Cracking dầu mỏ là một công đoạn then chốt trong quy trình chế biến dầu thô. Vậy, Cracking Dầu Mỏ để Thu được những gì và tại sao nó lại đóng vai trò quan trọng đến vậy? Hãy cùng NSRP tìm hiểu sâu hơn về vấn đề này.
1. Bản chất của Cracking dầu mỏ
Trong quá trình chưng cất dầu thô ban đầu, lượng xăng thu được thường rất hạn chế. Điều này xuất phát từ việc dầu thô tự nhiên chứa phần lớn các hydrocacbon nặng với cấu trúc phân tử phức tạp và mạch dài (chiếm đến 40-60% thành phần). Các hydrocacbon này có đặc điểm là điểm sôi cao, khó bay hơi và ít phù hợp để sử dụng làm nhiên liệu thông dụng như xăng hoặc dầu diesel, dẫn đến giá trị kinh tế thấp.
Trong khi đó, nhu cầu về các sản phẩm nhẹ như xăng, dầu diesel và nhiên liệu máy bay lại rất lớn, do chúng là nguồn năng lượng chính cho giao thông vận tải, hàng không và nhiều ngành công nghiệp khác. Để đáp ứng nhu cầu này, cần có giải pháp để chuyển hóa các hydrocacbon nặng, giá trị thấp thành các hydrocacbon nhẹ, giá trị cao hơn. Và đó chính là lý do cracking dầu mỏ ra đời.
Cracking dầu mỏ là một quá trình hóa học được thực hiện tại các nhà máy lọc dầu, nhằm mục đích bẻ gãy các phân tử hydrocacbon lớn, phức tạp và nặng thành các phân tử nhỏ hơn, nhẹ hơn và có giá trị kinh tế cao hơn. Quá trình này không chỉ giúp gia tăng sản lượng xăng, dầu diesel từ dầu thô mà còn giúp tận dụng tối đa nguồn tài nguyên, giảm thiểu lãng phí các фракция dầu nặng ít được sử dụng. Nhờ cracking, các nhà máy lọc dầu có thể chuyển đổi một phần lớn dầu thô thành các sản phẩm có giá trị, đáp ứng nhu cầu thị trường.
Cracking dầu mỏ: Quá trình biến đổi hydrocarbon nặng thành sản phẩm có giá trị cao, nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn tài nguyên.
2. Các phương pháp Cracking dầu mỏ phổ biến
Hiện nay, có ba phương pháp cracking chính được áp dụng rộng rãi:
PP1. Cracking nhiệt (Thermal Cracking)
Phương pháp này do William Merriam Burton phát minh từ năm 1913. Cracking nhiệt sử dụng nhiệt độ cực cao để phá vỡ liên kết của các phân tử hydrocacbon mạch dài, tạo ra các phân tử mạch ngắn hơn, nhẹ hơn.
Đặc điểm:
- Nhiệt độ rất cao (450–750°C).
- Xăng tạo ra có chỉ số octan thấp.
- Sản sinh nhiều khí nhẹ và cốc.
PP2. Cracking xúc tác (Catalytic Cracking)
Đây là phương pháp phổ biến nhất hiện nay, nhờ hiệu suất cao và tiết kiệm năng lượng hơn so với cracking nhiệt. Cracking xúc tác sử dụng chất xúc tác, thường là silica-alumina có tính axit, để giảm nhiệt độ và áp suất cần thiết.
Đặc điểm:
- Giảm chi phí năng lượng do hoạt động ở điều kiện ôn hòa hơn.
- Tăng hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm (xăng có chỉ số octan cao hơn).
- Chủ yếu sản xuất dầu diesel, xăng và các sản phẩm nhẹ có giá trị.
PP3. Cracking hydro (Hydrocracking)
Phương pháp này kết hợp áp suất cao, khí hydro và chất xúc tác để bẻ gãy các phân tử hydrocacbon. Ngoài việc phân tách, quá trình này còn bão hòa chúng bằng hydro, loại bỏ tạp chất như lưu huỳnh và cải thiện chất lượng sản phẩm cuối cùng.
Đặc điểm:
- Sản phẩm cuối có độ tinh khiết cao hơn.
- Loại bỏ tạp chất như lưu huỳnh, giảm khí thải ô nhiễm.
3. Tầm quan trọng của Cracking dầu mỏ
Cracking dầu mỏ đóng vai trò then chốt trong ngành công nghiệp lọc hóa dầu, giúp tăng khả năng sản xuất nhiên liệu giá trị và đảm bảo cân bằng cung – cầu trên thị trường năng lượng. Cung là lượng sản phẩm nhà máy lọc dầu sản xuất, cầu là lượng sản phẩm người tiêu dùng muốn mua ở mức giá nhất định.
Trong chưng cất phân đoạn dầu thô, các hydrocacbon lớn (phân tử nặng) chiếm tỷ lệ lớn hơn so với các hydrocacbon nhỏ (phân tử nhẹ) có giá trị cao như xăng và diesel. Điều này tạo ra sự mất cân đối lớn giữa cung và cầu, do nhu cầu về hydrocacbon nhẹ (xăng, diesel) luôn cao hơn.
Vì vậy, cracking dầu mỏ để thu được các sản phẩm có giá trị kinh tế cao từ các фракция nặng ít giá trị, giúp tận dụng tối đa dầu thô thay vì lãng phí.
Bên cạnh xăng, cracking dầu mỏ còn tạo ra nhiều sản phẩm phụ giá trị cao khác:
- Dầu diesel.
- Nhiên liệu máy bay (jet fuel).
- Khí hóa lỏng (LPG).
- Propylene.
Cracking dầu mỏ: Quy trình then chốt biến đổi dầu thô thành nhiều sản phẩm quan trọng, đáp ứng nhu cầu đa dạng của thị trường.
Cracking dầu mỏ không chỉ là một quy trình kỹ thuật quan trọng trong ngành công nghiệp lọc hóa dầu, mà còn là yếu tố then chốt để tối ưu hóa tài nguyên dầu mỏ và đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng tăng của nền kinh tế toàn cầu. Hy vọng bài viết này của NSRP đã cung cấp cho bạn những thông tin hữu ích và làm sáng tỏ câu hỏi “cracking dầu mỏ để thu được gì?”.
