반응과 용도 — 수소화 처리·이성화·개질·수증기 분해

이 페이지에서 먼저 알아 둘 말

하류 프로세스를 4 종류의 화학 조작으로 나눈다

수소화 처리 — 먼저 방해물을 줄인다

나프타를 그대로 후단의 촉매 공정에 넣으면, 황이나 질소가 촉매에 나쁜 영향을 주기 쉽습니다. 그래서 먼저 수소화 처리 를 수행해, 후단을 보호합니다.

모식도: R-S-R' + 2 H2 → RH + R'H + H2S

여기서 중요한 것은, 성격을 바꾸기 전에, 촉매의 적을 줄이는 공정이라고 보는 것입니다.

이성화 — 분자식은 그대로 둔 채 형태만 바꾼다

C5 / C6 의 직쇄 파라핀은, 그대로는 옥탄가가 높지 않습니다. 그래서 이성화를 사용해, 같은 분자식 그대로 골격만을 분지 쪽으로 옮기면, 옥탄가를 개선하기 쉬워집니다.

예: n-C6H14 → iso-C6H14

「원자의 수는 같고, 이어지는 방식만이 바뀐다」는 점이, 고등학교 화학의 구조 이성질체의 감각과 이어집니다.

개질 — 중질 나프타를 고옥탄가 쪽으로 옮긴다

개질 에서는, 고리화·탈수소·이성화 등이 조합됩니다. 그 결과, 개질유(리포메이트)와 방향족이 생기고, 수소도 부생합니다.

예: C6H12(시클로헥산) → C6H6(벤젠) + 3 H2

중질 나프타, 특히 나프텐을 어느 정도 포함한 쪽은, 개질과의 연결이 보이기 쉽습니다.

수증기 분해 — 분자를 작게 자른다

수증기 분해 는, 촉매로 다시 배열하는 것이 아니라, 고온에서 분자를 작게 잘라 에틸렌이나 프로필렌 등의 올레핀 을 노리는 공정입니다.

예: C6H14 → C2H4 + C3H6 + CH4

실제 나프타는 혼합물이므로, 현장에서는 많은 반응이 동시에 일어납니다. 여기서는 「작게 자르는 공정」이라는 관점만을 확실히 해 두세요.

각 공정의 대략적인 운전 조건

엄밀한 값은 장치·촉매·원료에 따라 달라지지만, 자릿수의 감각으로 다음 온도대를 기억해 두면 현장 자료를 읽을 때 헷갈리지 않습니다.

기억해 둘 두 가지 대비: 「수소화 처리·이성화·개질은 촉매를 쓰는 접촉 프로세스, 수증기 분해는 촉매를 쓰지 않는 열분해 프로세스」, 그리고 「수증기 분해만 온도대가 한 자릿수 더 높다」.

확인 문제

4 개의 공정을 『무엇을 하는 반응인가』로 구분하는 5 문제입니다.

제 4 장의 정리

• 수소화 처리는, 하류의 촉매를 보호하기 위한 전처리.
• 이성화는, 같은 분자식 그대로 골격을 다시 짠다.
• 개질은, 중질 나프타를 고옥탄가 쪽으로 옮기고, 수소도 만든다.
• 수증기 분해는, 분자를 작게 잘라 올레핀을 노린다.