Energielexikon
Cracken
(to crack = aufbrechen)
Unter Cracken versteht man das Spalten von Kohlenwasserstoffmolekülen (Kohlenwasserstoff). Bei Temperaturen über 360° C beginnen die Kohlenwasserstoffmoleküle in so starke Schwingungen zu geraten, dass sich Bindungen zwischen den Kohlenstoff- Atomen lösen und Kohlenwasserstoffverbindungen mit kürzerer Kettenlänge entstehen. Bei dieser Spaltung entsteht gleichzeitig auch Koks, der sich in den Rohren der
Spaltöfen oder auf dem Katalysator ablagert und von Zeit zu Zeit abgebrannt werden muss. Es gibt mehrere Crack-Verfahren:
- Thermisches Cracken wandelt bei hohen Temperaturen und unter Druck schwer siedende Kohlenwasserstoffe (z. B. schweres Heizöl) in leicht siedende (z. B. Benzine und Mitteldestillat) um. „Visbreaker“ und „Coker“ arbeiten ähnlich. Im Visbreaker werden sehr zähflüssige Produkte der Vakuumdestillation durch mildes thermisches Spalten leichtflüssiger, so dass sie als schweres Heizöl verwendet werden können. Dabei fallen auch geringere Mengen von Benzinen und Mitteldestillaten an. Beim Coken werden die nicht verdampfbaren Produkte der Destillation in Petrolkoks und leichte Kohlenwasserstoffe umgewandelt.
- Steamcracken (Dampf-Crackverfahren) wird in der Petrochemie angewandt, und zwar vornehmlich zur Herstellung von ungesättigten Gasen (z. B. Ethylen, Butylen, Butadien). Im Steamcracker gewinnt man dabei aus Mineralölprodukten unter Zusatz von Dampf chemische Rohstoffe.
- Katalytisches Cracken dient dem gleichen Zweck wie das thermische Cracken, nur geht hier der Spaltvorgang in Gegenwart eines feinen staubförmigen Katalysators (z. B. Hydrosilikate) schonender vor sich. Dadurch kann etwa bei Atmosphärendruck und mit niedrigeren Temperaturen gearbeitet werden.
- Hydrocracken ist ein katalytisches Spaltverfahren in Gegenwart von Wasserstoff und bei einem Druck von etwa 100 Atmosphären. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass man je nach Katalysator und Betriebsbedingungen das Ausgangsmaterial fast ausschließlich in Benzin oder vorwiegend in Dieselkraftstoff und leichtes Heizöl verwandeln kann. Hoher Wasserstoffbedarf und hoher Druck machen das Verfahren sehr aufwendig.
Ausbeutestruktur bei verschiedenen Crack-Verfahren (in % vom Einsatz)
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Thermisches Cracken
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Katalytisches Cracken
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Hydrocracking
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(I)
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(II)
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(I)
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(II)
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| Gase |
7
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23
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11
|
23
|
7
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| Benzine |
15
|
45
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28
|
77
|
19
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| Mitteldestillate |
48
|
24
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52
|
-
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74
|
| Rückstand |
30
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8
|
9
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-
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-
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(I) Benzin-Fahrweise
(II) Mitteldestillat-Fahrweise
