エチレン・クラッカーの原料には、主にメタン、エタン、石油ナフサ、軽質ガス、燃料油が含まれる。
これらの原料は熱分解プロセスによって熱化学的に処理される。
このプロセスでは、高温と高圧によって、大きな分子をエチレンのような小さな分子に分解する。
エチレン・クラッカー原料の4つの主要成分
1.メタンとエタン
メタンとエタンは天然ガスによく含まれる炭化水素である。
これらはエチレン製造の原料として直接使用される。
最も単純な炭化水素であるメタンは、高温で分子結合を切断するプロセスを経てエチレンに変換される。
より複雑な炭化水素であるエタンは、炭素-炭素結合が追加されているためクラッキングを受けやすく、これを切断してエチレンを生産することができる。
2.石油ナフサ
石油ナフサは原油から得られる液体混合物で、炭化水素を豊富に含んでいる。
炭化水素を多く含み、エチレンや他のオレフィンに分解できるため、エチレンクラッカーの重要な原料となっている。
分解プロセスでは、ナフサを高温で加熱し、炭化水素をより小さな分子に分解する。
3.軽質ガスと燃料油
プロパンやブタンなどの軽質ガスは、分解してエチレンを生産することができる。
より重い燃料油は、エチレン生産に適したより小さな分子に分解するために、よりエネルギー集約的なプロセスを必要とする場合がある。
熱分解プロセス条件
熱分解プロセスは通常、圧力1～30 bar、温度700～1200℃で行われる。
これらの極端な条件は、原料分子の共有結合の切断を促進し、エチレンやその他の生成物を形成するために再結合可能な反応性フリーラジカルを放出する。
プロセスは、加熱ゾーンでの滞留時間や、蒸気や窒素などの希釈剤の導入などの変数を調整することによって制御され、反応速度と生成物の分布を管理する。
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