해피레포트 - [공과기술] 반응공학 /크래킹

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서론크래킹은 촉매를 사용하지 않는 열분해에 의해 수행되었었으나, 현재에는 가솔린 제조를 목적으로 하는 크래킹은 모두 고체산을 촉매로 하는 접촉 분해에 의하며, 현재 실시되고 있는 가장 규모가 큰 촉매 공정이다. 크래킹의 주반응은 탄화수소분자의 탄소-탄소 결합의 개열로, 흡열 반응이므로 열역학적으로는 고온이 유리하다. 통상500∼550℃ 정도의 온도에서 수행되므로, 분해 외에도 이성질화, 수소 이동, 탄소 석출등이 함께 일어나, 반응은 복잡하다. 그러나, 이 반응들은 모두 고체산의 표면 카베늄 이온 중간체에 의해 설명도어지고 있다. 크래킹에 사용되는 고체산 촉매는, 1930년대에는 산 처리된 점토(백토)였다. 그 후 1940 년대에는 비정질의 합성 실리카알루미나가, 1960년대에는 결정성의 알루미노 실리케이트인 제올라이트가 등장하였는데 생성물 수율(특히 가솔린 )을 증가시킴에 따라 접촉분해 공정이 획기적으로 개선 되었다 . 크래킹에서는 반응중에 촉매 표면에 석출된 탄소를 연소 제거하여 촉매를 재생시킴과 동시에 반응에 필요한 열을 얻고 있다, 반응기는 처음에는 고정층 반응기가 사용되었으나, 그 후 이동층, 유동층 반응기가 사용되게 되었으며, 요즘에는, 크래킹이라 하면 유동접촉분해(fluid catalytic cracking, FCC)를 일컫는다. 접촉분해법등유이상의 고비점 유분을 촉매 존재하에 고온에서 분해하여 높은 수율로 고옥탄가의 가솔린을 제조하는 방법을 접촉분해법(catalytic cracking process)이라고 하며, 촉매로는 silisa-alumina나 zeolite 와 같은 고체산을 사용한다. 초기에는 촉매를 반응기내에 고정시킨 고정상식을 사용하였으나, 점차로 이동상식, 유동상식으로 이행되어 급속히 발전되어 왔으며, 최근에는 특히 유동상식 촉매분해법이 널리 채용되고 있다. 석유류의 열분해와 접촉분해를 비교해 볼 때 원료 탄화수소의 영향, 분해생성물의 조성등이 현저히 다르다.접 촉 분 해열 분 해C3∼...

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