에틸렌 크래커의 공급 원료에는 주로 메탄, 에탄, 석유 나프타, 경질 가스 및 연료 오일이 포함됩니다. 이러한 공급 원료는 고온과 고압을 가해 큰 분자를 에틸렌과 같은 작은 분자로 분해하는 열분해 공정을 통해 열화학적으로 처리됩니다.
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메탄 및 에탄: 천연가스에서 흔히 발견되는 탄화수소이며 에틸렌 생산의 공급 원료로 직접 사용됩니다. 가장 단순한 탄화수소인 메탄은 고온에서 분자 결합을 끊는 과정을 통해 에틸렌으로 전환할 수 있습니다. 보다 복잡한 탄화수소인 에탄은 탄소-탄소 결합이 추가로 존재하기 때문에 더 쉽게 분해되어 에틸렌을 생산할 수 있습니다.
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석유 나프타: 원유에서 추출한 액체 혼합물로 탄화수소가 풍부합니다. 에틸렌 및 기타 올레핀으로 분해할 수 있는 탄화수소 함량이 높기 때문에 에틸렌 크래커의 중요한 공급 원료로 사용됩니다. 분해 과정에는 나프타를 고온에서 가열하여 탄화수소를 더 작은 분자로 분해하는 과정이 포함됩니다.
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경질 가스 및 연료 오일: 원유를 정제할 때 나오는 부산물 또는 분획물입니다. 프로판과 부탄과 같은 가벼운 가스는 분해하여 에틸렌을 생산할 수 있지만, 무거운 연료유는 에틸렌 생산에 적합한 작은 분자로 분해하기 위해 더 많은 에너지 집약적인 공정이 필요할 수 있습니다.
열분해 공정은 일반적으로 1~30bar의 압력과 700~1200°C의 온도에서 작동합니다. 이러한 극한 조건은 공급 원료 분자의 공유 결합 분해를 촉진하여 에틸렌 및 기타 제품을 형성하기 위해 재결합할 수 있는 반응성 자유 라디칼을 방출합니다. 이 공정은 반응 속도와 생성물 분포를 관리하기 위해 가열 구역에서의 체류 시간, 증기나 질소와 같은 희석제의 도입과 같은 변수를 조정하여 제어합니다.
요약하면, 에틸렌 크래커의 공급 원료는 메탄, 에탄과 같은 천연가스 성분뿐만 아니라 나프타, 다양한 가스 및 연료유와 같은 석유 유래 물질을 포함하는 다양한 원료가 있습니다. 이러한 공급 원료를 에틸렌으로 전환하는 데 사용되는 열분해 공정은 에틸렌 생산을 최적화하기 위해 온도, 압력 및 반응 조건을 정밀하게 제어하는 데 크게 의존합니다.
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