Zu den Ausgangsstoffen für einen Ethylen-Cracker gehören in erster Linie Methan, Ethan, Naphtha sowie Leichtgas und Heizöl.
Diese Ausgangsstoffe werden durch ein Pyrolyseverfahren thermochemisch verarbeitet.
Bei diesem Verfahren werden größere Moleküle bei hohen Temperaturen und hohem Druck in kleinere Moleküle, wie z. B. Ethylen, aufgespalten.
4 Hauptbestandteile des Ethylen-Cracker-Einsatzmaterials
1. Methan und Ethan
Methan und Ethan sind Kohlenwasserstoffe, die häufig in Erdgas vorkommen.
Sie werden direkt als Ausgangsstoffe für die Ethylenproduktion verwendet.
Methan, der einfachste Kohlenwasserstoff, kann durch einen Prozess in Ethylen umgewandelt werden, bei dem seine Molekularbindungen bei hohen Temperaturen aufgebrochen werden.
Ethan, ein komplexerer Kohlenwasserstoff, lässt sich aufgrund seiner zusätzlichen Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung, die zur Herstellung von Ethylen gespalten werden kann, leichter knacken.
2. Petroleum Naphtha
Erdölnaphtha ist ein flüssiges Gemisch, das aus Rohöl gewonnen wird und reich an Kohlenwasserstoffen ist.
Aufgrund seines hohen Gehalts an Kohlenwasserstoffen, die in Ethylen und andere Olefine gespalten werden können, ist es ein wichtiges Ausgangsmaterial für Ethylen-Cracker.
Beim Cracken wird Naphtha bei hohen Temperaturen erhitzt, wodurch die Kohlenwasserstoffe in kleinere Moleküle zerfallen.
3. Leichtgas und Heizöle
Leichte Gase wie Propan und Butan können gecrackt werden, um Ethylen zu erzeugen.
Schwerere Heizöle benötigen unter Umständen energieintensivere Verfahren, um in kleinere Moleküle aufgespalten zu werden, die für die Ethylenproduktion geeignet sind.
Bedingungen des Pyrolyseprozesses
Der Pyrolyseprozess läuft in der Regel bei Drücken zwischen 1-30 bar und Temperaturen zwischen 700 und 1200°C ab.
Diese extremen Bedingungen erleichtern die Spaltung der kovalenten Bindungen in den Ausgangsstoffmolekülen und setzen reaktive freie Radikale frei, die sich zu Ethylen und anderen Produkten rekombinieren können.
Der Prozess wird durch die Einstellung von Variablen wie der Verweilzeit in der beheizten Zone und der Einführung von Verdünnungsmitteln wie Dampf oder Stickstoff gesteuert, um die Reaktionsgeschwindigkeiten und Produktverteilungen zu kontrollieren.
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