Steamcracking

Zum Steamcracking werden Flüssiggase wie Propan oder Butan bzw Naphtha eingesetzt.

Bei Naphtha handelt es sich um eine Benzinfraktion der Erdöldestillation mit einem Siedebereich zwischen ca. 35 und 150°C. Es sind Kohlenwasserstoffe mit 5 - 10 C-Atomen.

Dazu wird Wasserdampf eingespeist. Dieser verhindert, dass die Spaltprodukte miteinander reagieren und im Anschluss unkontrolliert polymerisieren.

Im Spaltofen wird das Gasgemisch in einer Rohrschlange auf 840°C erhitzt. Bei einer Aufenthaltszeit von etwa 0,5 Sekunden zerfallen die langkettigen Kohlenwasserstoffe in kurzkettige Bruchstücke, die reich an Mehrfachbindungen sind.

Der Spaltofen wird mit Erdgas und nicht verwertbaren Spaltprodukten beheizt.

Beim Cracken werden langkettige Kohlenwasserstoffe durch Hitze und Katalysatoren in kleinere Bruchstücke gespalten. (Pyrolyse)

Die Variation von Temperatur, Aufenthaltszeit und Edukten beeinflusst die Art und Menge der Bruchstücke.

Als Faustregel gilt: je höher die Temperaturen, desto kleiner die Bruchstücken. Im Extremfall entsteht Kohlenstoff und Wasserstoff.

Die größte Ausbeute an Ethen erhält man bei Temperaturen zwischen 800 und 900°C.

Das Cracken liefert ein komplexes Produktgemisch, welches aufwändig zu trennen ist.

Die Hauptbestandteile sind Ethen, Pyrolysebenzin, Methan und Propen.

Quenchen bedeutet, ein Reaktionsgemisch schnell abzukühlen, um eine Reaktion zu stoppen (einzufrieren).

Die heißen Spaltprodukte müssen schnell abgekühlt werden, um Folgereaktionen zu verhindern.

Dazu werden sie im ersten Schritt im Wärmetauscher mit Wasser gekühlt, man erzeugt auf diesem Wege Hochdruckdampf.

Danach folgen zwei Kühlschritte mit Quenchöl, wobei aus dem Reaktionsgemisch höhersiedende Produkte (Pyrolyseöle, Prozesswasser und Pyrolysebenzin) ausgewaschen werden.

Die Gase werden dann stufenweise verdichtet. Als Ergebnis erhält man ein Gemisch aus verschiedenen Gasen: Wasserstoff bis C₄.