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Riga 1: Il '''cracking''' in [[chimica]] è un [[Processo di produzione industriale\|processo]] attraverso il quale si ottengono [[idrocarburi]] paraffinici leggeri per rottura delle [[molecola\|molecole]] di idrocarburi paraffinici pesanti. È pertanto un processo adottato per la produzione di idrocarburi leggeri, quali le [[benzina\|benzine]], a partire da greggi medio-pesanti e pesanti, aumentando la quantità di benzina ottenibile dal [[petrolio]] greggio. La reazione di cracking si ottiene per via [[catalizzatore\|catalitica]] o termica (''steam cracking'') e il risultato della reazione dipende fortemente dalle condizioni in cui la reazione avviene e dalla presenza o meno di catalizzatori. Riga 9: === Cracking catalitico a letto fluido === [[~~Immagine~~File:FCC - Cracking catalitico a letto fluido.png\|thumb\|500px\|Schema di un processo FCC.]] Il ''cracking catalitico a letto fluido'' o FCC (dall'inglese: ''Fluid Catalyic Cracking'') è stato messo a punto per la prima volta nel 1942 ed impiega come catalizzatore dell'[[ossido di alluminio\|allumina]] in polvere, mantenuta sospesa all'interno del flusso di idrocarburi da trattare. Oggi i catalizzatori sono a base di [[zeolite\|zeoliti]] e posti in una colonna mantenuta ad alta temperatura (665 - 760  °C); gli idrocarburi vengono spruzzati alla base della colonna, dove vengono vaporizzati e decomposti in idrocarburi leggeri; la miscela fluisce verso l'alto in pochi secondi, il catalizzatore viene rimosso e la miscela di idrocarburi procede ad una successiva distillazione da cui si isolano le frazioni commercialmente utili. Durante la reazione il catalizzatore viene [[Disattivazione dei catalizzatori\|disattivato]] dal depositarsi su di esso di particelle di coke, che ne riducono notevolmente l'[[Attività catalitica\|attività]]; il catalizzatore viene pertanto rigenerato dapprima con vapore acqueo e poi con aria (a volte arricchita di ossigeno) per bruciare i residui di coke rimasti nei pori, fornendo inoltre il calore necessario alla reazione di cracking, che è endotermica. Il catalizzatore rigenerato torna quindi in colonna per compiere un altro ciclo di reazioni. Riga 31: È il principale metodo di produzione degli alcheni leggeri, tra cui l'[[etene\|etilene]] e il [[propene\|propilene]]. La miscela da trattare viene diluita con vapore acqueo e quindi scaldata a temperature molto alte - oltre i 900  °C - e in totale assenza di agenti ossidanti, quali l'ossigeno, per pochi decimi di secondo, per essere poi raffreddata bruscamente. La composizione della miscela ottenuta dipende dalla composizione della miscela in ingresso, dalla temperatura e dal tempo di lavorazione. Miscele leggere (GPL e nafte leggere) danno miscele ricche di olefine leggere, etilene, propilene e butadiene; miscele più pesanti danno un prodotto più ricco in idrocarburi aromatici. Più drastiche sono le condizioni di processo, più il prodotto è ricco di composti leggeri, quali etilene e [[benzene]]; condizioni meno drastiche portano a quantità maggiori di idrocarburi a 4 atomi di carbonio e composti liquidi. Alla reazione si accompagna il deposito di particelle di carbon coke sulle pareti del reattore, rendendone necessaria la pulizia periodica - generalmente ogni qualche mese. == Chimica del processo == La rottura di grandi molecole in molecole più piccole può ottenersi per via termica o catalitica. Il metodo termico sfrutta un [[meccanismo di reazione\|meccanismo]] basato su ''scissioni omolitiche'', in cui i [[legame chimico\|legami chimici]] si rompono in maniera simmetrica generando coppie di [[radicale (chimica)\|radicali]]; il metodo catalitico sfrutta l'[[acido\|acidità]] del catalizzatore - spesso solidi acidi, quali l'allumina e le zeoliti - che provocano ''scissioni eterolitiche'' dei legami chimici producendo [[carbocatione\|carbocationi]]. Sia i radicali che i carbocationi sono particelle instabili, che subiscono rapidi processi di riarrangiamento, trasposizione, scissione in posizione ~~β~~β e trasferimenti intra- e inter-molecolari di radicali o ioni idrogeno. Essendo radicali e ioni particelle molto reattive, queste interagiscono con il substrato producendo altri radicali ed altri carbocationi, innescando una reazione a catena che si autosostiene fino a quando non avviene una ricombinazione dei radicali o delle coppie ioniche. Nel cracking catalitico, sui siti del catalizzatore tendono a depositarsi i carbocationi meno reattivi, producendo nel tempo dei depositi carbonacei che diminuiscono l'attività dela catalizzatore stesso; questi depositi vengono rimossi - spesso tramite una [[combustione]] controllata - per ripristinare l'attività del catalizzatore. Riga 49: * ''inizio'': in cui una singola molecola si rompe a dare una coppia di radicali; solo una piccola parte del substrato subisce questa reazione, ma è fondamentale per avviare l'intero processo. Generalmente la rottura è di un legame carbonio-carbonio, piuttosto che di un legame carbonio-idrogeno :<tt>CH<sub>3</sub>CH<sub>3</sub> ~~→~~→ 2 CH<sub>3</sub>~~•~~•</tt> * ''estrazione di idrogeno'': un radicale estrae un atomo di idrogeno da una molecola neutra, trasformadola in un radicale :<tt>CH<sub>3</sub>~~•~~• + CH<sub>3</sub>CH<sub>3</sub> ~~→~~→ CH<sub>4</sub> + CH<sub>3</sub>CH<sub>2</sub>~~•~~•</tt> * ''scissione del radicale'': un radicale si decompone in due frammenti più leggeri, un alchene ed un altro radicale :<tt>CH<sub>3</sub>CH<sub>2</sub>~~•~~• ~~→~~→ CH<sub>2</sub>=CH<sub>2</sub> + ~~H•~~H•</tt> * ''addizione di radicali'': la reazione inversa alla precedente, in cui un radicale si somma ad un alchene per dare un radicale più grande; questa reazione è alla base del formarsi di composti aromatici quando vengono trattate miscele di idrocarburi pesanti :<tt>CH<sub>3</sub>CH<sub>2</sub>~~•~~• + CH<sub>2</sub>=CH<sub>2</sub> ~~→~~→ CH<sub>3</sub>CH<sub>2</sub>CH<sub>2</sub>CH<sub>2</sub>~~•~~•</tt> * ''terminazione'': avviene quando due radicali liberi reagiscono a dare molecole neutre, può essere una ''ricombinazione'', in cui due radicali si combinano a dare un'unica molecola, o un ''disproporzionamento'', quando un radicale trasferisce un atomo di idrogeno ad un altro ottenendo un alchene e un alcano :<tt>CH<sub>3</sub>~~•~~• + CH<sub>3</sub>CH<sub>2</sub>~~•~~• ~~→~~→ CH<sub>3</sub>CH<sub>2</sub>CH<sub>3</sub></tt> :<tt>CH<sub>3</sub>CH<sub>2</sub>~~•~~• + CH<sub>3</sub>CH<sub>2</sub>~~•~~• ~~→~~→ CH<sub>2</sub>=CH<sub>2</sub> + CH<sub>3</sub>CH<sub>3</sub></tt> == Voci correlate == * [[Industria petrolchimica]] * [[Reforming]] Riga 84: [[en:Cracking (chemistry)]] [[es:Craqueo]] [[fa:کراکینگ]] [[fi:Krakkaus (kemia)]] [[fr:Craquage]]

Cracking (chimica): differenze tra le versioni