Τι είναι ένα καθυστερημένο Coker;

Ο καθυστερημένος οπτάνθρακας είναι ορολογία που χρησιμοποιείται για μια διαδικασία διύλισης πετρελαίου που περιλαμβάνει την περαιτέρω διύλιση υπολειμματικών υποπροϊόντων πετρελαίου μετά την απόσταξη του αργού πετρελαίου σε χρήσιμα καύσιμα όπως η νάφθα και η βενζίνη. Η διαδικασία κατοχυρώθηκε για πρώτη φορά το 1891 από έναν Ρώσο μηχανικό ονόματι Vladimir Shukhov και η διαδικασία πυρόλυσης Shukhov εξακολουθεί να χρησιμοποιείται μέχρι το 2011 για την παραγωγή καυσίμου ντίζελ. Το 1913, ωστόσο, οι βελτιώσεις στη μεθοδολογία της καθυστερημένης οπτανθρακοποίησης κατοχυρώθηκαν με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας από τους William Burton και Robert Humphrey. Αυτό έγινε γνωστό ως «διαδικασία Burton», η οποία διπλασίασε την ποσότητα βενζίνης που θα μπορούσε να παραχθεί σε ένα καθυστερημένο κοκ. Η μονάδα οπτάνθρακα εκτελεί μια διαδικασία θερμικής πυρόλυσης σε υπολειμματικό λάδι όπου σπάει ή σπάει τις αλυσίδες υδρογονανθράκων των μορίων που υπάρχουν σε μικρότερους, πιο χρήσιμους υδρογονάνθρακες.

Προτού η καθυστερημένη διεργασία οπτάνθρακα γίνει κοινό υπόλειμμα πετρελαίου, γνωστό ως «πυθμένας» στη βιομηχανία, θεωρήθηκε ως απόβλητο προϊόν διύλισης που ήταν δαπανηρή η απόρριψή του λόγω των περιβαλλοντικών κινδύνων που ενέχει για την παροχή νερού και ούτω καθεξής. Από το 2011, η καθυστερημένη οπτάνθρακα έχει γίνει ο πιο κοινός τύπος διυλιστηρίου πετρελαίου, με πολλά άλλα σχέδια να υπάρχουν επίσης, όπως το υγρό οπτάνθρακα και το flexicoker, που επικεντρώνονται στην παραγωγή υγραερίου πετρελαίου (LPG) και καυσίμου αεριωθουμένων. Τα τελικά προϊόντα μιας καθυστερημένης διαδικασίας οπτάνθρακα περιλαμβάνουν χρήσιμα καύσιμα τόσο σε υγρή όσο και σε αέρια κατάσταση, όπως βενζίνη και νάφθα, και ένα στερεό υπόλειμμα που αποτελείται κυρίως από άνθρακα που είναι γνωστό ως οπτάνθρακας πετρελαίου.

Ο οπτάνθρακας πετρελαίου έχει χημική ομοιότητα με τον άνθρακα και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε φούρνους με καύση άνθρακα, αν και είναι μια βαριά ρυπογόνος πηγή καυσίμου που μπορεί να απελευθερώσει επικίνδυνες ενώσεις όπως ο μόλυβδος και ο υδράργυρος στην ατμόσφαιρα. Αυτό συχνά σημαίνει ότι ο οπτάνθρακας πετρελαίου πρέπει να υποβληθεί σε περαιτέρω διεργασία διύλισης πριν καεί ως πηγή καυσίμου. Κατά τον διαχωρισμό του οπτάνθρακα πετρελαίου από τις χρήσιμες ενώσεις του αργού πετρελαίου, τα περισσότερα από τα βαρέα μέταλλα και τις χημικές ουσίες που σχετίζονται με το θείο συγκεντρώνονται στον οπτάνθρακα πετρελαίου. Αυτές οι ενώσεις διαφορετικά θα καθιστούσαν τα ευεργετικά καύσιμα ακατάλληλα για καθημερινή χρήση.

Ένα τύμπανο καθυστερημένου οπτάνθρακα λειτουργεί σε θερμοκρασία μεταξύ 779° και 842° Fahrenheit (415° έως 450° Κελσίου), όπου πολύπλοκα μόρια διασπώνται σε απλούστερα και ορισμένες ενώσεις δρουν ως ελεύθερες ρίζες για να συνδυαστούν με άλλες σε ολεφίνες στη χημική ουσία αλκενίου ομάδα. Για παράδειγμα, η ένωση CnH2n+2 διασπάται σε Cn-2H2n-3 + C2H5. Οι δύο απλούστερες ελεύθερες ρίζες στη συνέχεια αντιδρούν για να σχηματίσουν άλλες ενώσεις, όπου το C2H5 + CnH2n+2 παράγει CnH2n+1 + C2H6. Τα τελικά προϊόντα ενός καθυστερημένου οπτάνθρακα μπορούν να ρυθμιστούν αλλάζοντας τη θερμοκρασία της διαδικασίας καθώς και το επίπεδο πίεσης. Μια υψηλότερη θερμοκρασία θα μειώσει την ποσότητα του οπτάνθρακα πετρελαίου που παράγεται, αλλά η διακύμανση στην παραγωγή είναι σχετικά μικρή. Ένα άλλο πλεονέκτημα του καθυστερημένου οπτάνθρακα είναι ότι μπορεί να χρησιμοποιήσει άλλους τύπους πρώτης ύλης εκτός από τα υπολείμματα απόσταξης υπό κενό από τη διύλιση λαδιού, συμπεριλαμβανομένης της λάσπης διυλιστηρίων και της πρώτης ύλης με υψηλές συγκεντρώσεις μετάλλων και θείου.

Το Visbreaking είναι μια άλλη διαδικασία θερμικής πυρόλυσης που διασπά τους υδρογονάνθρακες μακράς αλυσίδας μέσω της εφαρμογής θερμότητας. Σε αντίθεση με ένα καθυστερημένο οπτάνθρακα, είναι μια μη καταλυτική διαδικασία που δεν περιλαμβάνει τη χημική αντίδραση των ίδιων των συστατικών στοιχείων και θεωρείται καθαρότερη διαδικασία που παράγει λιγότερα υποπροϊόντα απόβλητα. Η μεθοδολογία διύλισης πετρελαίου με σπάσιμο του ιξώδους θεωρείται μάλλον νέα καθώς δεν έχει υιοθετηθεί ευρέως από τη βιομηχανία από το 2011, αν και υπάρχουν πιλοτικές μονάδες για τη μέθοδο τόσο στις Ηνωμένες Πολιτείες όσο και στην Ολλανδία.