Hydrokraking

Hydrokraking (hydrokrakowanie) – proces krakingu prowadzony z udziałem wodoru w celu zmniejszenia masy cząsteczkowej składników surowca oraz zmiany proporcji w jakich te składniki występują[1].

Pierwszy komercyjny proces hydrokrakingu został wdrożony przez I.G. Farben Industrie w 1927 roku w celu wytwarzania benzyny z węgla brunatnego, natomiast pierwszy nowoczesny węzeł hydrokrakingu destylacyjnego w przemyśle rafineryjnym zastosowano w koncernie Chevron w roku 1958[2]. Obecnie przeprowadza się go w temperaturze 250–450 °C[1][3] (290–400 °C[2]) pod ciśnieniem wodoru 7–15 MPa[3] (6,9–13,8 MPa[2], 5–30 MPa[1]). W charakterze katalizatorów stosuje się kobalt, molibden[1], nikiel i wolfram[a][1][2] oraz platynę i pallad wbudowane w struktury krystaliczne tlenku glinu i krzemionki[2].

W wyniku hydrokrakingu z wysokowrzących frakcji olejowych otrzymanych poprzez destylację frakcyjną ropy naftowej oraz pozostałości destylacyjnych, takich jak gudron[b], otrzymuje się gaz płynny, benzynę hydrokrakingową i frakcje olejowe. Jest to proces bardzo elastyczny – poprzez odpowiedni dobór parametrów można go ukierunkować na produkcję gazu płynnego, benzyn silnikowych, paliw odrzutowych, oleju napędowego lub olejów smarowych wykorzystując w charakterze surowców destylaty atmosferyczne i próżniowe z destylacji rurowo-wieżowej (DRW), destylaty z koksowania, recyrkulaty z procesu krakingu katalitycznego oraz oleje pirolityczne[3].

Koszt budowy instalacji hydrokrakingu jest bardzo wysoki, gdyż operowanie wodorem w warunkach tego procesu wymaga zastosowania bardzo drogich materiałów, jednak jego zastosowanie w procesach przetwórstwa ropy naftowej zostało wymuszone przez zmiany rynkowe obejmujące jednoczesne zmniejszenie się zapotrzebowania na olej opałowy i paliwo dla starego typu silników diesla przy jednocześnie rosnącym zapotrzebowaniu na benzyny silnikowe oraz paliwo lotnicze[2].

Zaletą stosowania hydrokrakingu jest otrzymywanie stabilnych (pozbawionych związków nienasyconych) produktów o bardzo niskiej zawartości siarki i azotu bez stosowania procesu hydrorafinacji. Bardzo efektywnym wariantem wykorzystania hydrokrakingu w rafinerii jest współpraca z procesem krakingu katalitycznego. Dołączenie do surowców procesu hydrokrakingu olejów cyrkulacyjnych z instalacji krakingu katalitycznego pozwala na ich dearomatyzację i w ogólnym bilansie znaczny wzrost wydajności paliw silnikowych[3].

Uwagi

  1. ↑ Tlenki i siarczki tych metali ulegają redukcji w trakcie rozruchu procesu.
  2. ↑ Proces hydrokrakingu pozostałości destylacyjnych nie upowszechnił się i jest stosowany w zaledwie kilku instalacjach.

Przypisy

  1. ↑ a b c d e hydrokraking, [w:] Encyklopedia PWN [online] [dostęp 2015-05-12].
  2. ↑ a b c d e f Catalytic Hydrocracking. W: J.H. Gary, G.E. Handwerk: Petroleum Refining Technology and Economics. Wyd. 4. Nowy Jork: Marcel Dekker, 2001, s. 137–158. ISBN 0-8247-0482-7.
  3. ↑ a b c d Wybrane katalityczne procesy rozkładowe. W: E. Grzywa, J. Molenda: Technologia podstawowych syntez chemicznych. T. 1. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 2008, s. 227–262. ISBN 978-83-204-3374-6.