روش تولید بنزین در پالایشگاه آبادان کراکینگ کاتالیزی

کراکینگ کاتالیستی مهمترین و رایج ترین فرآیند پالایشگاهی برای تبدیل نفت خام های سنگین به مواد پر ارزشتری مانند بنزین و محصولات سبکتر است. در آغاز، کراکینگ به کمک گرما انجام می شد ولی فرآیند کاتالیستی بدلیل تولید مقدار بیشتر بنزین با عدد اکتان بالاتر و مقدار کمتری نفت کوره ی سنگین و گازهای سبک، تقریبا به طور کامل جایگزین کراکینگ گرمایی شده است. گازهای سبکی که در کراکینگ کاتالیستی تولید می شوند، در مقایسه با کراکینگ گرمایی محتوی اولفینهای بیشتری هستند.

فرآیند کراکینگ، تولید کربن (کک) می کند که روی ذرات کاتالیست زئولیت باقی می ماند و به سرعت، فعالیت آن را تقلیل می دهد. بمنظور حفظ فعالیت کاتالیست در سطح مورد نیاز باید کاتالیست را از طریق سوزاندن این کک با هوا بازیابی کرد. بنابراین کاتالیست بطور مداوم بین واکنشگاه و بازیاب در حرکت است (شکل زیر). واکنش کراکینگ، گرماگیر و واکنش بازیابی گرمازاست.

طرحی از یک واحد FCC

متوسط دماهای واکنشگاه بین Cº 480-540 و دماهای نفت ورودی بین Cº 260-425 ، و دماهای خروج از بازیاب Cº 815-650 می باشد. فرآیندهای کراکینگ کاتالیستی امروزی را می توان در دو گروه: واحدهای متحرک بستر و واحدهای سیال بستر، طبقه بندی کرد. در هر دو گروه تغییراتی طبق نظر طراح و یا سازنده صورت می گیرد ولی عملیات پایه در دو گروه بسیار شبیه یکدیگر است. فرآیند کراکینگ ترمافور (TCC) نمونه ای از واحدهای بستر متحرک، و کراکینگ کاتالیستی سیال بستر (FCC) نمونه ای از واحدهای مجهز به بستر سیال است. امروزه تعداد بسیار معدودی از واحدهای TCC در حال کار هستند، در حالی که واحدهای FCC بسیار رایج شده اند.

جریانهای فرآیندی واکنش در همه انواع واحدها مشابه هستند. خوراک نفت کوره (مازوت) داغ با کاتالیست داغ خروجی از فعال کننده در خط بالابرنده خوراک یا در واکنشگاه تماس حاصل می کند. با پیشرفت واکنش کراکینگ، فعالیت کاتالیست بدلیل پیدایش کک در سطح آن به سرعت فروکش می کند. کاتالیست و هیدروکربن به روش مکانیکی از هم جدا می شوند و نفت باقیمانده بر روی کاتالیست، پیش از ورود به بازیاب به وسیله بخار آب جدا می شود. بخار نفت از قسمت بالا گرفته می شود و به برج تقطیر جز به جز ارسال می گردد تا در آنجا به جریانهایی با گستره ی جوش مورد نظر تفکیک شود.

کاتالیست مصرف شده وارد بازیاب می شود و با سوخته شدن رسوب کک به کمک هوا، دوباره فعالیت خود را باز می یابد. دمای بازیاب به دقت تنظیم می شود تا در عین حال که مقدار کربن مورد نظر سوزانده می شود، از افزایش زیاد دما که منجر به کاهش فعالیت کاتالیست می شود احتراز گردد. گازهای خروجی در جداکننده های سیکلونی و رسوب دهندگان الکتروستاتیکی از ذرات کاتالیست تفکیک می شوند. در برخی از واحدها، پیش از تماس کاتالیست با نفت ورودی، اکسیژن جذب سطحی شده توسط کاتالیست، به هنگام خروج از بازیاب توسط جریان بخار آب از آن جدا می شود.