تولید روغن پایه با استفاده از فرآیندهای نوین کاتالیستی – هیدروکراکینگ (2)
در تهیه روغن پایه با استفاده از روش سنتی استخراج با حلال با استفاده از جداسازی مواد نامطلوب از محصولات تقطیر خلأ روغن پایه تولید میشود در حالی که در روش تولید با استفاده از فرآیندهای هیدروژناسیون و هیدروکراکینگ در ساختار شیمیایی روغنها تغییر ایجاد میشود. از یک طرف ترکیبات ناپایدار (گوگرد، نیتروژن، اکسیژن) طی فرآیند شیمیایی به ترکیبات پایدار تبدیل میشوند و از طرف دیگر با واکنشهایی همچون اشباع ترکیبات آروماتیکی، باز شدن حلقه ترکیبات نفتنیک و همچنین ایزومریزاسیون ترکیباتی تولید میگردد که باعث بهبود کیفیت روغن پایه تولیدی میگردد. در ادامه به بررسی واکنشهای هیدروکراکینگ و هیدروژناسیون پرداخته شده است.
واکنشهای هیدروکراکینگ
هیدروکراکینگ برشهای نفتی همیشه مورد توجه بوده است. در سال 1927 شرکت فاربن[1] برای تبدیل لینیت به بنزین از این فرآیند استفاده کرد. در سال 1930 شرکت اسو[2] این روش را برای بهبود کیفیت خوراکهای نفتی به کار برد. در سالهای اخیر نیز به دلایل زیر فرآیند هیدروکراکینگ به سرعت گسترش یافته است.
- تغییر ساختار پالایشگاهها
- افزایش تقاضا برای فرآوردههای سبک
- تولید هیدروژن فراوان و ارزان از واحد رفرمینگ
- بهبود کاتالیزورها
ویژگی اصلی واکنشهای هیدروکراکینگ شکستن پیوند کربن-کربن است. برحسب وضعیت قرار گرفتن این پیوند، میتوان واکنشها رو را به سه گروه تقسیم کرد:
- واکنش هیدروکراکینگ ساده (شکست C-C در یک زنجیر) :
این واکنش مجموع دو واکنش کراکینگ هیدروکربن زنجیری و اشباع اولفین حاصل به وسیله هیدروژن است:
- واکنشهای آلکیل زدایی در حضور هیدروژن (شکست C-C مجاور یک حلقه) :
- واکنش باز شدن حلقه (شکست C-C در یک حلقه)
واکنشهای هیدروژناسیون
این واکنشها شامل گوگرد زدایی و نیتروژن زدایی هستند. در شکل (1) این واکنشها آوردهشدهاند.
شکل(1) واکنشهای: (الف) گوگردزدایی و (ب) نیتروژنزدایی در هیدروؤناسیون
در شکل (2) واکنشهای اشباع ترکیبات آرومایکی چند حلقه، بازشدن حلقه ترکیبات نفتنیک و ایزومریزاسیون به همراه تغییرات اندیس گرانروی و نقطه ریزش ترکیبات قبل و بعد از واکنش آوردهشده است.
شکل(2) واکنشهای هیدروؤناسیون به همراه تغییرات اندیس گرانروی و نقطه ریزش ترکیبات