίνης και καθυστερημένη οπτανθρακοποίηση.
Καταλυτική ρωγμή: Η καταλυτική πυρόλυση χρησιμοποιείται για τη λήψη καυσίμου με αριθμό οκτανίου 65-70.
Συμπέρασμα
Η θερμική πυρόλυση και η καταλυτική πυρόλυση είναι δύο κύριες διαδικασίες που χρησιμοποιούνται στα διυλιστήρια πετρελαίου προκειμένου να ληφθούν χρήσιμα προϊόντα από αποστάγματα αργού πετρελαίου. Και οι δύο τεχνικές έχουν πλεονεκτήματα αλλά και μειονεκτήματα. Η κύρια διαφορά μεταξύ της θερμικής πυρόλυσης και της καταλυτικής πυρόλυσης είναι ότι η θερμική πυρόλυση χρησιμοποιεί θερμική ενέργεια για τη διάσπαση των ενώσεων, ενώ η καταλυτική πυρόλυση περιλαμβάνει έναν καταλύτη για τη λήψη προϊόντων.
