在美國，FCC更加普遍，因為美國對於汽油的需求更高。 首先，分餾塔和對撞機都可以製作重氫，對撞機制作簡單明瞭，但是費電，分餾塔則是專門製作重氫的，成本低，效率高。 二戰期間，Houdry堅決反對維希政府與德國納粹的媾和，當局把他開除國籍。
- 圖2舉例說明了高沸點的鏈烷烴的大分子是如何被裂化為更短的烷烴、環烷烴、烯烴等產物的。
- 不久之後，Houdry,Socony-Vacuum 和Sun簽訂聯合開發協議。
- 首先，分餾塔和對撞機都可以製作重氫，對撞機制作簡單明瞭，但是費電，分餾塔則是專門製作重氫的，成本低，效率高。
- 這些芳香烴的沸點處於汽油的沸點範圍內，並且相較於鏈烷烴具有更高的辛烷值。
- 2006年，世界範圍內有400家石油精煉廠採用FCC單元（FCC Unit）。
- 煙氣通過透平膨脹機進行膨脹，所做的功用於驅動空氣壓縮機（air compressor），為再生器供給燃燒所需的空氣。
據統計，盟軍戰鬥機比軸心國戰鬥機起飛與爬升的發動機動力高15~30%，有效載荷高25%，最大速度高10%，飛行高度高12%。 1940年前6個月，大不列顛戰役期間，每月有100萬桶高辛烷值汽油裝備盟軍部隊。 在戰爭的前兩年，Houdry裝置生產了90%的催化裂化汽油。 值得注意的是，圖2隻是一個簡化示意圖，它並未囊括FCC工藝中所發生的所有一次反應和二次反應。
分餾塔: 催化劑
隨後他成為「法國永遠（FranceForever）」美國分部的首腦，支持戴高樂將軍。 1942年1月，Houdry成為美國公民，他的兩位兒子加入美軍，他本人在工業裝置的努力為戰爭勝利作出巨大貢獻。 Houdry，1892年4月18日，出生於法國巴黎郊外，老爹是一位富有的鋼鐵製造商。 分餾塔2025 大學時，他在Ecoledes Arts et Métiers學習機械工程，也是學霸呀，獲得法國政府的金獎。
常見的處理方法為分餾法(Fractionation)，利用分子大小不同，沸點不同的原理，將石油中的碳氫化合物予以分離，再以化學處理方法提高產品的價值。 分餾（fractional distillation）是分離幾種不同沸點的混合物的一種方法，過程中沒有新物質生成，只是將原來的物質分離，屬於物理變化。 分餾是對某一混合物進行加熱，針對混合物中各成分的不同沸點進行冷卻分離成相對純淨的單一物質過程。 在研究煤制油的過程中，煤先轉化成高粘度的煤焦油、烴類，然後再進一步轉化成汽油餾分，後一步與石油裂化生成汽油相似。 在這一過程中，Houdry發現酸性白土，有效成分為矽鋁酸鹽（aluminosilicate），可以將褐煤中提取出來的有轉化成汽油餾分。
分餾塔: 分餾塔
靜電除塵器能夠去除煙氣中尺寸為2 ~ 20 µm的顆粒物。 有時候還需要使用諸如四級分離器（Fourth Stage Separators）的顆粒物過濾系統去達到顆粒物排放標準。 分餾塔2025 高溫狀態下的催化劑（約715 °C）離開再生器，流入催化劑撤回井（catalyst withdrawal well）。 在井中，任何夾帶的燃燒煙氣都有機會逸散，並流回到再生器的上部。 在提升管下部的原材料注入口處，再生後的催化劑的流量通過管路中的滑閥控制。 高溫狀態下的煙氣在經過多套二級旋風分離器（two-stage cyclones）後離開再生器。
再生器一般工作在715 °C，2.41 分餾塔 bar的環境中，故其壓力要比反應器高出0.7bar。 焦炭的燃燒是一個放熱過程，它所產生的大量的熱量一部分被再生後的催化劑吸收，進而提供作為提升管中原材料蒸發所需熱量以及裂化過程所需的吸熱量。 分餾是分離幾種不同沸點的揮發性物質的混合物的一種方法；對某一混合物進行加熱，針對混合物中各成分的不同沸點進行冷卻分離成相對純淨的單一物質過程。
分餾塔: 裝置
主分餾塔的干氣則被送至氣體回收單元（gas recovery unit），並在其中被分離為丁烷、丁烯、丙烷、丙烯、以及分子量更小的氣體（如氫氣、甲烷、乙烯、乙烷）。 有些FCC的氣體回收單元也能分離出部分的乙烷和乙烯。 在再生器和反應器當中循環流動的催化劑的量總共需要約5kg/每kg原材料，或者說4.66kg/每升原材料。 因此每天加工處理11,900 m3原材料的FCC單元中，每天有55,900噸的催化劑在其中循環流動。
- 膨脹後的煙氣會被送入一個水蒸氣生成鍋爐（常被稱作為CO鍋爐，CO boiler）。
- 大學時，他在Ecoledes Arts et Métiers學習機械工程，也是學霸呀，獲得法國政府的金獎。
- 有關各種催化裂化反應的詳細機理不在本文的討論範圍內，感興趣的讀者請查閱相關技術文獻。
- 當物質的沸點十分接近時，約相差25度，則無法使用簡單蒸餾法，可改用分餾法。
- 在這一過程中，Houdry發現酸性白土，有效成分為矽鋁酸鹽（aluminosilicate），可以將褐煤中提取出來的有轉化成汽油餾分。
- 1940年前6個月，大不列顛戰役期間，每月有100萬桶高辛烷值汽油裝備盟軍部隊。
石油原油的主要成分為烴類混合物，此外還有少量的含硫、含氮、含氧的有機化合物，以及微量的金屬成分（如銅、鐵、鎳、釩等）。 圖1中，煙氣處理系統中的蒸汽透平（steam turbine）被用於在FCC單元剛啟動的時候來驅動空氣壓縮機。 同理，許多FCC的主分餾塔也同時生產輕質石腦油（light cracked 分餾塔 naphtha）和重質石腦油（heavy cracked naphtha）。 此處的術語「重質」和「輕質」，指的是產品的沸點範圍的高低，即重質產品的沸點範圍高於輕質產品的沸點範圍。 石油精煉廠如果想要採用現有的這些專利設計的其中之一，就需要向專利設計者購買使用許可。 在歐洲和亞洲，FCC單元沒那麼普遍，因為歐洲和亞洲對於柴油和煤油有著很高的需求，而柴油和煤油可以通過氫化裂解供應。
分餾塔: 石油分餾
利用混合物中各組分具有不同的揮發度，即在同一溫度下各組分的蒸氣壓不同這一性質，使液相中的輕組分(低沸物)轉移到氣相中，而氣相中的重組分(高沸物)轉移到液相中，從而實現分離的目的。 精餾塔也是石油化工生產中套用極為廣泛的一種傳質傳熱裝置。 沸石中的催化部位通常為強酸（酸性相當於90%的硫酸溶液），並提供了主要的催化活性。 酸性部位由氧化鋁四面體（alumina tetrahedra）提供。 每個氧化鋁四面體的中心的鋁原子處於+3價的氧化態，並且周圍由4個氧原子在四角環繞。
分餾塔: 設備安全運行與操作問答
如圖2中所示，一部分的短鏈的烷烴被進一步地打斷，轉化為更短的烯烴（如乙烯、丙烯、丁烯、異丁烯）。 丙烯、丁烯、異丁烯也可用於某些石油精煉工藝中，被轉化為高辛烷值汽油的調和組分。 分餾塔 由於各種FCC具有不同的設計，再生器（catalyst regenerator）中附著在使用過了的催化劑上的焦炭未必會完全燃燒為二氧化碳（CO2）。 每一種特定的FCC設計，都對應地有其所需的一氧化碳（CO）和二氧化碳之比。 通過控制燃燒中的空氣流量，來提供所需的一氧化碳和二氧化碳之比。 石油在使用前必須經過加工處理，才能製成適合各種用途的石油產品。
分餾塔: 操作指南
流化催化裂化（FCC）的原材料（進料）通常採用原油中初餾點為340 °C或更高（常壓）以及平均分子量在200~600或更高的部分。 分餾塔2025 這部分原油通常稱為重質瓦斯油（heavy gas oil）或重質減壓瓦斯油（heavy vacuum gas oil, HVGO）。 在流化催化裂化（FCC）工藝中，原材料在高溫和適當的壓力下與流化粉末狀的催化劑接觸。 催化劑打破了高沸點長鏈的烴分子，使之成為更短的分子、然後以蒸氣的形態被收集。 石油分餾(The Fractional Distillation of The Petroleum)是將石油中幾種不同沸點的混合物分離的一種方法，屬於物理變化。 石油(Petroleum)是由超過8000種不同分子大小的碳氫化合物（及少量硫化合物）所組成的混合物。
分餾塔: 操作簡介
20世紀20年代，Eugene Jules Houdry開始研究褐煤生產汽油的催化劑，他找了一位合伙人，藥劑師E.A. Prudhomme，忽悠他搬到了巴黎附近的Beauchamp。 在那裡，Houdry與他的商業夥伴創辦了一個實驗室。 褐煤制汽油項目得到了法國政府的資助，Houdry建了一套示範裝置，每天加工60噸/褐煤。 裝置自1929年開始運行，但是運行結果不理想，效益上沒有競爭力，法國政府撤資，這套裝置也於同年關閉。
分餾塔: 蒸餾塔
分餾塔是進行蒸餾的一種塔式汽液裝置，又稱為蒸餾塔(distillating column)。 分餾法是指利用沸點不同進行分餾，然後精製純化的方法稱為分餾法。 一般情況下，沸點隨分子量的增大，雙鍵數目的增多，沸點升高。 後來MIT的兩位牛人Warren K. Lewis 及 Edwin 分餾塔 R. Gilliland與CRA合作，開發了流化催化裂化（FCC）技術。
分餾塔: 分餾
過程中沒有新物質生成，只是將原來的物質分離，屬於物理變化。 分餾塔2025 分餾實際上是多次蒸餾，它更適合於分離提純沸點相差不大的液體有機混合物。 當物質的沸點十分接近時，約相差20度，則無法使用簡單蒸餾法，可改用分餾法。 來自主分餾塔底部的油產品中，含有未被反應器頂部的旋風分離器（cyclone）分離去除的殘留催化劑顆粒。
分餾塔: 產物介紹
於是，Houdry專注於將這一催化劑應用於石油加工過程。 分餾塔2025 現代的FCC催化劑擁有4大組分：晶態沸石（crystalline zeolite），基質（matrix），粘合劑(binder)，以及填料（filler）。 沸石是主要的活性成分，可占催化劑質量的15~50%。 這是一種具有特殊晶格結構的分子篩，只有符合特定尺寸要求的烴類分子才能夠進入晶格。 通常而言，大於8~10 奈米的分子即難以進入沸石分子篩了。
這麼一來，每個氧化鋁四面體都帶1個負電荷，而此負電荷剛好由催化劑生產時添加的鈉離子中和。 銨根離子在催化劑被乾燥的時候蒸發，導致了路易斯-布侖斯惕酸性部位（酸鹼質子理論）的形成。 在一些FCC催化劑中，布侖斯惕部位之後可能又會被稀土金屬（如鈰，鑭）所替換，以提供不同的活性和穩定性。 催化劑的酸性活性（acidic activity）因給料中存在氮氣而減弱。 通常，給料中氮氣的含量為1000~2000 分餾塔2025 分餾塔2025 ppm。
分餾塔: 平衡操作
反應器（reactor）和再生器（catalyst regenerator）被視為是FCC單元的心臟。 在提升管中，通過與來自再生器的高溫粉末狀催化劑的接觸，混合液被蒸發、裂化為小分子蒸氣。 烴類蒸氣使得粉末狀的催化劑「流體化（fluidize，或稱作『流化』，此即『流化催化裂化』名稱之來源）」，並且烴類蒸氣和催化劑的混合物向上流動，以535 分餾塔2025 °C、1.72bar的狀態進入反應器。 由於裂化反應會產生一些含碳物質，進而積累在催化劑上（常被稱作為催化劑焦炭catalyst coke），使得催化劑活性很快降低；因此催化劑再生的方法就是在再生器當中用空氣燃燒掉這些催化劑上沉積的焦炭。
分餾塔: 分餾塔的布置
（2）肩並肩型（Side-by-side configuration）：反應器和催化劑再生器放在兩個不同的容器中。 （1）堆積型（Stacked configuration）：反應器和催化劑再生器都放在同一個容器中，且反應器置於催化劑再生器的上方。 Houdry裝置可以生產100號高辛烷值航空汽油，為盟軍的勝利做出了巨大貢獻。 Houdry航空汽油大大提升了盟軍戰鬥機的作戰性能。
當物質的沸點十分接近時，約相差25度，則無法使用簡單蒸餾法，可改用分餾法。 1859年在賓夕法尼亞州的泰特斯維爾（Titusville,Pennsylvania）建起了第一套石油蒸餾的商業裝置。 到了1895年，美國街頭出現了第一輛以汽油為燃料的「無馬拉的汽車」（horselesscarriages），當時也就土豪能消費得起，進入20世紀，全美國的汽車估計不超過8000輛。 分餾塔2025 但是隨後有了突飛猛進的發展，到了1910年，美國有50萬輛汽車，此時汽油短缺凸顯。
分餾塔: 再生器中產生的煙氣
因此，底部的油產品往往被稱作為油漿（slurry oil）。 一部分的油漿被再次送回至主分餾塔中高於高溫反應產物蒸氣入口處的位置，用於冷卻、冷凝剛進入主分餾塔的反應產物蒸氣。 剩下一部分的油漿則被泵送至一個油漿沉降器（slurry settler）。 油漿沉降器底部的油包含了絕大部分的油漿催化劑顆粒，所以會在和FCC原材料混合後，被一起送至提升管（catalyst riser）。 被廣泛用於將石油原油中高沸點、高分子量的烴類組分轉化為更有價值的汽油、烯烴氣體和其他產品。 [1][2][3]石油烴類的裂化最初都是通過熱裂化（thermal cracking）完成；如今熱裂化已幾乎全部被催化裂化所取代，因為催化裂化可以產生更多具有高辛烷值的汽油。
分餾塔: 製造
為了促進石油工業的持續健康發展，為我國國民經濟提供強有力的支持，必須大力增強石油業的發展，而原油的穩定是重點。 此外，亦如圖2中所示，首次斷裂產生的環烷烴可以被更進一步地轉化為芳香烴（如苯、甲苯、二甲苯）。 這些芳香烴的沸點處於汽油的沸點範圍內，並且相較於鏈烷烴具有更高的辛烷值。 分餾塔 流化催化裂化（FCC）工藝將原材料中的烴類大分子打斷成了小分子。 分餾塔 原理是，讓烴類大分子和處在高溫、適當壓力下的粉末狀催化劑接觸，首先使烴類大分子受熱蒸發，在烴類大分子成為蒸氣態後馬上將其打斷為小分子。