ما هي درجة حرارة التكسير الحراري؟ دليل لتحسين عمليتك

تتراوح درجة حرارة التكسير الحراري تقريبًا من 450 درجة مئوية إلى أكثر من 900 درجة مئوية (840 درجة فهرنهايت إلى 1650 درجة فهرنهايت)، اعتمادًا على العملية المحددة والنتيجة المرجوة. تستخدم عمليات مثل التكسير بالبخار درجات حرارة عالية جدًا لفترات قصيرة جدًا لإنتاج الأوليفينات الخفيفة، بينما يستخدم التكسير اللزج درجات حرارة أقل لفترات أطول لتقليل لزوجة زيت الوقود الثقيل.

المبدأ الأساسي الذي يجب فهمه هو أنه لا توجد درجة حرارة واحدة للتكسير الحراري. بدلاً من ذلك، هو توازن دقيق يتم التحكم فيه بين درجة الحرارة، ووقت المكوث، والضغط، والتي يتم التلاعب بها لتكسير جزيئات الهيدروكربون الكبيرة إلى مزيج محدد من المنتجات الأصغر والأكثر قيمة.

ما هو التكسير الحراري؟

الآلية الأساسية

التكسير الحراري هو عملية تكرير تستخدم الحرارة والضغط العاليين لتكسير جزيئات الهيدروكربون الكبيرة والمعقدة إلى جزيئات أصغر ذات وزن جزيئي أقل. إنها واحدة من أقدم عمليات التحويل وأكثرها أساسية في صناعة البترول.

فكر في الأمر على أنه استخدام الطاقة الحرارية "لتكسير" الجزيئات طويلة السلسلة إلى مزيج من المنتجات الأكثر قيمة، مثل البنزين والكيروسين والأوليفينات الخفيفة مثل الإيثيلين والبروبيلين.

لماذا هو ضروري

يحتوي النفط الخام على مجموعة واسعة من الهيدروكربونات، والعديد منها كبير وثقيل جدًا بحيث لا يمكن استخدامه مباشرة كمنتجات عالية القيمة مثل البنزين. يسمح التكسير الحراري للمصافي بتحويل الزيوت الثقيلة والمخلفات منخفضة القيمة إلى مجموعة منتجات أكثر ربحية.

عمليات ودرجات حرارة التكسير الحراري الرئيسية

يتم تصميم درجة حرارة التشغيل المحددة لتناسب نوع المادة الخام التي تتم معالجتها والمنتجات الأكثر رغبة.

التكسير بالبخار

التكسير بالبخار هو عملية شديدة القسوة تستخدم لإنتاج اللبنات الأساسية للبتروكيماويات. المنتجات الأساسية هي الأوليفينات الخفيفة، خاصة الإيثيلين والبروبيلين.

• درجة حرارة التشغيل: 800 درجة مئوية - 900 درجة مئوية (1470 درجة فهرنهايت - 1650 درجة فهرنهايت)، أو حتى أعلى.
• وقت المكوث: قصير جدًا، غالبًا في نطاق المللي ثانية إلى ثانية واحدة.
• تفاصيل رئيسية: يضاف البخار إلى المادة الخام لتقليل الضغط الجزئي للهيدروكربونات، مما يمنع تكون فحم الكوك ويفضل إنتاج الأوليفينات القيمة.

التفحيم المتأخر

التفحيم المتأخر هو شكل شديد من التكسير الحراري مصمم لترقية أثقل مخلفات المصفاة ("قاع البرميل") إلى منتجات سائلة وغازية أكثر قيمة، تاركًا وراءه فحم الكوك البترولي الصلب.

• درجة حرارة التشغيل: يتم تسخين المادة الخام إلى 480 درجة مئوية - 520 درجة مئوية (900 درجة فهرنهايت - 975 درجة فهرنهايت) في فرن.
• وقت المكوث: تبقى المادة الخام الساخنة بعد ذلك في "براميل فحم الكوك" الكبيرة لفترة طويلة (24-48 ساعة) حيث تستمر تفاعلات التكسير حتى لا يتبقى سوى فحم الكوك.

التكسير اللزج

التكسير اللزج (تكسير اللزوجة) هو عملية تكسير حراري أكثر اعتدالًا. هدفها الأساسي ليس إنتاج كميات كبيرة من البنزين، بل تقليل لزوجة زيت الوقود الثقيل لجعله أكثر سيولة وقابلية للتسويق.

• درجة حرارة التشغيل: 450 درجة مئوية - 500 درجة مئوية (840 درجة فهرنهايت - 930 درجة فهرنهايت).
• وقت المكوث: أطول نسبيًا من التكسير بالبخار، وعادة ما يكون عدة دقائق.

فهم المقايضات الحاسمة

تعتمد فعالية وربحية التكسير الحراري على إدارة توازن دقيق بين ظروف التفاعل والقيود التشغيلية.

الإنتاجية مقابل الشدة

يشير مصطلح الشدة إلى كثافة ظروف التكسير، والتي تعتمد بشكل أساسي على درجة الحرارة ووقت المكوث.

تؤدي الشدة الأعلى (مثل درجة الحرارة الأعلى) إلى تكسير أكثر شمولاً، مما يزيد من إنتاجية الغازات الخفيفة مثل الإيثيلين. ومع ذلك، فإن دفع الشدة إلى مستوى عالٍ جدًا يمكن أن "يفرط في تكسير" الجزيئات، مما ينتج كميات زائدة من الميثان منخفض القيمة وفحم الكوك الصلب.

التفحيم وتلوث المعدات

فحم الكوك هو منتج ثانوي لا مفر منه وغني بالكربون من التكسير الحراري. يترسب على السطح الداخلي لأنابيب الفرن والمعدات الأخرى.

يقلل هذا التلوث من كفاءة نقل الحرارة ويزيد من انخفاض الضغط، مما يجبر على عمليات إغلاق دورية للتنظيف. تعد إدارة معدل تكون فحم الكوك التحدي التشغيلي الأكثر أهمية في أي وحدة تكسير حراري.

اتخاذ القرار الصحيح لهدفك

تحدد الأهداف الاقتصادية المتاحة والمواد الخام المتاحة درجة الحرارة والعملية الأمثل بشكل كامل.

• إذا كان تركيزك الأساسي هو زيادة الإيثيلين والبروبيلين للبتروكيماويات: يجب عليك استخدام درجات الحرارة العالية جدًا وأوقات المكوث القصيرة التي تميز التكسير بالبخار.
• إذا كان تركيزك الأساسي هو ترقية المخلفات الثقيلة واللزجة إلى وقود أخف: فإن التسخين الشديد ووقت المكوث الطويل في وحدة التفحيم المتأخر هما الخيار المناسب.
• إذا كان تركيزك الأساسي هو ببساطة جعل زيت الوقود الثقيل قابلاً للتسويق عن طريق تقليل لزوجته: فإن عملية أكثر اعتدالًا ودرجة حرارة أقل مثل التكسير اللزج هي الحل الأكثر اقتصادية.

في النهاية، يتعلق التحكم في درجة الحرارة في التكسير الحراري بتوجيه التفاعلات الكيميائية بدقة نحو المجموعة الأكثر ربحية من المنتجات.

جدول ملخص:

العملية	الهدف الأساسي	نطاق درجة الحرارة النموذجي (درجة مئوية)
التكسير بالبخار	إنتاج الإيثيلين/البروبيلين	800 درجة مئوية - 900 درجة مئوية+
التفحيم المتأخر	ترقية المخلفات الثقيلة	480 درجة مئوية - 520 درجة مئوية
التكسير اللزج	تقليل لزوجة زيت الوقود	450 درجة مئوية - 500 درجة مئوية

حسّن عملية التكسير الحراري لديك باستخدام معدات المختبرات الدقيقة من KINTEK.

سواء كنت تقوم بتطوير محفزات جديدة، أو تحليل المواد الخام، أو مراقبة كفاءة العملية، فإن المعدات المناسبة أمر بالغ الأهمية للنجاح. تتخصص KINTEK في الأفران والمفاعلات والمواد الاستهلاكية عالية الحرارة المصممة لتلبية المتطلبات الصارمة لمختبرات البترول والبتروكيماويات.

نحن نساعد عملائنا على:

• محاكاة واختبار عمليات التكسير بدقة.
• تحسين الإنتاجية والتحكم في تكون فحم الكوك.
• تعزيز نتائج البحث والتطوير.

هل أنت مستعد لتعزيز قدرات مختبرك؟ اتصل بخبرائنا اليوم للعثور على الحل الأمثل لاحتياجاتك في المعالجة الحرارية.