פיצוח פחמימנים

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
פצחן קטליטי - תזרים תהליך

פיצוח פחמימנים (Hydrocarbons Cracking) הינו תהליך כימי של שבירת שרשרות פחמימנים ארוכות לשרשרות קצרות בריאקטורים הנקראים פצחנים (Crackers). לתהליך זה ערך כלכלי רב מכיוון שהוא הופך מוצרי נפט זולים וכבדים (כמו מזוט ושאריות זיקוק - Residual) לחומרים בעלי ערך כלכלי גבוה כמו סולר, קרוסין, נפטא ועוד. נהוג לחלק את תהליך הפיצוח ל-2 סוגים: פיצוח תרמי ופיצוח קטליטי. בבתי הזיקוק בארץ מותקנים פצחנים משני הסוגים.

היסטוריה[עריכת קוד מקור | עריכה]

פצחן תרמי - באקו, רוסיה 1934

תהליך זיקוק הנפט הגולמי סיפק תוצרי אנרגיה לתעשיות השונות (גז פחמימני לבישול, למנועי גז ולתעשייה הפטרוכימית, בנזין למכוניות, קרוסין למטוסים, סולר למנועי דיזל וכו'). בין השאר סיפקה תעשיית הנפט תזקיקים כבדים (בעיקר מזוט) לתחנות הכח. תזקיקים אלו‏[1], המופקים מתחתית עמודת הזיקוק, נמכרו במחיר נמוך לתחנות כח ושימשו לשריפה בתנורים על מנת לייצר קיטור וחשמל.

תזקיקים אלו כוללים חומרים מזהמים כמו גופרית וחנקות ולכן שריפתם מביאה לזיהום אוויר רב. עם החמרת התקנים הבינלאומיים לזיהום אוויר נדרשו תחנות הכח להתאים עצמן לחוקים אלו על ידי מעבר לדלקים קלים ונקיים יותר, לפחם ולגז[2].

תהליכים אלו הקטינו את הביקוש למוצרים כבדים ואילצו את בתי הזיקוק להתמודד עם השינוי. הפתרון שנעשה בו שימוש בתעשייה הוא פיצוח התזקיקים הכבדים לתזקיקים קלים ולגזים בהם ניתן להשתמש בתעשיות אחרות (כמו הפטרוכימיה)‏[3].

פיצוח תרמי[עריכת קוד מקור | עריכה]

תהליך זה הומצא על ידי מהנדס רוסי בשם וולדימיר שוקוב (Vladimir Shukhov) ב-1891. בתהליך, המבוצע בריאקטור בלחץ גבוה, הפחמימנים מחוממים לטמפרטורה גבוהה שגורמת לפירוק השרשרת הפחמימנית לשרשרות קצרות יותר‏[4] , לגזים ולמימן. התהליך הינו תהליך רציף המבוצע בריאקטור כשקיטור מוזרק לתהליך על מנת לשפר את הפיצוח.

תהליך זה השיג את מטרתו אבל דרש הגעה לטמפרטורות גבוהות מאוד דבר שגרם לאחוז גבוה של פחם (Cock) ולתפוקה נמוכה (Low Yield)‏[5] .

פיצוח קטליטי[עריכת קוד מקור | עריכה]

השימוש בקטליזטור בתעשיית הנפט נוסה כבר ב-1915 אך רק ב-1936 נעשה בו שימוש בהיקף תעשייתי.

התהליך הקטליטי הרציף משפר את התהליך התרמי על ידי שימוש בקטליזטור. הקטליזטור מזרז את התהליך הכימי ומאפשר פיצוח פחמימנים בטמפרטורות נמוכות יותר מהנדרש בתהליך התרמי הקונבנציונלי דבר המביא להקטנת הפיחום (Cocking) ולהגדלת יעילות התהליך.

כחלק מהתהליך הרציף, עובר הקטליזטור תהליך רענון רציף בטמפרטורה גבוהה שמנקה את הפחם המצטבר על גרגרי החומר.

מרכיבי מתקן פיצוח קטליטי[עריכת קוד מקור | עריכה]

פצחן קטליטי כולל 4 יחידות עיקריות:

  • ריאקטור פיצוח - בו מתבצע פיצוח הפחמימנים הכבדים לאחר מגע עם קטליזטור לוהט.
  • ריאקטור ריענון - בו מרוענן הקטליזטור המשומש על ידי שריפתו בטמפרטורה גבוהה בעזרת אוויר חם.
  • מדחסי אוויר/טורבינות גז - משמשים להזרמת כמויות אוויר גדולות הנדרשות לתהליך הרענון
  • עמודת זיקוק - משמשת להפרדת הפחמימנים המפוצחים לפרקציות השונות

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. ^ התזקיקים הכבדים מאופיינים במשקל סגולי גבוה בגלל שרשרות פחמימנים ארוכות
  2. ^ בנוסף לשינוי מקורות האנרגיה, משקיעות תחנות הכח כסף רב במערכות לסינון גזי פליטה
  3. ^ הקטנת הביקוש לתזקיקים קלים העלתה גם את מחיר הנפט הגולמי הקל (שמכיל אחוז נמוך של פרקציית תזקיקים כבדים)
  4. ^ בנוסף לקיצור השרשרות הפחמימניות, גורם התהליך לשינוי המבנה המולקולרי עקב ייצור קשרים כפולים וטבעות ארומטיות
  5. ^ תהליך הפיצוח התרמי מתבצע בטמפרטורות מעל ל 450-500 מעלות צלזיוס שאלו בטמפרטורות בהן מואץ תהליך הפיחום