نشریه علمی فرآیند نو

نشریه علمی فرآیند نو

مدلسازی سینتیکی فرآیند هیدروکراکینگ گازوییل خلا با کاتالیست های زئولیتی و آمورف

نوع مقاله : ترویجی

نویسندگان
داود فرجی 1
سپهر صدیقی 2
حسین مظاهری 3
1 کارشناس واحد آیزوماکس
2 دکترای مهندسی شیمی، پژوهشگاه صنعت نفت، پژوهشکده کاتالیست
3 دکتری تخصصی مهندسی شیمی، عضو هیئت علمی دانشگاه آزاد اراک
چکیده
در این تحقیق، به منظور توصیف بازده محصولات هیدروکراکینگ گازوییل خلا، یک مدل سینتیکی پنج توده‌ای (5-Lump)، برای کاتالیست زئولیتی و آمورف مورد استفاده در این فرایند، توسعه داده شده است. در این مدل، خوراک و مواد تبدیل نشده، دیزل، نفت سفید، نفتا و گاز، توده‌های گسسته مدل را تشکیل می‌دهند. برای انجام این مهم، ابتدا بستر راکتور هیدروکراکینگ به عنوان یک راکتور پلاگ (Plug)، توسط روش شبکه سلولی مدل سازی شده و سپس یک شبکه سینتیکی با بیست ضریب و ده مسیر در نظر گرفته شد. پس از ارزیابی داده‌های واقعی و آنالیز مدل، مشخص گردید که شبکه واکنش برای هر دو کاتالیست شامل چهار مسیر اصلی می‌باشد. بنابراین تعداد ضرایب مدل به هشت ضریب کاهش یافته و در نتیجه درصد متوسط انحراف مطلق(AAD%) برای کاتالیست زئولیتی از %20.15 به %19.25 و برای کاتالیست آمورف از %6.70 به %4.15 بهبود یافت.
کلیدواژه‌ها
"نفت گاز خلاء"
"هیدروکراکینگ"
"مدل سینتیکی لامپ"
"کاتالیست زئولیتی"

موضوعات

عنوان مقاله English

Kinetic Modeling Vacuum Gas Oil Hydrocracking Process with amorphous and Zeolite Catalysts

چکیده English

In this research, in order to description of yield of hydrocracking products of vacuum gas oil, a kinetic model with 5 discrete lumps including vacuum gas oil, diesel, kerosene, naphtha, and gas is proposed. To develop the model, the hydrocracking bed is considered as a plug flow reactor, and it is modeled using the cellular network approach. Then, a kinetic network with 20 coefficients and 10 routes is considered. But, following evaluation using measured data, a reaction network is proposed for amorphous and zeolite catalysts including 4 main paths; therefore, the number of coefficients is reduced to 8 coefficients. Results show that using the mentioned strategy, the average absolute deviation (AAD%) of prediction for amorphous and zeolite catalysts is reduced from 6.7% and 20.15% to 4.15% and 19.25%, respectively.

کلیدواژه‌ها English

"Vacuum gas oil"
"Hydrocracking"
"Discrete lumping model"
" zeolite Catalyst"
1. Martinez-Grimaldo, H., Ortiz-Moreno, H., Sanzhez-Minero, F., Ramireza J., Cuevas-
Garcia, R. Ancheyta-Juarez, J., Hydrocracking of Maya Crude Oil in a Slurry-phase reactor.
I. Effect of Reaction Temperature,Catal. Today, 2014, 220-222, 295-300.
2.Sepehr S, Arshad A,Rashidzadeh M, 4-Lump kinetic model for vacuum gas oil
hydrocracker involving hydrogen consumption. Korean J. Chem. Eng., 2010, 27(4), 1099-
1108.
3. Becker, P.J., Serrand, N., Celse, B., Guillaume, D.,Dulot, H., Comparing hydrocracking
models: Continuous lumping vs. single events, Fuel, 2016, 165, 306-315.
4. J.Thybaut, G.B.Marin; Production of Low Aromatic Fuels; Kinetics and Industrial
Application ofHydrocracking; PhD thesis; Ghent University; 2002-2003
5. Sepehr S, Arshad A,Irandoukht A. Kinetic Study on a Commercial Amorphous
Hydrocracking Catalyst by Weighted Lumping Strategy. Int. J.Chem. React. Eng., 2010, 8,
A60, 1-25.
6. Valavarasu G., Bhaskar M. and Sairam B., A Four Lump Kinetic Model for the Simulation
of the Hydrocracking Process, Petroleum Science and Technology, 2005, 23, 1323-1332.
7. Ancheyta J., Lopez F. and Aguilar E., 5- Lump kinetic model for gas oil catalyticcracking,
Applied Catalysis A: General, 1999, 177, 227-235.
8. Astarita G. and Sandler, S. I., Kinetics and thermodynamics lumping ofmulti-component
mixtures, 1991, Elsevier: Amsterdam, 111-129.
9. Ancheyta J., Sanchez S. and Rodriguez M. A., Kinetic modeling ofhydrocracking of heavy
oil fractions: A review, Catalysis Today, 2005, 109, 76-92.
10.Qader, S. A.; Hill, G. R. Hydrocracking of gas oils, Ind. Eng. Chem. Process Des. DeV.,
1969, 8 (1), 98.
11. M.A. Callejas, M.T. Martı´nez, Hydrocracking of a Maya Residue. Kinetics and Product
Yield Distributions, Ind. Eng. Chem. Res., 1999, 38, 3285–3289.
12.Yui S. M. and Sanford E. C., Mild hydrocracking of bitumen-drivedcoker and
hydrocracker heavy gas oils: kinetic product yield and product properties, Ind. Eng. Chem.
Res., 1989, 28, 319-320.
13. Aboul-Gheit K., Hydrocracking of Vacuum Gas Oil (VGO) for Fuels Production-
Reaction Kinetics, ErdolErdgasKohle, 1989, 105 (7/8), 319-320.
14. Ayasse A.R., Nagaishi H. and Chan E.W., Lumped kinetics of hydrocracking of bitumen,
Fuel, 1997, 76(11), 1025-1033.
15. Sadighi S, Ahmad A, SeifMohaddecy R, 6-Lump Kinetic Model for a Commercial
Vacuum Gas Oil Hydrocracker, International Journal of Chemical Reactor Engineering,
2010, A1, 1-25.
16.Jing, G., Jiang, Y., Al-Dahhan M. H., Modeling of trickle-bed reactors with exothermic
reactions using cell network approach. Chem.Eng. Sci., 2008, 63, 751-762.
17. Sadighi S., Arshad A., Shirvani M., Comparison of Lumping Approaches to Predict the
Product Yield in a Dual Bed VGO hydrocracker, 2011, A9, 1-25.