Anche conosciuto come: fluid catalytic cracker, cat cracker, cat unit, FCCU, CCU, Houdry
Nella raffinazione, l’FCC è l’unità più comunemente usata per aggiornare i tagli di distillazione più pesanti in prodotti leggeri. La FCC prende il VGO e simili flussi intermedi e li rompe usando il calore in presenza di un catalizzatore. Il prodotto primario è la benzina FCC, che viene usata nella miscelazione di prodotti a base di benzina. Tuttavia, la FCC produce anche prodotti più leggeri che alimentano l’unità di alchilazione e prodotti più pesanti che possono essere miscelati nel diesel e nell’olio combustibile residuo.
La FCC è particolarmente preziosa in una raffineria che sta cercando di massimizzare la produzione di benzina sull’olio combustibile residuo. La FCC produce un alto volume di benzina di qualità abbastanza buona (alto numero di ottani e bassa pressione di vapore). Tuttavia, il suo rendimento in volume di diesel è basso e di bassa qualità (basso cetano), poiché è composto da materiale crackizzato che tende ad avere un basso cetano. In un mercato in cui il diesel è preferito alla benzina, un FCC è generalmente meno prezioso di un idrocracker.
Spesso, per ottenere un’alta resa di prodotti leggeri con un equilibrio tra benzina e diesel, una raffineria avrà sia un FCC che un idrocracker. In questo caso, le due unità possono essere altamente complementari, con l’FCC che prende l’alimentazione non convertita dall’idrocracker e l’idrocracker che prende i prodotti crackizzati più pesanti (LCO o HCO) dall’FCC.
L’RCC (resid catalytic cracker) è una variante dell’FCC. È un’unità simile che produce una gamma e una qualità di prodotti simili, ma è progettata per gestire residui atmosferici più pesanti come alimentazione.
Come funziona
L’alimentazione riscaldata è mescolata con un catalizzatore riscaldato e iniettata in un reattore, dove il catalizzatore si mescola liberamente con l’alimentazione come un fluido. Man mano che l’alimentazione si incrina, il coke si deposita sul catalizzatore, causandone la graduale disattivazione. Il prodotto spaccato viene estratto nella parte superiore del reattore e viene inviato a un frazionatore. Il catalizzatore disattivato viene estratto dalla parte inferiore del reattore e viene inviato a un rigeneratore, dove il coke viene bruciato iniettando calore e aria. Il catalizzatore pulito (rigenerato) viene poi rimandato al reattore, e il ciclo si ripete.
Il catalizzatore si muove nei circuiti del reattore e del rigeneratore in pochi secondi a velocità molto elevate, quindi molte superfici interne del circuito del catalizzatore devono essere protette dall’erosione con rivestimenti in ceramica. Il calore generato nel rigeneratore dalla combustione del coke dal catalizzatore fornisce la maggior parte del calore necessario per le reazioni di separazione che avvengono nel reattore, e l’unità deve essere bilanciata termicamente tra il reattore e il rigeneratore. Il coke bruciato dal catalizzatore nel rigeneratore crea una miscela di monossido di carbonio e biossido di carbonio più un po’ di SOx. Questo flusso di gas viene fatto passare attraverso una caldaia a CO e un compressore di gas di recupero per recuperare un po’ di energia, poi viene pulito dai residui del catalizzatore ed evacuato nell’atmosfera, quindi l’FCC è uno dei principali emettitori di CO2 delle raffinerie.
Ingressi
L’alimentazione dell’FCC è una varietà di gasoli pesanti che altrimenti verrebbero miscelati in olio combustibile residuo. Le alimentazioni tipiche includono:
- VGO – Questo taglio pesante dall’unità di distillazione sotto vuoto è la principale alimentazione dell’FCC. Spesso sarà elaborato attraverso un idrotrattamento del gasolio per ridurre il suo contenuto di zolfo prima di essere alimentato alla FCC
- Gasolio da coker – Per le raffinerie con un coker, questo materiale della gamma VGO da quell’unità è anche una materia prima importante per la FCC
Prodotti
La FCC produce una gamma di prodotti principalmente più leggeri, con il più significativo essendo la benzina FCC. I prodotti tipici sono:
- Benzina FCC – Questo è un materiale della gamma nafta con ottano e pressione di vapore vicino alle specifiche di qualità per la benzina finita. Questo è tipicamente il più grande prodotto a circa il 50% della produzione FCC
- Oli da ciclo – L’FCC produce un prodotto della gamma diesel chiamato olio da ciclo. Questo è altamente aromatico e spesso ad alto contenuto di zolfo, il che lo rende una povera materia prima per diesel. È tipicamente mescolato in un diesel di qualità inferiore, usato come materiale di taglio nella miscelazione dell’olio combustibile, o inviato all’idrocracker per l’aggiornamento
- Liquido FCC – Il prodotto più pesante dall’FCC è un flusso residuo altamente aromatico, tipicamente con alto contenuto di zolfo. Questo è inviato per la miscelazione dell’olio combustibile, usato come alimentazione per il coker, o usato per fare prodotti speciali come il nerofumo o il needle coke
- Gas FCC – Le estremità leggere dal FCC includono sia C3s saturi che insaturi e C4s. Questo è tipicamente inviato a un impianto di gas insaturo dove i componenti sono separati. I butileni e a volte i propileni sono alimentati all’unità di alchilazione, se ce n’è una. I gas più leggeri (etano e metano) sono inviati al sistema di alimentazione
I licenziatari della tecnologia includono:
- KBR (Kellogg) – tecnologia Orthoflow FCC
- UOP – tecnologie FCC e RFCC
- Axens/IFP – tecnologia R2R RFCC
- Shell Global Solutions – tecnologia FCC
- Foster Wheeler – tecnologia FCC