Också känd som: fluid catalytic cracker, cat cracker, cat unit, FCCU, CCU, Houdry
I raffinering är FCC den vanligaste enheten som används för att uppgradera tyngre destillationssnitt till lätta produkter. FCC tar VGO och liknande mellanströmmar och kraschar dem med hjälp av värme i närvaro av en katalysator. Den primära produkten är FCC-bensin, som används för blandning av bensinprodukter. FCC producerar dock även lättare produkter som används i alkyleringsenheten och tyngre produkter som kan blandas till diesel och restbrännolja.
FCC är särskilt värdefull i ett raffinaderi som försöker maximera produktionen av bensin i förhållande till restbrännolja. FCC ger en stor volym bensin av ganska god kvalitet (hög oktanhalt och lågt ångtryck). Däremot är volymen av diesel låg och av låg kvalitet (lågt cetan), eftersom den består av krackat material som tenderar att ha lågt cetan. På en marknad där diesel föredras framför bensin är en FCC i allmänhet mindre värdefull än en hydrokrackare.
För att uppnå ett högt utbyte av lätta produkter med en balans mellan bensin och diesel har ett raffinaderi ofta både en FCC och en hydrokrackare. I detta fall kan de två enheterna komplettera varandra i hög grad, där FCC tar den okonverterade matningen från hydrokrackaren och hydrokrackaren tar de tyngre krackade produkterna (LCO eller HCO) från FCC.
RCC (residual catalytic cracker) är en variant på FCC. Det är en liknande enhet som ger ett liknande produktsortiment och kvalitet, men den är utformad för att hantera tyngre atmosfäriska restprodukter som matning.
Hur den fungerar
Hett matningsmaterial blandas med en upphettad katalysator och sprutas in i en reaktor, där katalysatorn fritt blandas med matningsmaterialet som en vätska. När fodret krackas avlagras koks på katalysatorn, vilket gör att den gradvis inaktiveras. Den spruckna produkten dras av i toppen av reaktorn och skickas till en fraktioneringsanläggning. Den deaktiverade katalysatorn dras från botten av reaktorn och skickas till en regenerator, där koks bränns bort genom tillförsel av värme och luft. Den rengjorda (regenererade) katalysatorn skickas sedan tillbaka till reaktorn och cykeln upprepas.
Katalysatorn rör sig runt i reaktorns och regeneratorns kretsar på några sekunder med mycket hög hastighet, så många interna ytor på katalysatorkretsen måste skyddas mot erosion genom att ha keramiska beläggningar. Den värme som genereras i regeneratorn från förbränning av koks från katalysatorn står för större delen av den värme som krävs för de separationsreaktioner som äger rum i reaktorn, och enheten måste vara värmebalanserad mellan reaktor och regenerator. Koks som bränns av katalysatorn i regeneratorn ger upphov till en blandning av kolmonoxid och koldioxid samt en del SOx. Denna gasström passerar genom en CO-panna och en kompressor för återvinningsgas för att återvinna en del energi, och sedan renas den från katalysatorfina partiklar och evakueras ut i atmosfären, så FCC är en av de största utsläpparna av koldioxid från raffinaderier.
Inputs
Inmatningen till FCC består av en mängd olika tunga gasoljor som annars skulle ha blandats till restbrännolja. Typiska matningar är:
- VGO – Detta tunga snitt från vakuumdestillationsenheten är den viktigaste matningen till FCC. Ofta bearbetas den genom en gasolhydratiseringsanläggning för att minska svavelhalten innan den matas till FCC
- Cokergasolja – För raffinaderier med en coker är detta VGO-material från den enheten också en viktig råvara för FCC
Produkter
FCC producerar en rad mestadels lättare produkter, där den viktigaste är FCC-bensin. Typiska produkter är:
- FCC-bensin – Detta är ett material från naftaområdet med oktantal och ångtryck som ligger nära kvalitetsspecifikationerna för färdig bensin. Detta är vanligtvis den största produkten med cirka 50 % av FCC:s produktion
- Cykeloljor – FCC producerar en produkt från dieselsortimentet som kallas cykelolja. Denna är mycket aromatisk och har ofta en hög svavelhalt, vilket gör den till en dålig dieselblandning. Den blandas vanligen till diesel av lägre kvalitet, används som en kutter i brännoljeblandningar eller skickas till hydrokrackningsanläggningen för uppgradering
- FCC-slurry – Den tyngsta produkten från FCC är en högaromatisk restström, vanligen med hög svavelhalt. Den skickas till brännoljeblandning, används som foder till kokeriet eller används för att tillverka specialprodukter som kimrök eller nålkoks
- FCC-gas – De lätta slutprodukterna från FCC omfattar både mättade och omättade C3- och C4-ämnen. Detta skickas vanligtvis till en anläggning för omättad gas där komponenterna separeras. Butylenerna och ibland propylenerna leds till alkyleringsenheten, om det finns en sådan. Lättare gaser (etan och metan) skickas till bränslesystemet
Tekniklicensgivare är bland annat:
- KBR (Kellogg) – Orthoflow FCC-teknik
- UOP – FCC- och RFCC-teknik
- Axens/IFP – R2R RFCC-teknik
- Shell Global Solutions – FCC-teknik
- Foster Wheeler – FCC-teknik