Условие задачи

Что называют крекингом; риформингом? С какой целью их проводят?

Решение

Данная задача относится к области нефтепереработки (химической технологии нефти), а именно к химическим процессам, используемым для преобразования углеводородных сырьёв в более ценные продукты. Ниже приводится подробное решение задачи с использованием правил этой дисциплины.

1. Крекинг

• Определение: Крекинг – это химический процесс, при котором длинные углеводородные цепи (молекулы с высокой молекулярной массой) распадаются на более короткие фрагменты. Этот процесс может протекать как при высоких температурах (термический крекинг), так и с участием катализаторов (каталитический крекинг).

• Принцип действия: При крекинге разрушаются С–С связи в молекулах, что приводит к образованию меньших углеводородов, например, для получения более лёгких фрагментов, пригодных для производства бензина и дизельного топлива. В уравнениях реакции можно условно записать:
Углеводород₍ₙ₎ → Углеводород₍ₘ₎ + Углеводород₍ₙ–ₘ₎ (где n > m).

• Цели проведения: Основная цель крекинга – увеличение выхода легких фракций (например, бензина), востребованных на рынке, из тяжелых нефтяных фракций, которые изначально имеют низкую стоимость.

2. Риформинг

• Определение: Риформинг – это процесс реорганизации структуры углеводородных молекул, при котором происходит их изомеризация, циклизация или ароматизация. Риформинг часто осуществляется на катализаторах (например, на платиновом катализаторе) при относительно низких температурах по сравнению с крекингом.

• Принцип действия: В ходе риформинга прямые алканы могут превращаться в разветвленные изомеры, а также в циклические и ароматические соединения. Примером может служить превращение нормального пентана в изопентан или образование бензольных колец. Если записать упрощённо уравнение для ароматизации, то можно представить его как:
Низкооктановый алкан → Высокооктановый ароматический углеводород + Водород.

• Цели проведения: Основная цель риформинга – улучшение качества топлива, в частности, повышение октанового числа бензина. Высокое октановое число обеспечивает устойчивость топлива к детонации в двигателях внутреннего сгорания, что повышает его эффективность и снижает вредные выбросы.

Таким образом, крекинг применяется для разложения тяжёлых нефтяных фракций на более легкие, а риформинг – для повышения качества полученного продукта за счёт изменения молекулярной структуры углеводородов. Оба процесса направлены на получение топлива с оптимальными эксплуатационными характеристиками и соответствующего качества, что является ключевой задачей в нефтепереработке.