Aussi connu sous le nom de : craqueur catalytique fluide, cat cracker, cat unit, FCCU, CCU, Houdry
Dans le raffinage, le FCC est l’unité la plus courante utilisée pour valoriser les coupes de distillation plus lourdes en produits légers. Le FCC prend du VGO et des flux intermédiaires similaires et les craque en utilisant la chaleur en présence d’un catalyseur. Le produit principal est l’essence FCC, qui est utilisée dans le mélange de produits d’essence. Cependant, le FCC produit également des produits plus légers qui alimentent l’unité d’alkylation et des produits plus lourds qui peuvent être mélangés au diesel et au mazout résiduel.
Le FCC est particulièrement précieux dans une raffinerie qui essaie de maximiser la production d’essence par rapport au mazout résiduel. Le FCC donne un volume élevé d’essence d’assez bonne qualité (octane élevé et faible pression de vapeur). Cependant, le volume de diesel qu’il produit est faible et de mauvaise qualité (faible cétane), car il est composé de matières craquées qui ont tendance à avoir un faible cétane. Dans un marché où le diesel est préféré à l’essence, un FCC a généralement moins de valeur qu’un hydrocraqueur.
Souvent, pour obtenir un rendement élevé de produits légers avec un équilibre entre l’essence et le diesel, une raffinerie aura à la fois un FCC et un hydrocraqueur. Dans ce cas, les deux unités peuvent être très complémentaires, le FCC prenant la charge non convertie de l’hydrocraqueur et l’hydrocraqueur prenant les produits craqués plus lourds (LCO ou HCO) du FCC.
Le RCC (resid catalytic cracker) est une variante du FCC. C’est une unité similaire donnant une gamme et une qualité de produits similaires, mais elle est conçue pour traiter des résidus atmosphériques plus lourds comme alimentation.
Comment cela fonctionne
L’alimentation chauffée est mélangée à un catalyseur chauffé et injectée dans un réacteur, où le catalyseur se mélange librement avec l’alimentation sous forme de fluide. Au fur et à mesure que la charge est craquée, du coke se dépose sur le catalyseur, ce qui entraîne sa désactivation progressive. Le produit craqué est extrait en haut du réacteur et est envoyé dans un fractionneur. Le catalyseur désactivé est extrait par le bas du réacteur et envoyé dans un régénérateur, où le coke est brûlé par injection de chaleur et d’air. Le catalyseur nettoyé (régénéré) est ensuite renvoyé dans le réacteur, et le cycle se répète.
Le catalyseur se déplace dans les circuits du réacteur et du régénérateur en quelques secondes à des vitesses très élevées, de sorte que de nombreuses surfaces internes sur le circuit du catalyseur doivent être protégées contre l’érosion en ayant des revêtements en céramique. La chaleur générée dans le régénérateur par la combustion du coke du catalyseur fournit la majorité de la chaleur nécessaire aux réactions de séparation qui ont lieu dans le réacteur, et l’unité doit être équilibrée en chaleur entre le réacteur et le régénérateur. Le coke brûlé du catalyseur dans le régénérateur crée un mélange de monoxyde de carbone et de dioxyde de carbone, ainsi que des SOx. Ce flux gazeux passe par une chaudière à CO et un compresseur de gaz de récupération pour récupérer une partie de l’énergie, puis il est nettoyé des fines de catalyseur et évacué dans l’atmosphère, de sorte que le FCC est un émetteur majeur de CO2 des raffineries.
Intrants
L’alimentation du FCC est une variété de gasoils lourds qui seraient autrement mélangés au fioul résiduel. Les alimentations typiques comprennent :
- VGO – Cette coupe lourde provenant de l’unité de distillation sous vide est la principale alimentation du FCC. Souvent, il sera traité par un hydrotraiteur de gasoil pour réduire sa teneur en soufre avant d’être alimenté dans le FCC
- Gasoil de cokéfaction – Pour les raffineries avec une cokéfaction, cette matière de gamme VGO de cette unité est également une charge d’alimentation majeure pour le FCC
Produits
Le FCC produit une gamme de produits principalement plus légers, le plus important étant l’essence FCC. Les produits typiques sont :
- Essence FCC – Il s’agit d’une matière de la gamme des naphtas dont l’octane et la pression de vapeur sont proches des spécifications de qualité de l’essence finie. Il s’agit généralement du produit le plus important, soit environ 50 % de la production du FCC
- Huiles de cycle – Le FCC produit un produit de la gamme diesel appelé huile de cycle. Ce produit est très aromatique et souvent riche en soufre, ce qui en fait un mauvais mélange de diesel. Il est généralement mélangé à du diesel de qualité inférieure, utilisé comme stock de coupe dans le mélange de mazout, ou envoyé à l’hydrocraqueur pour être amélioré
- Boue du FCC – Le produit le plus lourd du FCC est un flux de résidus hautement aromatiques, généralement à haute teneur en soufre. Il est envoyé pour le mélange de mazout, utilisé comme alimentation pour le cokeur, ou utilisé pour fabriquer des produits spécialisés tels que le noir de carbone ou le coke en aiguille
- Gaz du FCC – Les extrémités légères du FCC comprennent les C3 et C4 saturés et insaturés. Ce gaz est généralement envoyé à une usine de gaz insaturé où les composants sont séparés. Les butylènes et parfois les propylènes sont envoyés vers l’unité d’alkylation s’il y en a une. Les gaz plus légers (éthane et méthane) sont envoyés vers le système de carburant
Les concédants de licence de technologie comprennent :
- KBR (Kellogg) – Technologie FCC Orthoflow
- UOP – Technologies FCC et RFCC
- Axens/IFP – Technologie RFCC R2R
- Shell Global Solutions – Technologie FCC
- Foster Wheeler – Technologie FCC
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