Чем отличается крекинг-процесс от фракционной перегонки нефти?

Наибольшее количество нефтепродуктов расходуется в настоящее время в виде бензина. Однако при прямой перегонке выход бензина редко превышает 10—12%. Поэтому для получения бензина из нефти применяется еще один способ (основной в настоящее время) , так называемый крекинг-процесс. Этот способ был изобретен русским инженером Владимиром Григорьевичем Шуховым в 1889 г.
Крекинг-процесс, в отличие от перегонки нефти, является химическим процессом. При крекинге тяжелые составные части нефти (газойль, соляровое масло, а иногда и мазут) переводятся в трубчатой печи в парообразное состояние. Из печи пары поступают в камеру крекинга, где нагреваются до 400—500° (а при высокотемпературном виде крекинга — до 600°), и подвергаются давлению до нескольких десятков атмосфер. В камере крекинга, в присутствии веществ, ускоряющих реакцию (окислов кремния, а также алюминия и некоторых других металлов) , происходит расщепление сложных по составу и тяжелых частиц углеводородов на более простые и легкие частицы. При этом получается светлая, легко кипящая жидкость (крекинг-бензин) , отделяемая от газов и от неразложившегося сырья в ректификационной колонне. Крекинг-процесс может дать до 45—50% бензина по отношению к количеству исходного сырья (сверх того количества, которое получается при прямой перегонке нефти) .

Вещества, образующие нефть, кипят при разной температуре; поэтому нефть можно разделить прямой перегонкой на группы углеводородов, близких по своим физико-химическим свойствам. В настоящее время перегонку нефти производят в трубчатых установках, состоящих из трубчатой печи и ректификационной (разделительной) колонны. В трубчатой печи нефть, перекачиваемая по змеевиковым стальным трубам, нагревается факелом от горящих форсунок до 300—325° (нагрев выше 325° ведет к разложению углеводородов, вместо их испарения) . При этой температуре большая часть нефти переходит в парообразное состояние. Пары и неиспарившийся остаток нефти вместе с перегретым водяным паром, усиливающим испарение, непрерывно подаются в нижнюю часть ректификационной колонны. Неиспарившийся остатки нефти падает на дно колонны, а пары устремляются вверх. Ректификационная колонна, достигающая высоты 40 м, через каждые 500—600 мм имеет горизонтальные перегородки, называемые тарелками, с отверстиями, окруженными бортами и прикрытыми колпаками. Между зубчатыми краями колпаков и дном тарелки просветы. Тарелки сообщаются между собой переточными трубками, служащими для поддержания на тарелках постоянного слоя жидкости. В этот слой жидкости погружены края колпаков. Сверху в колонну для улучшения конденсации подкачивается холодный бензин. В нижней части колонны температура — наиболее высокая, а в верхней части — наиболее низкая. По мере движения паров нефти вверх и прохождения их через жидкость, окружающую колпаки, происходит конденсация части паров, и образующаяся при этом жидкость стекает на тарелки. В нижних секциях колонны собираются менее летучие составные части (фракции) нефти, а в верхних — легкие фракции, конденсирующиеся при более низкой температуре. Из отдельных секций колонны непрерывно выводятся в сборники готовые продукты. Вверху собирается бензин, выкипающий при температуре до 200°; ниже — лигроин (120—240°); еще ниже — керосин (200—300°); далее — составные части дизельных топлив, газойль и соляровое масло (250—325°). Остаток нефти после этой первой перегонки называется мазутом. Частично мазут используется как топливо, но большая часть его подвергается дальнейшей перегонке — для получения смазочных масел. Остатком нефти после отгона смазочных масел является черная вязкая масса — гудрон, используемый в электротехнической промышленности, а также в дорожном строительстве. Первая промышленная установка для переработки нефти с целью получения керосина (простой перегонный куб) была построена в 1823 г. русскими крепостными крестьянами братьями Дубиниными в г. Моздок на Северном Кавказе. В США подобная установка была создана только спустя 35 лет.