Καταλυτική υδρογονοεπεξεργασία δύο σταδίων μείγματος heavy coker gas oil και diesel auto

Ριζόπουλος, Ιωάννης; Rizopoulos, Ioannis

dc.contributor.author	Ριζόπουλος, Ιωάννης	el
dc.contributor.author	Rizopoulos, Ioannis	en
dc.date.accessioned	2014-10-21T08:51:49Z
dc.date.available	2016-02-08T12:29:11Z
dc.date.issued	2014-10-21
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/39276
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.10937
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	Καταλυτική υδρογονοεπεξεργασία	el
dc.subject	Αποθείωση	el
dc.subject	Απαζώτωση	el
dc.subject	Κατανάλωση υδρογόνου	el
dc.subject	Κινητικά μοντέλα	el
dc.subject	Catalytic hydrotreating	en
dc.subject	HCGO	en
dc.subject	Hydrodesulfurization	en
dc.subject	Hydrodenitrogenation	en
dc.subject	Hydrogen consumption	en
dc.title	Καταλυτική υδρογονοεπεξεργασία δύο σταδίων μείγματος heavy coker gas oil και diesel auto	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Μηχανική Χημικών Διεργασιών	el
heal.classificationURI	http://localhost:8080/healp/data/11/3/2
heal.language	el
heal.access	free	el
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2014-09-30
heal.abstract	Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκε η καταλυτική υδρογονοεπεξεργασία σε ήπιες συνθήκες λειτουργίας του προϊόντος Heavy Coker Gas Oil της μονάδας FlexiCoker των ΕΛΠΕ Ελευσίνας. Στόχος της μελέτης ήταν η ήπια προ-επεξεργασία του προϊόντος όπως παράγεται από το FlexiCoker, το οποίο έχει αποδειχθεί ότι προκαλεί λειτουργικά προβλήματα όταν συν-τροφοδοτείται στις μονάδες υδρογονοεπεξεργασίας του διυλιστηρίου. Στα εργαστηριακά πειράματα ήπιας υδρογονοεπεξεργασίας μείγματος HKGO και Diesel χρησιμοποιήθηκε εμπορικός καταλύτης NiMo/γ-Al2O3 και μετά τη θείωσή του πραγματοποιήθηκαν δύο σειρές πειραμάτων με την ίδια φόρτωση της καταλυτικής κλίνης. Στην πρώτη σειρά πειραμάτων διεξήχθησαν συνολικά 29 πειράματα συνολικής διάρκειας 324 ωρών σε ήπιες συνθήκες υδρογονοεπεξεργασίας του μείγματος HCGO 25% σε αδρανή μήτρα Diesel Auto και θερμοκρασίες 230, 250, 270 και 290 οC. Τα πειράματα διακρίθηκαν σε δύο κατηγορίες. Η πρώτη αφορούσε πειράματα που πραγματοποιήθηκαν σε σταθερή πίεση 40 bar, σταθερή αέρια παροχή υδρογόνου 20 Νlt/h και μεταβλητές παραμέτρους τη θερμοκρασία (270 και 290 οC) και την ταχύτητα χώρου/WHSV (0.7, 1 και 1.3 h-1). Μετρήθηκαν τα κύρια χαρακτηριστικά των προϊόντων (αριθμός βρωμίου και περιεκτικότητα σε αρωματικά), και προσδιορίστηκε η τάξη των αντιδράσεων αποθείωσης (n=2.4) και απαζώτωσης (n=1) αλλά και των αντίστοιχων κινητικών σταθερών σε κάθε θερμοκρασία. Επίσης υπολογίστηκε η ενέργεια ενεργοποίησης για την αντίδραση αποθείωσης (Ea=33.4 kcal/mol). Η δεύτερη κατηγορία αφορούσε πειράματα που πραγματοποιήθηκαν για τη διερεύνηση της ανάσχεσης στην αντίδραση αποθείωσης των θειούχων ενώσεων του μείγματος HCGO/Diesel Auto από το παραγόμενο υδρόθειο και το αέριο υδρογόνο. Τα πειράματα αυτά πραγματοποιήθηκαν σε σταθερή ταχύτητα χώρου 1h-1, σε θερμοκρασίες 270 και 290οC και μεταβλητές παραμέτρους την αέρια παροχή υδρογόνου (13, 20 και 30 Nlt/h) αλλά και την πίεση λειτουργίας της μονάδας (30, 40 και 50 bar). Μελετήθηκαν δύο διαφορετικά κινητικά μοντέλα, τα οποία κρίθηκαν αξιόπιστα και υπολογίστηκε ότι τόσο το υδρόθειο όσο και το υδρογόνο προκαλούν ανάσχεση σε κάθε θερμοκρασία. Στη δεύτερη σειρά πειραμάτων διεξήχθησαν συνολικά 18 πειράματα συνολικής διάρκειας 200 ωρών σε έντονες συνθήκες υδρογονοεπεξεργασίας των προϊόντων της ήπιας υδρογονο-επεξεργασίας PRODUCT 270oC και PRODUCT 290oC σε σταθερή πίεση 40 bar και σταθερή αέρια παροχή υδρογόνου 20 Nlt/h, ενώ οι θερμοκρασίες που επιλέχθηκαν ήταν 360 και 370 οC. Από τα πειράματα αυτά μετρήθηκαν τα κύρια χαρακτηριστικά των τελικών προϊόντων, η τάξη των αντιδράσεων αποθείωσης (n=1.3 και για τα δύο προϊόντα) και απαζώτωσης (n=1 και για τα δύο προϊόντα), καθώς και οι αντίστοιχες κινητικές σταθερές σε κάθε θερμοκρασία. Ακόμα, υπολογίστηκαν οι ενέργειες ενεργοποίησης για την αντίδραση αποθείωσης (Ea.product270= 18.9 kcal/mol και Ea.product290= 31.1 kcal/mol) και την αντίδραση απαζώτωσης (Ea.product270= 22.1 kcal/mol και Ea.product290= 19.6 kcal/mol). Τέλος, εκτιμήθηκε η κατανάλωση υδρογόνου στα πειράματα και των δύο σειρών και παρακο-λουθήθηκε η ενεργότητα του καταλύτη, η οποία δεν εμφάνισε πτώση όσον αφορά την αποθείωση.	el
heal.abstract	Coker Gas Oil fraction, produced from Hellenic Petroleum S.A Refinery’s FlexiCoking unti. The aim of this study was the mild pre-treatment of FlexiCoking unit’s product which has been proved to cause operating problems when it is co-fed into the refinery’s hydroprocessing units. A commercial catalyst NiMo/γ-Al2O3 was used for the mild hydrotreating experiments of the HCGO and Diesel Auto mixture, where after it was sulfidized, two different sets of experiments were conducted with the same loading of the catalytic bed. During the first set, a total of 29 experiments were conducted for 324 experimental hours in total under mild hydrotreating conditions for the mixture HCGO 25% into non-reacting Diesel Auto mixture, at temperatures 230, 250, 270 and 290 οC. These experiments were divided into two categories. The first category of experiments was performed under constant pressure of 40 bar, steady flow of hydrogen at the unit’s inlet of 20 Nlt/h, by varying temperature (270 and 290 οC) and space velocity WHSV (0.7, 1 and 1.3 h-1). Upon these experiments, the final products’ properties (bromine number and total aromatics content) were determined before estimating the order of hydrodesulfurization and hydrodenitrogenation reactions (n=2.4 and 1 respectively) and kinetic constants at each temperature respectively. The activation energy for the hydrodesulfurization reaction was calculated as well (Ea=33.4 kcal/mol). The second category of experiments was performed to investigate the hydrodesulphurization reaction (HDS) inhibition of HCGO/Diesel Auto’s sulfur compounds by hydrogen sulphide produced by the hydrodesulfurization reactions. These experiments were conducted under constant space velocity 1h-1, constant temperatures at 270 and 290 οC, 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 through two different kinetic models both of which produced reliable predictions on the experimental data. Both models indicated that both hydrogen sulphide and hydrogen affected inhibition considerably, at all temperatures. During the second set, 18 experiments were conducted for 200 experimental hours in total under severe hydrotreating conditions of the mild-hydrotreated products of the HCGO/Diesel Auto mixture (PRODUCT 270oC and PRODUCT 290oC) at constant pressure 40 bar and steady hydrogen flow at 20 Nlt/h, while temperature was set at 360 and up to 370 oC. These experiments were performed to assess the properties of final products, the order of hydrodesulfurization (n=1.3 for both products) and hydrodenitrogenation (n=1 for both products) reactions as well as the kinetic constants at each temperature respectively. In addition, the activation energies for hydrode-sulfurization (Ea.product270= 18.9 kcal/mol and Ea.product290= 31.1 kcal/mol) and hydrodenitrogenation reactions (Ea.product270= 22.1 kcal/mol and Ea.product290= 19.6 kcal/mol) were calculated. Closing, this study calculated the hydrogen consumption during the progress of the desulfurization process from mild to severe conditions while monitoring the catalyst’s reactivity, where, notably no deactivation concerning HDS reaction was observed.	en
heal.advisorName	Παπαγιαννάκος, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Φιλιππόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Γρηγοροπούλου, Ελένη	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Εργαστήριο Τεχνικής Χημικών Διεργασιών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	164 σ.
heal.fullTextAvailability	true