Also known as: fluid catalytic cracker, cat cracker, cat unit, FCCU, CCU, Houdry
Jalostuksessa FCC on yleisin yksikkö, jota käytetään raskaampien tislejakeiden jalostamiseen kevyiksi tuotteiksi. FCC ottaa VGO:ta ja vastaavia välituotevirtoja ja krakkaa ne lämmön avulla katalyytin läsnä ollessa. Ensisijainen tuote on FCC-bensiini, jota käytetään bensiinituotteiden sekoituksessa. FCC tuottaa kuitenkin myös kevyempiä tuotteita, jotka syötetään alkylointiyksikköön, ja raskaampia tuotteita, joita voidaan sekoittaa dieseliin ja jäännöspolttoöljyyn.
FCC on erityisen arvokas jalostamossa, joka pyrkii maksimoimaan bensiinin tuotannon jäännöspolttoöljyyn nähden. FCC tuottaa suuren määrän bensiiniä, joka on melko hyvälaatuista (korkea oktaaniluku ja alhainen höyrynpaine). Dieselöljyn määrä on kuitenkin alhainen ja heikkolaatuinen (alhainen setaaniluku), koska se koostuu krakatusta materiaalista, jonka setaaniluku on yleensä alhainen. Markkinoilla, joilla suositaan dieseliä bensiinin sijasta, FCC on yleensä vähemmän arvokas kuin vetykrakkauslaite.
Usein jalostamolla on sekä FCC että vetykrakkauslaite, jos halutaan saavuttaa korkea kevyiden tuotteiden tuotto ja tasapaino bensiinin ja dieselin välillä. Tällöin nämä kaksi yksikköä voivat olla hyvin toisiaan täydentäviä, jolloin FCC ottaa muuntamattoman syötteen vesikrakkaamosta ja vesikrakkaamo ottaa raskaammat krakkaustuotteet (LCO tai HCO) FCC:stä.
Jäännöskatalyyttinen krakkausyksikkö (RCC, resid catalytic cracker) on eräs FCC:n muunnos. Se on samanlainen yksikkö, joka tuottaa samanlaisen tuotevalikoiman ja -laadun, mutta se on suunniteltu käsittelemään syötteenä raskaampaa ilmakehän jäännöstä.
Miten se toimii
Lämmitetty syöttö sekoitetaan lämmitettyyn katalysaattoriin ja ruiskutetaan reaktoriin, jossa katalysaattori sekoittuu vapaasti syötteen kanssa nesteenä. Syötteen halkeillessa katalysaattoriin kerrostuu koksia, jolloin se vähitellen deaktivoituu. Säröytynyt tuote vedetään pois reaktorin yläosasta ja lähetetään jakotislaattoriin. Deaktivoitunut katalyytti imetään reaktorin pohjasta ja lähetetään regeneraattoriin, jossa koksi poltetaan pois syöttämällä lämpöä ja ilmaa. Puhdistettu (regeneroitu) katalyytti lähetetään sitten takaisin reaktoriin, ja sykli toistuu.
Katalyytti liikkuu reaktori- ja regeneraattoripiireissä sekunnissa erittäin suurilla nopeuksilla, joten monet katalyyttipiirin sisäpinnat on suojattava eroosiota vastaan keraamisilla pinnoitteilla. Regeneraattorissa syntyvä lämpö, joka syntyy katalysaattorista irtoavan koksin polttamisesta, tuottaa suurimman osan reaktorissa tapahtuviin erotusreaktioihin tarvittavasta lämmöstä, ja yksikön on oltava lämpötasapainossa reaktorin ja regeneraattorin välillä. Regeneraattorissa katalysaattorista poltettu koksi tuottaa hiilimonoksidin ja hiilidioksidin seosta sekä jonkin verran SOx:ää. Tämä kaasuvirta johdetaan hiilidioksidikattilan ja talteenottokaasukompressorin läpi energian talteenottamiseksi, minkä jälkeen se puhdistetaan katalysaattorin hienoaineksesta ja evakuoidaan ilmakehään, joten FCC on jalostamoiden merkittävä hiilidioksidipäästöjen aiheuttaja.
Syötteet
Syötteenä FCC:lle käytetään erilaisia raskaita kaasuöljyjä, jotka muutoin sekoitettaisiin jäännöspolttoöljyyn. Tyypillisiä syötteitä ovat:
- VGO – Tämä tyhjiötislausyksiköstä tuleva raskas leikkaus on tärkein syöttö FCC:lle. Usein se käsitellään kaasuöljyn vedynkäsittelyn kautta rikkipitoisuuden vähentämiseksi ennen sen syöttämistä FCC:lle
- Koksauskaasuöljy – Jalostamoissa, joissa on koksausyksikkö, tämä VGO:n raaka-aine kyseisestä yksiköstä on myös tärkeä syöttöaine FCC:lle
Tuotteet
FCC:llä tuotetaan erilaisia, enimmäkseen kevyempiä tuotteita, joista merkittävin on FCC-bensiini. Tyypillisiä tuotteita ovat:
- FCC-bensiini – Tämä on teollisuusbensiinivalikoiman materiaalia, jonka oktaaniluku ja höyrynpaine ovat lähellä valmiin bensiinin laatuvaatimuksia. Tämä on tyypillisesti suurin tuote, noin 50 % FCC:n tuotannosta
- Sykliöljyt – FCC:ssä tuotetaan dieselöljyluokan tuotetta, jota kutsutaan sykliöljyksi. Se on erittäin aromaattista ja usein rikkipitoista, mikä tekee siitä huonon dieselsekoitusaineen. Se sekoitetaan tyypillisesti heikompilaatuiseen dieselöljyyn, sitä käytetään polttoöljyn sekoituksessa leikkuriaineena tai se lähetetään hydrokrackeriin parannettavaksi
- FCC-liete – FCC:n raskain tuote on erittäin aromaattinen jäännösvirta, jossa on tyypillisesti korkea rikkipitoisuus. Tämä lähetetään polttoöljyn sekoitukseen, sitä käytetään syötteenä koksaukseen tai sitä käytetään erikoistuotteiden, kuten hiilimustan tai neulakoksin valmistukseen
- FCC-kaasu – FCC:n kevyet päät sisältävät sekä tyydyttyneitä että tyydyttymättömiä C3- ja C4-yhdisteitä. Tämä lähetetään tyypillisesti tyydyttymätöntä kaasua tuottavaan laitokseen, jossa komponentit erotetaan toisistaan. Butyleenit ja joskus propyleenit johdetaan alkylointiyksikköön, jos sellainen on olemassa. Kevyemmät kaasut (etaani ja metaani) lähetetään polttoainejärjestelmään
Teknologian lisenssinantajia ovat mm. seuraavat:
- KBR (Kellogg) – Orthoflow FCC-teknologia
- UOP – FCC- ja RFCC-teknologiat
- Axens/IFP – R2R RFCC-teknologia
- Shell Global Solutions – FCC-teknologia
- Foster Wheeler – FCC-teknologia