Un’unità di cracking catalitico fluido (FCCU) è parte integrante delle raffinerie di petrolio dal 1942, quando fu introdotta negli Stati Uniti da Exxon Corporation in risposta alla crescente necessità in tempo di guerra di carburanti a base di idrocarburi. Una FCCU accetta catene di idrocarburi e le spezza in quelle più piccole in un processo chimico chiamato cracking. Ciò consente alle raffinerie di utilizzare le proprie risorse di petrolio greggio in modo più efficiente, producendo più prodotti come la benzina per i quali vi è una forte domanda.
Il petrolio greggio contiene una grande varietà di idrocarburi di varie lunghezze. A seconda della lunghezza dell’idrocarburo, può essere utilizzato in vari modi. Ad esempio, la cottura del gas di solito ha quattro carboni, mentre la benzina per auto è una catena più lunga, contenente otto carboni. Gli oli lubrificanti sono ancora più lunghi, con 36 carboni nella catena degli idrocarburi. Quando l’olio viene raffinato, questi idrocarburi vengono separati per l’uso.
Tuttavia, un barile di petrolio greggio non produrrà sempre il rapporto desiderato di idrocarburi. Ad esempio, il mercato può essere pesante per la benzina, ma leggero per l’olio lubrificante. Invece di scartare l’olio lubrificante, viene crackato chimicamente in una FCCU in modo che possa essere trasformato in benzina e altri idrocarburi con cambi più brevi. Gli idrocarburi possono essere crackati in altri modi, ma il cracking chimico in una FCCU è il più comune ed efficiente.
La FCCU utilizza un catalizzatore estremamente caldo per spezzare gli idrocarburi in catene più corte. Zeolite, bauxite, silice-allumina e idrosilicato di alluminio sono tutti catalizzatori comunemente usati in un’unità FCCU. Sia l’olio che il catalizzatore nella FCCU sono di solito estremamente caldi e l’olio è spesso sotto forma di vapore. Il catalizzatore divide le lunghe catene di idrocarburi in unità più corte e la miscela viaggia dall’FCCU verso un’altra colonna di distillazione in modo da poter estrarre gli idrocarburi incrinati.
I catalizzatori possono essere riutilizzati per ulteriori rotture dopo che il carbonio li ricopre dopo che il processo è stato rimosso. Negli anni ‘1930, quando iniziò a sviluppare il concetto di una FCCU, un team di scienziati progettò una FCCU che avrebbe funzionato in un ciclo continuo, in grado di elaborare 13,000 barili di petrolio al giorno. Una FCCU continua ha un reattore primario, una colonna di distillazione per separare gli idrocarburi incrinati e un’unità di rigenerazione per pulire i catalizzatori e prepararli per il riutilizzo.
L’uso di una FCCU aumenta la resa e l’efficienza di una raffineria, e per questo motivo è diventato parte integrante dell’industria di trasformazione del petrolio.