7.10 IL CRACKING CATALITICO A LETTO FLUIDO Il ( ) è una delle operazioni di conversione più importanti nell’industria petrolifera. Infatti con questo processo si trasformano i gasoli da vacuum, idrocarburi ad alto peso molecolare e quindi poco pregiati, in una serie di prodotti che presentano mediamente un peso molecolare molto più basso. Tra questi, una frazione consistente di benzine che, per il particolare meccanismo di reazione che si viene a realizzare, presentano un numero di ottano particolarmente elevato. Significativa anche la resa in C3, propano e propilene, ed anche nei vari C4, in particolare isobutano e isobutilene, gas che vengono impiegati nel processo di alchilazione, che produce sempre benzine ad alto N.O. Per questi motivi il cracking catalitico è uno dei processi più importanti per l’economia della raffineria. Va sottolineata, d’altra parte, l’importanza della distillazione vacuum, il cui vero obiettivo non è quello di lavorare una frazione poco interessante come il residuo del topping, ma quello di fornire al FCC una carica di gasoli da vacuum priva di veleni per il catalizzatore ed in grado di assicurare buone rese in benzine. cracking catalitico a letto fluido FCC, fluid catalic cracking 7.10.1 I diagrammi di Francis e gli aspetti termodinamici del cracking Per la comprensione degli aspetti termodinamici delle reazioni di cracking può essere utile riferirsi ai (v. Fig. 7.24). In questi diagrammi vengono rappresentate sulle ascisse le temperature e sulle ordinate le energie di Gibbs di formazione degli idrocarburi per mole di carbonio, ovvero il ΔG di formazione degli idrocarburi diviso il numero di atomi di carbonio di ciascuna molecola. Come è noto i ΔG forniscono informazioni sulla stabilità della molecola: valori elevati, sempre più positivi, indicano che la reazione opposta, la decomposizione della molecola, presenta un ΔG0 negativo ed è quindi una reazione favorita. diagrammi di Francis 0 f 0 f Dallo studio dei diagrammi di Francis si possono ottenere informazioni sulla stabilità dei vari idrocarburi e sulla tendenza a trasformarsi. Innanzitutto si nota che, ad eccezione dell’acetilene e degli elementi carbonio e idrogeno, tutti gli idrocarburi presentano un ΔG /n sempre più positivo all’aumentare della temperatura. In altre parole la stabilità degli idrocarburi diminuisce con la temperatura ed è sempre più favorita la reazione di decomposizione, per cui il ΔG diventa sempre più negativo. L’acetilene è un idrocarburo molto instabile alle basse temperature mentre, come tutti gli elementi, carbonio e idrogeno presentano una energia di formazione di Gibbs nulla a tutte le temperature. 0 f 0 f Stabilità degli idrocarburi e tendenza a trasformarsi Una informazione notevole si ricava osservando la pendenza delle curve, che sono più ripide per gli alcani rispetto a quelle degli alcheni. Di conseguenza, sono possibili intersezioni tra i due tipi di curve. In generale, considerando un qualunque alcano ed un qualunque alchene, a causa della diversa pendenza, le curve ΔG /n si intersecheranno ad una determinata temperatura: a temperature inferiori sarà più stabile l’alcano mentre a temperature superiori l’alchene. 0 f Pendenza delle curve