Kraking

Kraking, krakowanie (ang. cracking – pękanie) – grupa procesów technologicznych stosowanych w celu przerobu ciężkich frakcji ropy naftowej na benzynę i oleje.

Ten artykuł dotyczy procesu chemicznego. Zobacz też: hasło cracking dotyczące łamania zabezpieczeń komputerowych.

Kraking polega na inicjowaniu kontrolowanego rozkładu długich węglowodorów alifatycznych zawartych w ciężkich frakcjach, takich jak mazut i frakcje olejowe, otrzymywanych w procesie rafinacji ropy naftowej, na związki o krótszych łańcuchach węglowych, takich jakie występują w benzynie i oleju napędowym. Reakcje chemiczne zachodzące w czasie krakingu sprowadzają się w uproszczeniu do pękania pojedynczych wiązań chemicznych węgiel–węgiel z wytworzeniem wolnych rodników. W wyniku wtórnych reakcji wytworzonych wolnych rodników oprócz oczekiwanych węglowodorów alifatycznych o stosunkowo krótkich łańcuchach powstają też mniejsze ilości metanu, LPG, nienasyconych węglowodorów oraz koksu. Kraking może być inicjowany termicznie, katalitycznie lub radiacyjnie (z użyciem promieniowania jonizującego).

W zależności od warunków prowadzenia procesu i zastosowanego surowca można wyróżnić (źródło podane w lewej kolumnie dotyczy wszystkich danych w wierszu, o ile nie zaznaczono inaczej):

Nazwa procesu	Typowy surowiec	Dodawany reagent	Ciśnienie robocze (MPa)	Zakres temperatury (°C)	Katalizator	Produkty
Piroliza olefinowa[1]	etan, gaz płynny, benzyna, lekki olej opałowy	H2O[a][2]	do 0,2	780–900[2] 700–1200[3]	–	eten, propen, buteny, butadien, benzyna pirolityczna
Piroliza acetylenowa[b][1]	metan, etan, frakcje benzynowe	–	0,01–0,05	1300–1400[2]	–	acetylen, wodór
Koksowanie (kraking termiczny „do koksu”)[1], koksowanie gudronu[3]	pozostałości naftowe, ciężkie destylaty (gudron)	–	do 0,5 0,1–0,3[3]	520–535 430–550[3]	–	koks, frakcje ciekłe i gazowe
Visbreaking (łagodny kraking termiczny)[1]	pozostałości naftowe	–	do 1,5 0,5–2[3]	430–460 460–510[3]	–	olej opałowy o obniżonej lepkości
Kraking termiczny „do pozostałości”[1]	pozostałości atmosferyczne, destylaty próżnowe	–	2–5 2–7[3]	470–540[3]	–	benzyna, oleje opałowy i napędowy
Reforming termiczny[c][1]	ciężka benzyna niskooktanowa	–	5–7		–	benzyna o wyższej liczbie oktanowej, do 20% gazów
Kraking katalityczny[3]	frakcje oleju wrzące w temp. 280–350 °C	–	0,1–0,2	450–510 380–440[d][4] 480–540[5]	uwodnione glinokrzemiany aktywowane tlenkami Ni, Co, Cu, Mn, itp.[3] lub z dodatkiem 15% zeolitów[4]	benzyny o wysokiej liczbie oktanowej, olej napędowy
Hydrokraking[4]	destylaty próżniowe, pozostałości naftowe	H2	7–15 6,9–13,8[6]	250–450[4][7] 290–400[6]	Pt,Pd,W,Ni/SiO2+Al2O3[6]	gaz płynny, benzyna hydrokrakingowa, frakcje olejowe
Hydroreforming[e][4]	hydrorafinowane: frakcje benzynowe[4], frakcje benzynowe i naftowe wrzące w zakresie 82–190 °C[8]	H2	0,7–3,0[4] najczęściej 0,345–2,415[8]	480–525[4]	bi- i polimetalicze Pt+(Re,Ir,Ge)/γ-Al2O3[4] Pt lub Pt+Re/chlorowany Al2O3[8]	benzyna wysokooktanowa (reformat)

W niewielkim stopniu kraking ma zastosowanie w przerobie tworzyw sztucznych na paliwa płynne.

Zobacz też

Zobacz multimedia związane z tematem: Kraking

• hydrokraking
• reforming
• mazut

Uwagi

1. Głównym celem dodatku pary wodnej jest obniżenie ciśnienia cząstkowego węglowodorów – szybkość pożądanych reakcji termicznego rozkładu nie maleje wraz ze spadkiem ciśnienia, podczas gdy znaczna część niepożądanych reakcji następczych ulega spowolnieniu. Para wodna w niewielkim tylko stopniu ulega reakcjom chemicznym w trakcie procesu pirolizy olefinowej, na przykład poprzez utlenianie wewnętrznych ścian wężownic obniża katalityczną aktywność żelaza i niklu, które przyspieszają niepożądane reakcje rozkładu węglowodorów do węgla.
2. W trakcie procesu pirolizy acetylenowej reakcje krakowania występują w przypadku zastosowania frakcji benzynowych jako surowca.
3. Proces obecnie już prawie nigdzie nie jest stosowany.
4. Rozbieżność może wynikać z błędnego przeliczenia jednostek w tym źródle.
5. Hydroreforming nie jest typowym przykładem krakingu – procesy zerwania wiązań C–C w nim zachodzą, ale warunki procesu i katalizator są tak dobrane, aby powstałe rodniki z powrotem łączyły się tworząc produkty o podobnej długości łańcucha – w tym wypadku podobny mechanizm prowadzi w większym stopniu do reakcji izomeryzacji niż do krakingu w klasycznym rozumieniu tego słowa.