Proceso del cracking
Si se calienta una molécula cíe un hidrocarburo, esta experimentará vibraciones tanto más fuertes cuanto más elevada sea la temperatura. De este modo, las moléculas de hidrocarburos más pequeñas y ligeras debilitan sus mutuas atracciones y destilan.
Pero en las moléculas más pesadas esas fuerzas atractivas no son lo suficientemente debilitadas y así permanecen expuestas a temperaturas crecientes, hasta que, finalmente, las vibraciones son de tal intensidad, que en algún punto de la molécula se rompe el enlace entre los dos átomos de carbono y con ello se escinde la molécula en dos o más fragmentos.
Entre los hidrocarburos más resistentes a la detonación se cuentan las parafinas de cadena ramificada y los hidrocarburos no saturados, mientras que los saturados de cadena lineal son, en su mayor parte, mucho más detonantes.
Así, por ejemplo, el n-heptano es muy poco resistente a la detonación, mientras que el iso-octano lo es mucho. En esto se funda la medida de la resistencia a la detonación de las gasolinas, que se expresa mediante el llamado número de octano. Se asigna al heptano el número de octano 0 y al iso-octano el 100.
Una gasolina compuesta por iso-octano puro tendría, por tanto, el número de octano 100 y una mezcla de 80 % de iso-octano y 20 % cíe heptano, el 80.
Hay hidrocarburos, sobre todo olefinas, que son másresistentes a la detonación que el octano. Se puede determinar su número de octano por adición del heptano que sea preciso para que su número de octano sea 100. Si una mezcla de, por ejemplo, 20 % de heptano y 80 % de la olefina da el número de octano 100, puede calcularse que la olefina sola tiene el número de octano 125.
Mediante el proceso de cracking se consigue tanto la isomerización de los hidrocarburos de cadena lineal como su deshidrogenación, por la que se convierten en olefinas.
Por eso se someten al cracking no solamente los hidrocarburos superiores, sino también las gasolinas de bajo número de octano (60 y menos), para obtener otros con mayor número de octano. A esta operación se la llama proceso de reformado (reforming process).
La escisión, lo mismo que la isomerización, empieza n ya a la temperatura de 400° C. El proceso se llama cracking térmico, puesto que tiene lugar por la acción del calor.
Para salvar las contingencias inherentes al método se introdujo la catálisis en la técnica del cracking en 1938. Sirven como catalizadores los óxidos metálicos granulados. Esta modificación del cracking se llama catcracking.
Con el catcracking se obtienen productos de escisión de bajo peso molecular y con un elevado contenido en olefinas, llamados gases de cracking.
Se les puede polimerizar por la, acción catalítica del ácido sulfúrico, el ácido fosfórico, del trifluoruro de boro, entre otros, ya a la temperatura ordinaria y, a presión normal, y convertirlos así en gasolinas líquidas (gasolinas de polimerización).
Esta escisión puede seguir diferentes cursos, según la presión, la temperatura y, principalmente, la duración de la reacción.
Tomemos, como ejemplo de lo expuesto, al decano, un hidrocarburo saturado de cadena lineal con diez átomos cíe carbono. Esta cadena puede partirse sencillamente por la mitad y dar origen sólo a dos moléculas de hidrocarburo:
Los hidrocarburos de bajo punto de ebullición e inc luso los gaseosos también pueden escindirse. La importancia del cracking estriba no sólo en el aumento de rendimiento en gasolina, señalado anteriormente, sino además en un ennoblecimiento cíe la gasolina por aumento de su resistencia a la detonación.
Una gasolina es resistente a la detonación cuando no se producen explosiones parciales durante el proceso de compresión en el cilindro del motor, sino que toda la gasolina aspirada se quema, únicamente cuando la compresión ha terminado. simultáneamente y globalmente por la acción de las chispas de la bujía de encendido.
Fuente: Apuntes de procesos químicos de la UNIDEG
