TORRE DE FRACIONAMENTO PRINCIPAL
A torre de fracionamento principal existe para desaquecer e condensar produtos provenientes dos vapores do reator. Esses vapores aquecidos chegam à torre pela sua base, e o fracionamento se dá pela condensação e posterior revaporização dos hidrocarbonetos enquanto o vapor sobe pela torre.
A torre de FCC assemelha-se à coluna de fracionamento do petróleo. Há ressalvas, entretanto: primeiramente, os vapores do reator devem ser resfriados antes do processo de fracionamento ser iniciado, e, junto da gasolina não estabilizada, grandes quantidades de gases chegam ao topo da torre de FCC para separação posterior.
O fundo da torre serve como uma área de transferência de calor, sendo dotado de diversos dispositivos para fomentar o contato entre vapores e líquidos. É lá que o vapor vindo do reator é desaquecido e resfriado graças a fluxos de bombeamento, que também acabam por lavar catalisadores refinados junto dos vapores. A temperatura beira os 360°C nessa região inferior da torre.
O calor recuperado do fundo da torre pode ser reaproveitado, tanto destinado ao pré-aquecimento do petróleo que passará pelo fracionamento, quanto para gerar vapor d'água, dentre outros.
Slurry oil, clarified oil ou decant oil (DO) são nomes usuais em inglês para os produtos mais pesados do fundo da torre de FCC, podendo ser livremente traduzidos como "petróleo de cimento pastoso". O destino do DO pode ser a produção de óleo combustível (No. 6 fuel oil) ou, caso seja de alta qualidade, a fabricação de negro de fumo.
Nas refinarias modernas, o excesso de catalisador na torre de fracionamento de FCC é mitigado graças a medidas como o aperfeiçoamento nas propriedades físicas dos catalisadores e nos ciclones dos reatores. A maioria das refinarias não possuem separadores, e, do tanque de armazenamento do DO são retirados os restos de catalisador que gradativamente amontoam.
Há três outros possíveis destinos para o petróleo que passa pelo FCC: HCO (do inglês óleo denso de reciclo), LCO (óleo leve de reciclo) e nafta pesada (heavy naphta), que saem separados no craqueamento. Todos são usados como fluxo de bombeamento na torre. Aqui, o foco maior fica na nafta, já que pode ser usada para mistura à gasolina.
De qualquer forma, o HCO é, às vezes, usado como reciclador para o riser, mas raramente como produto. Já o LCO pode ser usado como óleo de absorção na planta de gás; usualmente, é o único que já deixa a unidade como produto, retirado da torre de fracionamento e tratado para remoção de enxofre. É comumente adicionado ao óleo de aquecimento ou ao diesel.
Por sua vez, a nafta pesada pode, também, ser usada como óleo de absorção, além de se lançar mão dela na produção de gasolina. Ela e o HCO são destinados à remoção de calor do fracionador, gerando vapor, de forma que o calor removido é ajustado para distribuir vapor pela coluna e fomentar o refluxo interno necessário.
Gasolina não estável e gases leves ultrapassam a coluna e a deixam na forma de vapor, o qual é resfriado e condensado no topo da torre de fracionamento. Essa corrente vai para um recipiente que opera, geralmente, a menos de 1 bar, e há a separação em hidrocarbonetos líquidos, hidrocarbonetos em vapor e água.
Os hidrocarbonetos em vapor são direcionados ao WGC - compressor de gás úmido, do inglês wet gas compressor. Contêm etano, gases leves, mais de 95% dos C3 e C4 e 10% da nafta. Já os hidrocarbonetos líquidos ou são jogados de volta na torre de fracionamento, ou bombeados para a planta de gás. O mesmo ocorre com a água condensada, que é ou destinada aos condensadores do topo da torre, ou mandada para tratamento.
manuseio de catalisadores
Em função das impurezas na alimentação do FCC e de mecanismos de desativação termal e hidrotermal que ocorrem no regenerador, a atividade catalítica tende a decrescer com o tempo. Para conter isso, mais catalisador é continuamente inserido na unidade, substância essa armazenada num funil e adicionada ao regenerador por um carregador.
O catalisador que circula na unidade de craqueamento catalítico é comumente nomeado catalisador de equilíbrio ou simplesmente E-cat. De tempos em tempos, certas porções de E-cat são removidas para posterior descarte. Uma refinaria que processa insumos residuais pode também usar E-cat de boa qualidade proveniente de uma refinaria que processa petróleo doce, isto é, que contêm menos de 0,5% de enxofre.
A alimentação é dotada de grandes quantias de impurezas e, assim, demanda grandes quantidades de catalisador para que seja mantida a produtividade pretendida. Nesse sentido, o uso de catalisador continuamente inserido ao lado de E-cat de boa qualidade pode ser financeiramente desejável.
Partículas do catalisador menores que 20 μm podem passar mesmo com a operação correta dos ciclones do reator e do regenerador. O catalisador refinado proveniente dos ciclones do reator é mandado, na maior parte das unidades de FCC, para tanques de armazenamento junto do produto de petróleo lodoso. Algumas unidades, no entanto, fazem uso de recursos, como Gulftronics e Dorrclone, nos quais o catalisador recuperado é enviado ao riser.
O catalisador refinado proveniente do regenerador de gases de combustão é usualmente removido através de um purificador de gás de combustão, uma bomba elétrica submersível (do inglês electrical submersible pumping, ou ESP), ou um sistema de ciclone de terceiro ou quarto estágio adequado a tal fim.