Také známé jako: fluidní katalytický krak, cat cracker, cat unit, FCCU, CCU, Houdry
V rafinaci je FCC nejběžnější jednotka používaná k úpravě těžších destilačních frakcí na lehké produkty. FCC přijímá VGO a podobné meziprodukty a štěpí je pomocí tepla za přítomnosti katalyzátoru. Primárním produktem je FCC benzin, který se používá při míchání benzinových produktů. FCC však vyrábí také lehčí produkty, které se používají v alkylační jednotce, a těžší produkty, které lze přimíchávat do motorové nafty a zbytkového topného oleje.
FCC je zvláště cenná v rafinérii, která se snaží maximalizovat výrobu benzinu oproti zbytkovému topnému oleji. Při FCC se získává velké množství benzinu poměrně dobré kvality (vysoké oktanové číslo a nízký tlak par). Objemová výtěžnost nafty je však nízká a má nízkou kvalitu (nízké cetanové číslo), protože se skládá z krakovaného materiálu, který má obvykle nízké cetanové číslo. Na trhu, kde je nafta upřednostňována před benzínem, je FCC obecně méně cenná než hydrokrakovací zařízení.
Často, aby se dosáhlo vysokého výnosu lehkých produktů s rovnováhou mezi benzínem a naftou, má rafinerie jak FCC, tak hydrokrakovací zařízení. V tomto případě se obě jednotky mohou velmi dobře doplňovat, přičemž FCC odebírá nekonvertovanou surovinu z hydrokrakovacího zařízení a hydrokrakovací zařízení odebírá těžší krakované produkty (LCO nebo HCO) z FCC.
RCC (zbytkový katalytický krak) je variantou FCC. Jedná se o podobnou jednotku, která poskytuje podobný sortiment a kvalitu produktů, ale je navržena tak, aby zpracovávala těžší atmosférické zbytky jako vstupní surovinu.
Jak funguje
Ohřátá vstupní surovina se smísí s ohřátým katalyzátorem a vstříkne se do reaktoru, kde se katalyzátor volně mísí se vstupní surovinou jako tekutinou. Při krakování suroviny se na katalyzátoru usazuje koks, který způsobuje jeho postupnou deaktivaci. Krakovaný produkt se odčerpává v horní části reaktoru a posílá se do frakcionátoru. Deaktivovaný katalyzátor se odvádí ze spodní části reaktoru a posílá se do regenerátoru, kde se koks spaluje přiváděním tepla a vzduchu. Vyčištěný (regenerovaný) katalyzátor je pak poslán zpět do reaktoru a cyklus se opakuje.
Katalyzátor se pohybuje po okruhu reaktoru a regenerátoru během několika sekund velmi vysokou rychlostí, takže mnoho vnitřních povrchů na okruhu katalyzátoru musí být chráněno proti erozi tím, že jsou opatřeny keramickými povlaky. Teplo vznikající v regenerátoru při spalování koksu z katalyzátoru poskytuje většinu tepla potřebného pro separační reakce probíhající v reaktoru a jednotka musí být tepelně vyvážená mezi reaktorem a regenerátorem. Koks spálený z katalyzátoru v regenerátoru vytváří směs oxidu uhelnatého a oxidu uhličitého a určité množství SOx. Tento proud plynu prochází kotlem na CO a kompresorem na regenerační plyn, aby se získala část energie, poté se čistí od jemných částic katalyzátoru a odvádí se do atmosféry, takže FCC je hlavním emitentem CO2 z rafinerií.
Vstupy
Přívodem do FCC jsou různé těžké plynové oleje, které by se jinak smíchaly do zbytkového topného oleje. Mezi typické vstupy patří:
- VGO – tento těžký řez z vakuové destilační jednotky je hlavním vstupem do FCC. Často se před dodáním do FCC zpracovává hydrogenační úpravou plynových olejů, aby se snížil obsah síry
- Koksovací plynový olej – V rafineriích s koksovnou je tento materiál z řady VGO z této jednotky rovněž hlavní surovinou pro FCC
Produkty
FCC vyrábí řadu převážně lehčích produktů, z nichž nejvýznamnější je FCC benzín. Typickými produkty jsou:
- FCC benzín – Jedná se o materiál z řady nafty s oktanovým číslem a tlakem par blízkým specifikacím kvality pro hotový benzín. Obvykle se jedná o největší produkt, který tvoří přibližně 50 % produkce FCC
- Cyklické oleje – FCC vyrábí produkt z řady nafty nazývaný cyklický olej. Ten je vysoce aromatický a často má vysoký obsah síry, což z něj činí špatnou směsnou surovinu pro motorovou naftu. Obvykle se přimíchává do nafty nižší kvality, používá se jako řezná surovina při míchání topných olejů nebo se posílá do hydrokrakovacího zařízení ke zušlechtění
- Kejda z FCC – Nejtěžším produktem z FCC je vysoce aromatický zbytkový proud, obvykle s vysokým obsahem síry. Ten se posílá na míchání topných olejů, používá se jako surovina pro koksování nebo se z něj vyrábějí speciální produkty, jako jsou saze nebo jehlový koks
- FCC plyn – Lehké produkty z FCC zahrnují nasycené i nenasycené C3 a C4. Obvykle se posílají do závodu na výrobu nenasyceného plynu, kde se tyto složky oddělují. Butylen a někdy i propylen se přivádějí do alkylační jednotky, pokud tam nějaká je. Lehčí plyny (etan a metan) se posílají do palivového systému
Mezi poskytovatele licence na technologii patří např:
- KBR (Kellogg) – technologie Orthoflow FCC
- UOP – technologie FCC a RFCC
- Axens/IFP – technologie R2R RFCC
- Shell Global Solutions – technologie FCC
- Foster Wheeler – technologie FCC
.