Cracken
Für das Cracken im Sinne von Knacken von Kopierschutzvorrichtungen siehe Crack (Software).
Cracken oder zu deutsch: Kracken, von englisch to crack: „spalten“, ist ein thermisches Verfahren zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen (in der Regel C4-C10 Kohlenwasserstoffe) von hoher in solche niedriger Molmasse und findet besonders bei der Aufbereitung von Erdöl Verwendung.
Vereinfacht gesagt: Unter Cracken versteht man die Radikalische Umwandlung höhersiedener Fraktionen oder Rückstände in leichterflüchtige Reaktionsprodukte durch Thermische oder Katalytische Spaltung der C-C Bindungen sowie teilweise C-H Bindungen.
Thermisches Kracken
Das von der Raffinerie anfallende LDF (Light Destilled Fraction) (deutsch: Leichte Destillierte Fraktion) wird in einem Spaltofen mit einer maximalen Verweilzeit von 0,1 bis 0,2 Sekunden (je nach Art des Ofens sogar länger) eingespritzt. Dabei wird das cirka 100°C heiße LDF zuerst in dem Spaltofen in der sogenannten Konvektionszone auf circa 550 bis 600 °C angewärmt. In dieser Zone wird 180 bis 200 °C heißer Prozessdampf hinzugegeben. Dieser dient dazu, eine Partialdruckerniedrigung der einzelnen Reaktionsteilnehmer herbeizuführen. Dieser Prozessdampf verhindert (durch sein eingenommenes Volumen) teilweise eine Aneinanderlagerung der fertigen Reaktionsprodukte und kühlt in der Konvektionszone das Anwärmerbündel ab.
Nach der Konvektionszone erreicht das nunmehr vollständig gasförmige LDF die Strahlungszone. In dieser wird das LDF bei cirka 805 - 850 °C nun zu den niedermolekularen Kohlenwasserstoffen gekrackt. Dabei entstehen wichtige Grundprodukte wie Ethen (auch Ethylen genannt), Propen (Propylen), 1,2 und 1,3-Butadien, Benzol (1,3,5 Cyclohexatrien), Toluol (Methylbenzol oder IOPAC Nomenklatur: 1 Methyl-1,3,5 Cyclohexatrien). Ferner entstehen auch Wasserstoff, Methan, Ethin (Acetylen) sowie viele andere Nebenprodukte. Damit sich nun die neugebildeten Reaktionprodukte nicht wieder zu viel größeren Produkten zusammensetzen, wird das heiße Spaltgas in einem Wärmetauscher schlagartig auf ungefähr 350 bis 400 °C abgekühlt (hierbei handelt es sich vielfach um einen HD-Speisewasserkühler). Anschließend wird das heiße Spaltgas zusätzlich mit Quenchöl auf 150 bis 170 °C für die nachfolgende Fraktionierung abgekühlt.
Katalytisches Kracken
Die Spaltung erfolgt bei Temperaturen zwischen 450 und 550 °C, mit Hilfe eines Katalysators (Zeolith-Katalysator bestehend aus Aluminium Silikaten), in dem so genannten Fluid Catalytic Cracking (FCC-Verfahren). Hierbei wird das schwere Vakuumdestillat einer Raffinerie zu Fahrbenzinen und Kerosin (Flugzeug) gespalten. Bevorzugt sollen hierbei langkettige gesättigte n-Alkane und i-Alkane gewonnen werden.