Mục đích của phân xưởng
Quá trình cracking xúc tác hoạt động với các phân tử hydrocacbon nặng nằm trong khoảng sôi trên khoảng 350°C. Nó phá vỡ chúng thành các hydrocacbon có trọng lượng
phân tử thấp hơn, chủ yếu bao gồm xăng cắt từ C5+ đến 200 hoặc 220°C, ở áp suất thấp
trên chất xúc tác axit ở nhiệt độ khoảng 500°C. Ngày nay, đây là quy trình chuyển đổi tinh chế hàng đầu về số tấn nguyên liệu được chế biến và lượng chất xúc tác được sử dụng.
Nguyên liệu và sản phẩm
Nguồn cấp nguyên liệu điển hình đi vào FCC là sản phẩm chưng cất chân không (VCO hoặc Gasoil chân không), có điểm sôi đầu tiên là 350-380°C và điểm cuối khoảng 550-560°C. Tuy nhiên, nhà tinh chế rất thường thêm các nguyên liệu khác có trọng lượng phân tử tương đương nâng cấp từ các đơn vị chuyển đổi khác nhau. Kể từ đầu những năm 80, xu hướng hướng tới nguyên liệu nặng hơn bằng cách bổ sung các lượng khác nhau
(10 đến 50% nói chung) dư lượng khí quyển (AR) 350+ hoặc 380oC +.
Có thể thu được rất nhiều loại sản phẩm, từ khí nhẹ (C4-) đến các phân đoạn rất
nặng (HCO: 350-550°C, Slurry 550°C +) và thậm chí cả coke. Thông thường, sản phẩm có giá trị cao nhất là xăng với một năng suất trung bình khoảng 50% trọng lượng liên quan đến nguyên liệu.
Nguyên lý hoạt động của phân xưởng
Dù là công nghệ nào, nó về cơ bản được tạo thành từ một lò phản ứng và một bộ tái sinh. Do vận tốc bề mặt của không khí trong bộ tái sinh hoặc của hơi nước trong vùng stripping của lò phản ứng, chất xúc tác tan ra và tạo thành một pha đậm đặc được phân tách rõ ràng khỏi pha loãng bao gồm phần trên trong cả hai bình. Bằng cách này, các cấp độ được thiết lập và có thể được kiểm soát. Chất xúc tác được giữ ở trạng thái sôi và tuần hoàn liên tục giống như chất lỏng giữa thiết bị phản ứng và thiết bị tái sinh. Quá trình tầng sôi được đặc trưng bởi động lực hoạt động rất nhanh. Thông thường, chất xúc tác chạy một chu trình hoàn chỉnh trong vòng chưa đầy 15 phút, tức là phản ứng, tách các sản phẩm phản ứng khỏi chất xúc tác, tách chất xúc tác và tái sinh.
Nguyên tắc hoạt động cơ bản của FCC dựa trên sự cân bằng nhiệt đạt được liên tục giữa lò phản ứng và thiết bị tái sinh. Tuần hoàn chất xúc tác là véc tơ năng lượng, nó cung cấp năng lượng cần thiết để hóa hơi nguyên liệu trong lò phản ứng và để xảy ra phản ứng cracking thu nhiệt. Năng lượng đến từ bộ tái sinh trong đó than coke, một sản phẩm phụ của phản ứng cracking, bị đốt cháy. Than coke được đặt trên chất xúc tác trong lò phản ứng và vô hiệu hóa nó, vì vậy khi chất xúc tác đã qua sử dụng đến từ lò phản ứng hoạt động của nó phải được phục hồi bằng cách loại bỏ than coke.
Nhóm 7 – Conson Storm Refinery 63
Sự cân bằng nhiệt phụ thuộc vào các đặc tính của nguyên liệu được chế biến. Đối với nguyên liệu có Conradson carbon thấp, chẳng hạn như sản phẩm chưng cất chân không, năng suất than coke quá thấp để đáp ứng nhu cầu của đơn vị. Năng lượng phải được cung cấp cho hệ thống bằng bộ gia nhiệt sơ bộ cấp liệu. Đối với nguyên liệu có chứa tỷ lệ cặn ít hơn hoặc lớn hơn, năng lượng có sẵn từ quá trình đốt than coke có thể là quá mức và nhiệt sẽ phải được xuất ra để quá trình có thể hoạt động được.
Lượng chất xúc tác trong tuần hoàn kiểm soát mức độ nghiêm trọng của phản ứng và lần lượt chuyển đổi đối với một nguồn cấp nguyên liệu nhất định. Do đó, điều tối thiểu quan trọng là duy trì cân bằng giữa quá trình cháy và cân bằng nhiệt của phản ứng. Sự cân bằng này xác định động học hóa học của phản ứng chuyển hóa xảy ra trong lò phản ứng.