Este processo de craqueamento é largamente utilizado em todo o mundo, uma vez que a demanda de gasolina em vários países é superior à dos óleos combustíveis. O craqueamento catalítico corrige o déficit da produção de gasolina e GLP, suplementando a diferença entre a quantidade obtida diretamente do petróleo e a requerida pelo mercado mundial crescente.[1]
O craqueamento catalítico fluido (CCF) é um processo comumente usado, e uma refinaria de petróleo moderna inclui normalmente um cat cracker, particularmente refinarias dos EUA, devido à elevada procura por gasolina.[2][3][4] O processo foi usado pela primeira vez em torno de 1942 e emprega um catalisador em pó. Durante a Segunda Guerra Mundial, forneceu às forças aliadas abundante abastecimento de gasolina e borracha artificial, que contrastava com a penúria sofrida pelas forças do Eixo. Processo de implementações iniciais foram baseados em uma alumina catalisadora de baixa atividade, e um reator onde as partículas do catalisador foram suspensas em um fluxo de alimentação ascendente de hidrocarbonetos em um leito fluidizado.
Sistemas de craqueamento catalisados por alumina ainda estão em uso em laboratórios de escolas secundárias e universidades em experimentos sobre alcanos e alcenos. O catalisador é normalmente obtido por trituração de pedras pomes, que contêm principalmente óxido de alumínio e sílica, em pequenas peças porosas. No laboratório, o óxido de alumínio (ou recipiente pososo) deve ser aquecido.
Em projetos mais recentes, as reações de craqueamento ocorrem usando-se um catalisador muito ativo baseado em zeólita em um curto tempo de contato em um tubo vertical ou inclinado para cima chamado de "riser". Alimentação pré-aquecida é pulverizada na base do riser através de bocais de alimentação, onde entra em contato com o catalisador fluidizado extremamente quente entre 1230 e 1400 °F (665 a 760 °C). O catalisador quente vaporiza a alimentação e catalisa as reações de craqueamento, que dividem o óleo de alto peso molecular em componentes mais leves, incluindo o GPL, gasolina e diesel. A mistura de hidrocarbonetos e catalisador flui para cima através do riser em apenas alguns segundos e, em seguida, a mistura é separada por ciclones. Os hidrocarbonetos livres de catalisador são encaminhados para um dos principais fracionadores para a separação em gás combustível, GLP, gasolina, nafta, óleos leves usados em motores diesel e combustível de aviação e óleo combustível pesado.
Durante a passagem em ascensão pelo riser, o catalisador de craqueamento é "gasto" por reações que depósitam coque no catalisador e reduzem a atividade e seletividade. O catalisador "gasto" é desvinculado de vapores de hidrocarbonetos do craqueamento e enviado a um separador específico (stripper) em que é posto em contato com vapor para remover os hidrocarbonetos remanescentes nos poros do catalisador. O catalisador "gasto" passa então por um regenerador de leito fluidizado onde o ar (ou ar mais oxigênio, em alguns casos) é usado para queimar o coque para restaurar a atividade catalítica e também fornecer o calor necessário para o ciclo seguinte da reação, sendo o craqueamento uma reação endotérmica. O catalisador "regenerado" flui então para a base do riser, repetindo o ciclo.
A gasolina produzida na unidade de CCF tem uma elevada octanagem mas é quimicamente menos estável em relação a outros componentes da gasolina, devido a seu perfil de olefínicos. Olefinas na gasolina são responsáveis pela formação de depósitos poliméricos em tanques de armazenamento, dutos e injetores de combustível. O GPL de CCF é uma importante fonte de olefinas C3-C4 e isobutano que são essenciais para o alimentação de processos de alquilação e na produção de polímeros, tais como polipropileno.
Os reatores de craqueamento catalítico podem ser adiabáticos e não adiabáticos, os quais operam com o perfil de temperatura otimizado. Existem vários trabalhos de simulação sobre craqueamento do gasóleo na literatura, todos eles considerando o riser como um reator adiabático. A concentração mássica de gasolina na saída dos reatores para o caso adiabático é de 38,0%, enquanto que no caso dos reatores com perfil de temperatura otimizado, não-adiabáticos, situa-se em 38,4%. Na determinação de um perfil ótimo de temperatura ao longo do reator, maximizando a produção de gasolina na saída, implementa-se métodos por cálculo numérico, em especial cálculo variacional, como o método de Pontryagin, para a previsão da conversão do gasóleo em gasolina e subprodutos.[1]
Fonte:
http://pt.wikipedia.org/
