دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

سمینار برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی شیمی – طراحی فرایند

عنوان:

مطالعه فرایند ISOMAX و بررسی مدلسازی سینتیکی واکنش

چکیده:

امروزه واحد آیزوماکس به صورت مدرن گسترش یافته است، چون ارزش این فرایند برای تغییرات مطلوب در مشخصات نفت خام است. هدف اکثر واحدهای آیزوماکس، تولید بیشتر بنزین است. سه واکنش مهم در این فرایند ایزومریزاسیون، هیدروژناسیون و کراکینگ می باشد.

واکنش های کراکینگ گرماگیر می باشند ولی واکنش کلی هیدروکراکینگ گرمازا می باشد. گرمای حاصل باعث افزایش دمای راکتور می گردد. گرمای حاصل باعث افزایش دمای راکتور می گردد که برای کاهش دمای راکتور باید هیدروژن سرد در راکتور تزریق کردو

کاتالیست های فرایند آیزوماکس معمولا شامل ترکیبات فلزی نشانده روی پایه می باشد. این کاتالیست های برای دو منظور به کار می روند. یکی تقویت واکنش های هیدروژناسیون و دیگری تقویت واکنش های کراکنیگ می باشد.

مقدمه

هیدروکراکینگ یک فرایند ثانویه مهمی در صنعت نفت می باشد و یکی از فرایندهای مهم در ارتقای کیفیت برش های نفتی به شمار می رود. خوراک این فرایند معمولا در محدوده گازوئیل خلا تا پسماندهای نفتی می باشد. فرایند شامل کراکینگ اجزاء سنگین نفتی در حضور هیدروژن است. فرایند از نظر زیست محیطی مشکلی ندارد. این فرایند برای ماکزیمم کردن محصولات میان تقطیر، گازوئیل به کار می رود.

هدف از انجام این پروژه پیش بینی رفتار سینتیکی واکنش هیدروکراکینگ در فشار بالا است که در نتیجه می توان توزیع محصولات را پیش بینی کرد.

فصل اول: کلیات

1-1) هدف:

هیدروکراکینگ از لحاظ اهمیت دومین فرایند در صنعت نفت می باشد و یکی از فرایندهای مهم در ارتقای کیفیت برش های نفتی به شمار می رود. با اینکه فرایند هیدروژن دار کردن یکی از قدیمی ترین فرایندهای کاتالیستی در صنعت پالایش نفت است، ولی در بین فرایندها تنها فرایند هیدروکراکینگ توسعه زیادی یافته است.

2-1) پیشینه تحقیق:

تکنولوژی هیدروکراکینگ از تبدیل ذغال سنگ در آلمان در سال 1925 توسعه یافت و هدف از آن توسعه سوخت مایع مصرفی از رسوبات درونی ذغال سنگ بود. تبدیل ذغال سنگ به سوخت مایع تحت عملیات کاتالیستی در فشار و دمای بالا انجام شد، که بعدها تکنولوژی هیدروکراکینگ تبدیل گازوئیل سنگین به سوخت های سبکتر توسعه یافت و اولین واحد هیدروکراکینگ نفتی را شورون در سال 1958 به صورت تجاری راه اندازی کرد.

خوراک این واحدها معمولا در محدوده نفت گاز خلاء تا پسماندهای نفتی می باشد. فرایند شامل شکست برش های سنگین نفتی در حضورت هیدروژن می باشد. این واحد بیشتر برای تولید محصولات میان تقطیر و بنزین به کار می رود.

برخی از مزایای هیدروکراکینگ عبارتند از:

– موازنه بهتر بنزین و تولید فرآورده های تقطیر شده.

– بهره بیشتر تولید بنزین.

– بهبود کیفیت عدد اکتان و اصلاح حساسیت گروه بنزین.

– تولید مقادیر نسبتا زیاد ایزوبوتان در بخش بوتان.

– مراحل تکمیل کراکینگ کاتالیستی به منظور پالایش مواد خام سنگین حاصل از کراکینگ آروماتیک ها، نفت های حلقوی، نفت های واحد کک سازی و تولید بنزین، سوخت جت و نفت کوره سبک.

فرایند هیدروکراکینگ به صورت کاتالیستی یا به صورت حرارتی انجام می گیرد. در فرایندهای کاتالیستی معمولا از کاتالیست های اکسید نیکل و اکسید مولبیدن بر پایه آلومینا در دمای متوسط عملیاتی (440 – 360 درجه سانتیگراد) و فشارهای بالا (P>140bar) استفاده می شود. نقش عمده کاتالیست در فرایند هیدروکراکینگ، هیدروژناسیون آروماتیک ها و تجزیه ترکیباتی با اتم های ناهمگن است. شکست ترکیبات سنگین به فراورده های سبک تر عمدتا به دلیل واکنش های حرارتی می باشد. در فرایندهای کاتالیستی لزوم استفاده از فشارهای بالا به دلیل بهبود شرایط واکنش و مهمتر از آن حفاظت از کاتالیست ها به واسطه جلوگیری از تشکیل کک روی سطوح کاتالیست می باشد. به همین منظور در هیدروکراکینگ حرارتی معمولا از مواد افزودنی جهت جلوگیری از تشکیل کک استفاده می شود.

از زمانی که هیدروکراکینگ به عنوان یک فرایند جهت ارتقای کیفیت برش های نفتی مورد استفاده قرار گرفته است، نیاز به توسعه مدل های سینتیکی احساس گردید. پیش بینی میزان محصولات مطلوب و نامطلوب در شرایط عملیاتی متفاوت برای بهینه سازی و کنترل فرایند، طراحی تجهیزات فرایندی و انتخاب نوع کاتالیست از مسائلی می باشد که مدلسازی سینتیکی را ضروری می نماید.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.