Steam cracking là quá trình nhiệt phân các hydrocarbon no từ khí tự nhiên và các phân đoạn dầu mỏ với sự có mặt của hơi nước.
Các phản ứng chính xảy ra trong quá trình steam cracking: dehydro hóa, nhiệt phân, dehydro vòng hóa, dealkyl hóa. Quá trình cracking xảy ra theo cơ chế chuỗi gốc.
Cn+mH2(n+m)+2 → CmH2m + CnH2n+2 CpH2p+2 → CpH2p +H2
Các phản ứng chính trong quá trình nhiệt phân phân đoạn nặng dầu mỏ
CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA QUÁ TRÌNH CRACKING HƠI NƯỚC CRACKING HƠI NƯỚC
- Nhiệt độ phản ứng 700-900oC
- Thời gian lưu 0.2 ÷ 1.2 giây
- Phản ứng thích hợp ở áp suất thấp, do đó thường pha loãng hỗn hợp phản ứng với hơi nước.
• Vai trò của hơi nước:
- Làm giảm áp suất riêng phần của hydrocarbon (có lợi cho phản ứng tăng thể tích) và làm tăng hiệu suất tạo olefin.
- Giảm phản ứng phụ polymer hóa tạo RH thơm đa nhân, dẫn đến giảm lượng cốc tạo thành trong lò phản ứng.
- Giảm nhiệt cung cấp cho 1 đơn vị chiều dài ống.
• Khuyết điểm của việc pha loãng hỗn hợp bằng hơi nước
- Hơi nước phải được gia nhiệt tới nhiệt độ phản ứng, do đó tốn nhiệt năng.
- Sự có mặt của hơi nước làm tăng thể tích phản ứng, do vậy làm tăng giá thành đầu tư xây dựng lò nhiệt phân.
- Việc tách hơi nước ra khỏi sản phẩm tương đối tốn kém. Tỷ lệ hơi nước sử dụng phụ thuộc vào khối lượng phân tử của nguyên liệu hydrocarbon: H2O / RH = 0.2 ÷ 1 (đối với etane), 1 ÷ 1.2 (đối với naphtha).
Quá trình cracking tiến hành ở 750 ÷ 870oC, < 1 giây.
Sản phẩm ra khỏi lò phản ứng được làm lạnh nhanh xuống 550-600oC.