Жидкий каталитический крекинг
-
Жидкостный каталитический крекинг (FCC)
- Процесс конверсии углеводородных фракций нефти в бензин, алкеновые газы и другие нефтепродукты
- Заменяет термический крекинг, обеспечивая более высокое октановое число бензина и ценные алкены
-
Исходное сырье и процесс
- Исходное сырье: тяжелый газойль (HGO) с температурой кипения 340 °C и выше
- Процесс: нагрев HGO до высокой температуры и умеренного давления, контакт с горячим катализатором
-
Экономика и распространение
- Устраняет дисбаланс между спросом на бензин и избытком тяжелых продуктов
- В 2006 году установки FCC работали на 400 заводах, перерабатывая около трети сырой нефти
- В США более распространен, чем в Европе, на Ближнем Востоке и в Африке
-
Технологическая схема и описание процесса
- Современные установки работают 24/7, с перерывами для обслуживания
- Существуют две конфигурации: «штабелированная» и «бок о бок»
- Основные разработчики: ExxonMobil, Shell, UOP, Kellogg Brown & Root
-
Реактор и регенератор
- Реактор: смешивание сырья с катализатором, реакции крекинга, отделение продуктов
- Регенератор: сжигание кокса, регенерация катализатора, удаление дымовых газов
-
Основная колонна и продукты
- Пары продуктов реакции перегоняются в нафту, топливо и отходящий газ
- Отходящий газ разделяется на бутаны, пропан, водород и другие газы
- Шламовое масло возвращается в основной ректификатор или используется в других частях завода
-
Дымовые газы регенератора
- Сжигание кокса может быть полным или неполным
- Дымовые газы проходят через вторичный каталитический сепаратор для удаления твердых частиц
- Расширение дымовых газов обеспечивает энергию для компрессора воздуха и турбодетандера
-
Расширение дымовых газов и его использование
- Расширение дымовых газов обеспечивает дополнительную мощность для воздушного компрессора.
- Избыточная мощность преобразуется в электроэнергию и подается в электрическую систему завода.
- Дымовые газы проходят через парогенерирующий котел для получения пара.
- Электрофильтр удаляет твердые частицы из дымовых газов.
-
Механизм и продукты каталитического крекинга
- Крупные углеводороды расщепляются на карбокатионы.
- Образуются более мелкие алканы, алкены и циклоалканы.
- Циклоалканы превращаются в ароматические соединения.
- Образуется углерод, осаждающийся на катализаторе.
-
Катализаторы
- Установки FCC постоянно удаляют и заменяют катализатор.
- Современные катализаторы состоят из цеолита, матрицы, связующего и наполнителя.
- Основные поставщики катализаторов: Albemarle Corporation, W.R. Grace и BASF.
-
История каталитического крекинга
- Первое коммерческое применение в 1915 году.
- В 1922 году Гудри и Прюдомм начали разработку процесса.
- В 1933 году Socony-Vacuum Oil Company запустила первую установку Houdry.
- В 1941 году введен в эксплуатацию процесс TCC.
- В 1950 году введена в эксплуатацию первая установка air-lift TCC.
-
История псевдоожиженного катализатора
- Гиллиленд из MIT предположил, что низкоскоростной поток газа может «приподнимать» порошок, делая его текучим.
- Дональд Кэмпбелл, Гомер Мартин, Эгер Мерфри и Чарльз Тайсон разработали первую установку псевдоожиженного каталитического крекинга.
-
Патент и экспериментальный завод
- Их патент описывает способ и устройство для контактирования твердых тел и газов.
- Компания «Келлогг Компани» построила экспериментальный завод в Батон-Руже в 1940 году.
-
Коммерческая установка Model I FCC
- Первая коммерческая установка Model I FCC начала работу в 1942 году.
- В июле 1942 года она перерабатывала 17 000 баррелей нефти в день.
- В 1963 году установка была остановлена и демонтирована.
-
Эволюция и современные установки
- За десятилетия были выведены из эксплуатации стационарные и передвижные кровати Houdry.
- Появились сотни систем FCC, но современные установки по сути такие же, как Model I.
- Современные установки FCC имеют улучшенные конструкции и катализаторы.