Význam a základy katalytického krakování

Katalytické krakování se provádí obvykle jako fluidní katalytické krakování (FCC), méně často v rektorech se sesuvným ložem. Katalytické krakování poskytuje velké výtěžky benzinu (až 50 % hm.), který má navíc dobré oktanové číslo. Kapacitně patří katalytické krakování k nejrozšířenějším procesům v rafinérském průmyslu, jeho celková kapacita byla v roce 2002 cca 750 Mt/rok. Při štěpení vakuových destilátů je fluidní katalytické krakování dominantním procesem.

Při katalytickém krakování se surovina štěpí při teplotě 500 - 550 °C za tlaku cca 0,3 MPa na kyselých katalyzátorech. Základ krakovacích katalyzátorů tvoří amorfní hlinitokřemičitany (aluminosilikáty), na které jsou navázány zeolity (krystalické) alumosilikáty. Amorfní katalyzátory jsou levnější a mají větší odolnost vůči oděru než zeolity. Zeolitové katalyzátory mají ve srovnání s amorfními syntetickými hlinitokřemičitany větší krakovací aktivitu. Zeolity tvoří obvykle 20 - 35 % katalyzátoru, ale odpovídají za 70 - 80 % jeho krakovací aktivity.

Hlavní surovinou pro katalytické krakování jsou primární vakuové destiláty obsahující jen stopová množství (max. jednotky mg/kg) kovů, někdy se krakují i deasfaltizáty. Dalšími surovinami jsou recyklační oleje z katalytického a termického krakování, které jsou podstatně aromatičtější a odolnější vůči krakování než primární destiláty, proto jsou náchylnější k tvorbě koksu. Někdy se suroviny pro katalytické krakování podrobují hydrogenační rafinaci nebo mírnému hydrokrakování, aby se snížil obsah heteroatomů (síra, dusík) a případně i polycyklických aromátů (převedou se na monocyklické). Tímto způsobem upravené suroviny pak při katalytickém krakování poskytují kvalitnější produkty s menším obsahem síry. Katalytické krakování se používá také pro štěpení vakuových destilátů a zbytků z katalytického hydrokrakování ropných zbytků.

Fluidní krakování se používá také při štěpení těžších surovin, např. mazutů nebo jejich směsí s vakuovými destiláty (Residual Fluid Catalytic Cracking - RFCC). Tyto suroviny obsahují více vysoce aromatických heterosloučenin (např. asfaltenů) a kovů (vanad, nikl). Při jejich štěpení se proto tvoří více koksu, který se usazuje na katalyzátoru. Při regeneraci katalyzátoru, která se provádí postupným spalováním koksu, se proto uvolňuje větší množství tepla, které se musí z procesu RFCC odvádět, např. v chladičích katalyzátoru. Při regeneraci se neodstraní kovy, které se na katalyzátoru usadily, proto se musí vyměňovat větší množství katalyzátoru než při FCC vakuových destilátů. Jednotky FCC se mohou provozovat na maximální výtěžek frakcí použitelných při výrobě pohonných hmot, benzinu nebo C3 a C4 uhlovodíků. Se stoupající ostrostí reakčních podmínek roste výtěžek lehčích frakcí a koksu.

Typické výtěžky (% hm.) jednotlivých frakcí v různých modech FCC
Typické výtěžky (% hm.) jednotlivých frakcí v různých modech FCC

Frakce C3 - C4 uhlovodíků je cenná jak z hlediska palivářského, tak petrochemického. Obsahuje velké množství alkenů, používá se jako surovina pro katalytickou alkylaci nebo polymeraci, kterými se z nich vyrábějí kvalitní vysokooktanové složky automobilových benzinů. Současně také rozšiřuje zdroje základních alkenických surovin využívaných v petrochemii. Izobuten obsažený v této frakci se spolu s metanolem používá na výrobu éterů (MTBE, ETBE), které se přidávají do automobilových benzinů.

Benziny jsou nejdůležitějším produktem katalytického krakování, jsou nenasycené, mají velké oktanové číslo (90 - 93 jednotek výzkumnou metodou). Obsah síry v benzinech závisí na obsahu síry v surovině, lehké benziny se obvykle rafinují pomocí slazení, střední a těžké benziny se odsiřují selektivní nebo neselektivní hydrorafinací.

Plynové oleje jsou velmi aromatické (obsahují 50 - 70 % aromátů), v důsledku čehož mají malé cetanové číslo (20 - 30) a velkou hustotu (až 950 kg/m3). Při krakování sirných surovin mají velký obsah síry. Používají se hlavně jako topné oleje a jako složka do motorových naft. Přímé použití neupravených plynových olejů do motorových naft je omezené jejich nepříznivými vlastnostmi, proto se většinou musí podrobit desulfuraci a často i částečné dearomatizaci.

Kontakty


fiogf49gjkf0d
Vysoká škola
chemicko-technologická
Technická 5
166 28 Praha 6 - Dejvice

Ústav technologie ropy a alternativních paliv
Ing. Daniel Maxa, Ph.D.
daniel.maxa@vscht.cz
Odborný garant

fiogf49gjkf0d
Odborným garantem tohoto portálu je Česká národní rada světové rady pro ropu (WPC). Česká národní rada reprezentuje Českou republiku ve Světové radě pro ropu.

WPC


Světová rada pro ropu (World Petroleum Council – WPC) je mezinárodní nevládní organizace, jejíž cílem je prosazování využití vědeckého pokroku, přenosu technologií a posuzování ekonomických, finančních, environmentálních a sociálních vlivů na využívání ropy. Více informací...

Odběr novinek


Přihlásit k odběru novinek
Partner projektu

Česká asociacepetrolejářského průmyslua obchodu

Česká asociace
petrolejářského průmyslu
a obchodu

fiogf49gjkf0d
Česká asociace petrolejářského průmyslu a obchodu (ČAPPO) je dobrovolným zájmovým sdružením petrolejářských společností, které trvale provozují na území České republiky tyto činnosti: • zpracování ropy • dovoz ropy a ropných výrobků • export výrobků z českých rafinérií • tuzemský velkoobchod s ropou a ropnými výrobky • provozování sítě čerpacích stanic pohonných hmot. Více informací...