Καταλυτική υδρονονοεπεξεργασία μιγμάτων Heavy Coker Gasoil και Diesel Auto σε τριφασικό αντιδραστήρα

DSpace/Manakin Repository

Show simple item record

dc.contributor.author Βάρσος, Αθανάσιος-Αντώνιος el
dc.contributor.author Varsos, Athanasios-Antonios en
dc.date.accessioned 2015-08-27T07:27:53Z
dc.date.available 2015-08-27T07:27:53Z
dc.date.issued 2015-08-27
dc.identifier.uri http://dspace.lib.ntua.gr/handle/123456789/41119
dc.rights Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα *
dc.rights.uri http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/ *
dc.subject Υδρογονοεπεξεργασία el
dc.subject Hydroprocessing en
dc.subject Καταλύτες el
dc.subject Αποθείωση el
dc.subject Απαζώτωση el
dc.subject Κορεσμός ολεφινών el
dc.subject Coking en
dc.subject Desulfurisation en
dc.subject Denitrogenation en
dc.title Καταλυτική υδρονονοεπεξεργασία μιγμάτων Heavy Coker Gasoil και Diesel Auto σε τριφασικό αντιδραστήρα el
dc.title Catalytic Hydroprocess of Heavy Coker Gasoil in a Trickle Bed Reactor en
heal.type bachelorThesis
heal.classification Χημική μηχανική el
heal.classification Chemical engineering en
heal.classification Petroleum engineering en
heal.classification Τεχνολογία πετρελαίου el
heal.language el
heal.access free
heal.recordProvider ntua el
heal.publicationDate 2015-03-12
heal.abstract Το αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της καταλυτικής υδρογονοεπεξεργασίας σε έντονες συννήκες του προϊόντος (Heavy Coker Gasoil) της μονάδας FlexiCoker των ΕΛ.ΠΕ. διυλιστήριο Ελευσίνας. Τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν στο εργαστήριο Τεχνικής Χημικών Διεργασίων της Σχολής Χημικών Μηχανικών Ε.Μ.Π., σε αυλωτό καταλυτικό αντιδραστήρα εφοδιασμένο με εμπορικό καταλύτη 𝑁����𝑖����𝑀����𝑜����/γ-𝐴����𝑙����2𝑆����𝑂����3. Μετά τη θείωση του καταλύτη πραγματοποιήθηκαν τέσσερις σειρές πειραμάτων σε ήπιες και έντονες συνθήκες με την ίδια φόρτωση. Από αυτές, οι δύο τελευταίες σειρές αποτέλεσαν το αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας. Στην πρώτη σειρά πειραμάτων πραγματοποιήθηκαν 18 πειράματα με τροφοδοσία μίγματος 25% wt. HCGO σε διαλύτη Diesel Auto σε θερμοκρασία 310° C. Σε αυτόν τον κύκλο πειραμάτων, αρχικά διατηρήθηκε σταθερή η πίεση στα 40 bar και μεταβαλλόταν από πείραμα σε πείραμα η ταχύτητα χώρου του αντιδραστήρα (WHSV) μεταξύ των τιμών 0,7, 1 και 1,3 ℎ-1. Με τα πειράματα αυτά, κατέστει δυνατός ο υπολογισμός της τάξης της αντίδρασης αποθείωσης (n=2,4) και της κινητικής σταθεράς 𝑘���� = 10−5 (𝑝����𝑝����𝑚����−1.4×𝑔����𝑟����𝑓����𝑒����𝑒����𝑑���� 𝑏����𝑎����𝑟����×𝑔����𝑟����𝑐����𝑎����𝑡���� ) ενώ σε συνδυασμό με τα απο- τελέσματα από τις προηγούμενες σειρές πειραμάτων σε θερμοκρασίες 270° C και 290° C (που η τάξη της αντίδρασης ήταν η ίδια) πραγματοποιήθηκε υπολογισμός της ενέργειας ενεργοποίησης της αποθείωσης (𝐸����𝑎���� = 25, 42(𝑘����𝑐����𝑎����𝑙����/𝑚����𝑜����𝑙����)). Επιπλέον, πραγματοποιήθηκαν 15 πειράματα με τροφοδοσία μίγματος 25% wt. HCGO σε διαλύτη Diesel σε θερμοκρασίες 370 και 380° C. Ακολουθώντας την ίδια διαδικασία, υπολογίστηκαν η τάξη της αντίδρασης αποθείωσης (n=1,2) για αυτό το θερμοκρασιακό εύρος και οι κινητικές σταθερές για κάθε θερμοκρασία (0,63(𝑝����𝑝����𝑚����−0.2×𝑔����𝑟����𝑓����𝑒����𝑒����𝑑����/ 𝑏����𝑎����𝑟����×𝑔����𝑟����𝑐����𝑎����𝑡���� ) και 0,86 (𝑝����𝑝����𝑚����−0.2×𝑔����𝑟����𝑓����𝑒����𝑒����𝑑���� /𝑏����𝑎����𝑟����×𝑔����𝑟����𝑐����𝑎����𝑡���� ) αντίστοιχα. Ακοθούθως, η τιμή της ενέργειας ενεργοποίησης της αποθείωσης υπολογίστηκε ίση με 𝐸����𝑎���� = 26,43(𝑘����𝑐����𝑎����𝑙����/𝑚����𝑜����𝑙����). Στη συνέχεια, διατηρώντας σταθερή τη θερμοκρασία 310° C και την ταχύτητα χώρου του αντιδραστήρα (WHSV=1 ℎ−1) διερευνήθηκε κατά πόσο το παραγόμενο 𝐻����2𝑆���� όσο και το 𝐻����2 της τροφοδοσίας προκαλούν ανάσχεση στην αντίδραση αποθείωσης. Στην περίπτωση αυτή οι μεταβλητές παράμετροι ήταν η πίεση (30, 40 και 50 bar) και η παροχή τροφοδοσίας του 𝐻����2 (13, 20 και 30 (Nl/h)). Από τα παραπάνω, πειράματα μελετήθηκαν δύο κινητικά μοντέλα τα οποία κρίθηκαν αξιόπιστα και από τα οποία προέκυψε ότι τόσο το 𝐻����2𝑆���� όσο και το 𝐻����2 προκαλούν ανάσχεση. Ομοίως, και στα πειράματα σε θερμοκρασίες 370 και 380° C διατηρώντας την ταχύτητα χώρου του αντιδραστήρα (WHSV=1 ℎ−1) και μεταβάλλοντας την πίεση (30, 40 και 50 bar) και την παροχή τροφοδοσίας του 𝐻����2 (13, 20 και 30 (Nl/h)) παρατηρήθηκε και πάλι ανάσχεση από την παρουσία 𝐻����2𝑆���� και 𝐻����2. el
heal.abstract The present thesis studies the catalytic hydrotreatment under severe conditions of Heavy Coker Gas Oil derived from the Hellenic Petroleum Refineries' Flexi-Coking Unit. The experiments were carried out at the Chemical Process Laboratory in a catalytic plug flow reactor. A commercial catalyst 𝑁��� 𝑖���Μ𝜊���/-𝐴���𝑙���2𝑂���3 was used for the severe hydrotreating experiments. After it was sulfidation, four different sets of experiments were conducted with the same catalyst loading from which the last two are included in this thesis. In the first set, 18 experiments were conducted for the mixture HCGO 25% w/w into non-reacting Diesel Auto mixture, at temperature of 310° C. At first, the pressure was kept constant at 40 bar, flow of hydrogen at the unit’s inlet was constant too 20 Nl/h and the space velocity WHSV was changed from 0.7 to 1.3 ℎ−1. The order of hydrodesulfurization reactions was estimated (n=2.4) as well as the kinetic constant at this temperature. Subsequently, the activation energy for the hydrodesulfurization reaction was calculated Ea=25.42 kcal/mol. Another 15 experiments were conducted for the mixture HCGO 25% into non-reacting Diesel Auto mixture, at 370 and 380° C. Following the same procedure, the order of hydrodesulfurization reactions and the activation energy were estimated (n=1.2 and Ea=26.43 (kcal/mol) respectively). Furthermore, conducted some extra experiments were conducted in order to investigate the inhibition effect of the 𝐻���2𝑆��� produced during by the hydrodesulfurization on the hydrodesulphurization reactions (HDS) of HCGO/Diesel Auto’s sulfur compounds. These experiments were conducted under constant temperatures at 310, 370 and 380° C and constant WHSV at 1 ℎ−1, when varying the inlet hydrogen flow (13, 20 and 30 Nlt/h) as well as the reactor pressure (30, 40, 50 bar). Adding to that, the experimental process was simulated by using two different kinetic models. Both models produced reliable predictions on the experimental data. Both models indicated that 𝐻���2𝑆��� affected inhibition considerably, at all temperatures. Concerning the hydrodenitrogenation reactions, for the first set, they were considered to be of first order whereas the activation energy was estimated 𝐸���𝑎��� = 17, 65(𝑘���𝑐���𝑎���𝑙���/𝑚���𝑜���𝑙���). Finally, upon these experiments, were determined the final products’ properties (bromine number and total aromatics content) were determined. For the second set, 8 experiments were conducted under severe conditions. As feed, was used the the mild-hydrotreated products of the HCGO/Diesel Auto mixture hydrotreated at 310° C. These experiments were performed, to assess the properties of final products, the order of hydrodesulfurization (n=1.2) and hydrodenitrogenation (n=1) reactions. The experimental conditions for these experiments were, constant temperature at 370° C , hydrogen flow rate (13, 20 and 30 Nlt/h), pressure 30, 40 και 50 bar and WHSV 0,7, 1,1,3 ℎ−1. Closing, this study calculated the hydrogen consumption during the progress of the desulfurization process while no deactivation concerning HDS reaction was observed. Key words: hydrotreating, hydrodesulphurization, hydrodenitrogenation, HCGO, FlexiCoking, bromine number, total aromatics content, hydrogen consumption, activation energy. en
heal.advisorName Παπαγιαννάκος, Νικόλαος el
heal.committeeMemberName Φιλιππόπουλος, Κωνσταντίνος el
heal.committeeMemberName Γρηγοροπούλου, Ελένη el
heal.academicPublisher Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Ανάλυσης, Σχεδιασμού και Ανάπτυξης Διεργασιών και Συστημάτων (ΙΙ). Εργαστήριο Τεχνικής Χημικών Διεργασιών el
heal.academicPublisherID ntua
heal.numberOfPages 135 σ.
heal.fullTextAvailability true

Files in this item

The following license files are associated with this item:

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα Except where otherwise noted, this item's license is described as Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα