Allt eftersom tiden går kan vi observera ökningen av bränsleförbrukningen. Tyvärr garanterar inte destillationen av fraktionerad råolja en tillräckligt hög mängd bränsle, så det kan inte vara den enda källan som täcker efterfrågan. Som en följd av detta har olika metoder för bränsleproduktion utvecklats, de viktigaste är bearbetning av stenkol eller syntesgas och vad som kallas "krackning" från högre fraktioner av destillation av fraktionerad råolja.
Vad är att spricka?
Sprickbildning avser ett antal tekniska processer där behandlingen av tunga fraktioner av råolja och bensin ger ett resultat i form av bensin och oljor. Termen "krackning" är aktiviteten att initiera en kontrollerad nedbrytning av långa alifatiska kolväten som finns i tunga fraktioner, till exempel i mazut och i den oljefraktion som bildas som ett resultat av råoljeraffinering. En sådan reaktion ger föreningar vars struktur består av kortare kolkedjor. Sådana molekyler finns i ämnen som bensin eller dieselolja och är en blandning av alkaner och alkener med kortare kedjor.
Sprickningens kemi
För att göra det enkelt är de processer som sker vid sprickbildning baserade på brytning av enskilda kemiska bindningar som finns mellan grundämnets atomer (kol). Under förändringarna bildas fria radikaler. Reaktionen kan induceras på två olika sätt: med användning av värme (termisk reaktion) eller i närvaro av katalysatorer (katalytisk reaktion). Det finns också en mer utarbetad, mindre vanligt förekommande metod, som använder joniserande strålning (strålningsreaktion). De processer som sker under krackningen inkluderar ett antal förändringar såsom isomerisering av kolväten, dehydrering till aromatiska kolväten och deras kondensation till polycykliska aromatiska kolväten.
Termisk sprickbildning
I raffinerings- och petrokemisk industri, som använder termiska och termokatalytiska processer, spelas en stor roll av reaktionerna av dissociation och bildning av homoatomiska CC-bindningar och heteroatomiska CH-bindningar. Det finns två möjliga mekanismer som är ansvariga för sådana reaktioner: radikalmekanismen och jonmekanismen. Normalt domineras termisk krackning utan katalysator av radikalmekanismen, som också genereras under pyrolysreaktionen. Flera varianter av termisk krackning har utvecklats, beroende på processförhållandena. En av dem är högtryckssprickning (2–7 MPa), som utförs vid en temperatur på cirka 470–540 o C. Under sådana förhållanden bryts råoljefraktionen ner från ligroin och mazout och fordonsbensin produceras. En annan typ av process är lätt sprickbildning, vilket inkluderar brytning av destillationsrester av råolja, vilket resulterar i ett ämne som kallas "mjuk asfalt". Den utförs vid en något lägre temperatur (460–510 o C) och under ett mycket lägre tryck (ca 0,5–2 MPa), vilket gör det möjligt att producera eldningsolja. Den tredje typen av termisk sprickbildning innebär användning av ett ännu lägre tryck (0,1–0,3 MPa) men vid höga temperaturer (430–550 o C). Det är empiriskt bevisat att det är möjligt att använda en sådan reaktion där petroleumkoks framställs av mjuk asfalt. Ibland kallas det processhämmande krackning, det tillhandahåller det råmaterial som krävs för att producera högkristallin nålkoks, som används vid tillverkning av elektroder för stål- och aluminiumindustrin. Den varianten har också sina biprodukter, som gaser och bensin samt medelstora och tunga fotogenfraktioner. Den sista typen av vanliga termisk sprickbildning är pyrolys, även kallad ångsprickning. Denna term inkluderar processen att sönderdela flytande och gasformiga fotogenbaserade råvaror såsom lågoktanig bensin, gasolja, etan, butan och propan under förhållanden som är något annorlunda än de som anges ovan. Pyrolys utförs under de högsta termiska förhållandena, med temperaturer från 700 till 1200 o C, under normalt tryck på cirka 0,1 MPa. Kolvätetillförseln, som är en råvara, späds ut med ånga och värms upp i en ugn utan syre på kort tid. En ökad effektivitet är möjlig om tiden då råvaran finns kvar i ugnen reduceras till millisekunder. Gasen släcks snabbt omedelbart när krackningstemperaturen har uppnåtts. Sådana förhållanden leder till bildandet av en gas med hög halt av omättade kolväten, inklusive den värdefulla etenen samt andra råvaror som önskas inom den petrokemiska industrin. Vid användning av lätta kolväten produceras lättare alkener såsom eten eller butadien. Användningen av tyngre kolväten leder till att det bildas produkter med hög halt av aromatiska kolväten och föreningar som kan ingå i bensin eller eldningsolja. Ett annat samband är det faktum att en högre temperatur stödjer produktionen av eten och bensen, medan en lägre temperatur, produktionen av propen, C4-kolväten och flytande produkter. För närvarande används termisk krackning inom industrin mest för att förbättra de mycket tunga fotogenfraktionerna eller för att producera lätta fraktioner/destillat, brännarbränsle eller petroleumkoks. 
Katalytisk sprickbildning
Som namnet indikerar utförs katalytisk krackning i närvaro av lämpliga katalysatorer. Användningen av sådana tillsatser gör det möjligt att minska den erforderliga höga temperaturen och trycket för sprickbildning. De vanligaste katalysatorerna inkluderar hydratiserade aluminiumsilikater AlCl 3 och Cr 2 O 3 , som innehåller lämpliga aktivatorer såsom nickel, kobolt eller manganoxider. I praktiken används de industriellt tillsammans med 20 %zeolit. Detta beror på den tillämpade bearbetningsmetoden, särskilt på vilken typ av katalysator som kan vara mobil, fastbäddad eller dammig. Förhållandena under vilka katalytisk krackning utförs är något lättare, eftersom den vanligtvis utförs vid ett normalt eller något förhöjt tryck (0,1–0,2 MPa) och vid en temperatur på cirka 450–510 o C. Råvaran i katalytisk krackning normalt innehåller lätta oljefraktioner som kokar vid 280 till 350 o C, och produkterna är de extremt önskvärda bensinerna med högt oktantal samt dieselolja. Nedbrytningshastigheten är högre med användning av en katalysator snarare än med termisk krackning. Om vi jämför produkterna från termisk och katalytisk krackning, möjliggör användningen av katalysatorer bildning av ämnen med ett högre innehåll av grenade paraffiner, cykloparaffiner och aromatiska kolväten. Under de förhållanden som möjliggörs av katalytisk krackning inträffar även, med hög hastighet, sådana reaktioner som:
- Nedbrytning av homoatomiska CC-bindningar i paraffinmolekyler, vilket resulterar i produktion av lågmolekylära olefiner.
- Dehydrering av naftalener med framställning av aromatiska kolväten.
- Bildning av olefiner som ett resultat av brytning av naftalenringar.
- En parallell polymerisation av olefiner och deras kondensation med diener, vilket följaktligen återspeglas i produktionen av aromatiska kolväten.
En intressant variant av katalytisk krackning är hydrokrackning, som använder tillsats av gasformigt väte. En sådan tillsats har många positiva effekter, som inkluderar:
- för råvaror som innehåller stora mängder paraffiner, förhindrar bildandet av polycykliska aromatiska föreningar;
- minskad produktion av tjära och föroreningar;
- stödjer en mer effektiv drift av katalysatorn: förhindrar ansamling av störande koks
- möjligheten att förvärva produkter med en lägre halt av svavel och kväve;
- producera bränsle med ett högt cetantal.
Det bör noteras att betingelserna för katalytisk krackning också inkluderar kravet på reformeringsprocesser såsom isomerisering, cyklisering och aromatisering. Följaktligen är produkterna av sådana reaktioner bensin med ett högre oktantal. Källor: https://encyklopedia.pwn.pl/haslo/kraking;3926970.html https://www.naukowiec.org/wiedza/chemia/kraking-termiczny-i-katalityczny_1167.html https://arquidiamantina.org/ pl/kraking-chemia/
