Fluidní katalytické krakování

Při fluidním katalytickém krakování (FCC) se surovina předehřeje v sérii výměníků teplem produktů z frakční kolony (nejsou zakresleny ve schématu), smísí se s těžkým cirkulačním olejem a vede se do stoupačkové části reaktoru, kde se stýká s horkým regenerovaným katalyzátorem. Ve stoupačce proběhne při krátké době styku většina krakovacích reakcí, takže vlastní reaktorové těleso slouží pouze k dokončení průběhu nejpomalejších reakcí a k oddělení katalyzátoru od produktů.

Typické schéma fluidního katalytického krakování
(1 - reaktor, 2 - striper, 3 - regenerátor, 4 - stoupačka, 5 - cyklony,
6 - komprese vzduchu, 7 - expanze spalin, 8 - kotel na výrobu páry, 9 - frakční kolona)

Oddělení reakčních produktů od katalyzátoru se napomáhá stripováním vodní parou, která se přivádí na dno reaktoru. Pára zároveň slouží jako fluidizační médium, tj. udržuje katalyzátor ve fluidní vrstvě. Páry reakčních produktů jsou vedeny přes cyklony, ve kterých se oddělí stržený katalyzátor, do frakční kolony.

Deaktivovaný katalyzátor se odvádí spodem reaktoru do regenerátoru, ve kterém dochází řízenou oxidací ve fluidní vrstvě ke spalování koksu usazeného na katalyzátoru buď na směs CO a CO2 nebo jen na CO2. Při spalování koksu dochází k zahřátí katalyzátoru na teplotu 650 - 800 °C. Spalovací plyn, kterým je většinou vzduch, se přivádí pod dno regenerátoru, které je opatřeno řadou trysek, které rozdělují fluidizační medium rovnoměrně po celé ploše. Zregenerovaný katalyzátor se vede na spodek stoupačky, kde se mísí s předehřátou surovinou.

Spaliny z regenerátoru postupují vzhůru do série cyklónů, kde se stržený katalyzátor odlučuje a padá spojkou zpět do regenerátoru. Zbytky katalyzátoru jsou odstraňovány v dalších cyklonech a elektrostatických odlučovačích. Katalyzátoru zbavené horké plyny jsou vedeny do kotle na spalování zbytkového CO a do kotle na výrobu páry a případně i elektrické energie. Teplota v regenerátoru se udržuje na požadované hodnotě množstvím přiváděného vzduchu tak, aby nedocházelo k deaktivaci katalyzátoru v důsledku jeho přehřátí.

Reakční produkty se většinou dělí na plynné uhlovodíky, lehký benzin, těžký benzin, plynový olej a těžký cirkulační olej. Těžký cirkulační olej se z větší části recirkuluje, někdy po hydrogenaci, aby se nasytily zejména těžko štěpitelné polycyklické aromáty.

Typické pracovní podmínky v reaktoru a regenerátoru FCC

Jednotka FCC je provozována od roku 2001 také v rafinérii v Kralupech nad Vltavou. Tato jednotka má kapacitu 3800 t suroviny za den, surovinou je směs mazutu, vakuového plynového oleje a vakuových destilátů z parafinických rop zpracovávaných v této rafinérii. Úhrnná hodnota investice, která zahrnovala výstavbu vakuové destilace mazutu (příprava suroviny), výstavbu vlastní jednotky FCC, frakcionaci produktů, výstavbu nebo úpravu navazujících a souvisejících technologií (rafinace produktů, dělení plynů atd.), byla téměř 8 miliard Kč. Jednotka umožnila této rafinérii zvýšit produkci světlých produktů z cca 1,3 Mt na 2,0 Mt a zároveň snížit produkci topných olejů z cca 1,0 Mt na 0,3 Mt.