Καταλυτική υδρογονοεπεξεργασία μιγμάτων vaccum gas oil-heavy coker gas oil-unconverted oil (el)

Τζαβίδη, Σοφία; Tzavidi, Sofia

dc.contributor.author	Τζαβίδη, Σοφία	el
dc.contributor.author	Tzavidi, Sofia	en
dc.date.accessioned	2016-07-08T06:53:39Z
dc.date.available	2016-07-08T06:53:39Z
dc.date.issued	2016-07-08
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/43033
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.12564
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.subject	Μηχανική χημικών αντιδραστήρων	el
dc.subject.other	Καταλυτική υδρογονοεπεξεργασία	el
dc.title	Καταλυτική υδρογονοεπεξεργασία μιγμάτων vaccum gas oil-heavy coker gas oil-unconverted oil (el)	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Μηχανική χημικών αντιδράσεων	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/4857f7ab26a40fd67e9568abb8b3e5cae80ef62c
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2015-10-02
heal.abstract	Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκε η καταλυτική υδρογο¬νο¬επεξεργασία μιγμάτων Vacuum Gas Oil (VGO), Heavy Coker Gas Oil (HCGO) και Unconverted Oil (UCO), τα οποία λήφθηκαν από το διυλιστήριο των Ελληνικών Πετρελαίων της Ελευσίνας. Στόχος της μελέτης ήταν να διερευνηθεί η επιρροή των κλασμάτων HCGO και UCO στη διεργασία της υδρογονοεπεξεργασίας. Η επεξεργασία πραγματοποιήθηκε σε ισοθερμοκρασιακό αντιδραστήρα εμβολικής ροής και σταθερής καταλυτικής κλίνης, ενώ ο καταλύτης που χρησιμοποιήθηκε είναι NiMo/γ-Al2O3. Πραγματοποιήθηκαν πέντε πειραματικοί κύκλοι. Η τροφοδοσία του πρώτου κύκλου ήταν καθαρό VGO, του δεύτερου κύκλου μίγμα περιεκτικότητας 75% w/w VGO και 25% w/w HCGO, του τρίτου κύκλου μίγμα περιεκτικότητας 65% w/w VGO, 25% w/w HCGO και 10% w/w UCO. Η τροφοδοσία του τέταρτου κύκλου ήταν μίγμα περιεκτικότητας 55% w/w VGO, 25% w/w HCGO και 20% w/w UCO και του τελευταίου κύκλου μίγμα περιεκτικότητας 90% w/w VGO και 10% w/w UCO. Για κάθε κύκλο πειραμάτων η επεξεργασία πραγματοποιήθηκε για τρεις διαφορετικές πιέσεις λειτουργίας (30, 40, και 50 bar), τρεις διαφορετικές θερμο¬κρασίες (360, 370 και 380 οC), παροχές τροφοδοσίας (28, 40 και 52 g/hr) και παροχές υδρογόνου (13, 20 και 28 NL/hr). Επίσης, μετά το τέλος κάθε πειραματικού κύκλου πραγματοποιήθηκε πείραμα αναφοράς μίγματος 25% w/w HCGO και 75% w/w Diesel Auto (DA) με σκοπό τον προσδιορισμό της αποδραστικοποίησης του καταλύτη. Από αναλύσεις που πραγματοποιήθηκαν στο χημείο του διυλιστηρίου του Ασπροπύργου για κάθε δείγμα μετρήθηκε η συγκέντρωση αζώτου, ο αριθμός βρωμίου, η συγκέντρωση των αρωματικών ενώσεων, η πυκνότητα καθώς και το ιξώδες. Από την επεξεργασία των αποτελεσμάτων προέκυψε ότι η αντίδραση της απαζώ¬τωσης δεν ακολουθεί κινητική πρώτης τάξης. Για τον πρώτο κύκλο η τάξη της αντίδρασης απαζώτωσης υπολογίστηκε ίση με 0.9, για τον δεύτερο κύκλο 1.6, για τον τρίτο και τέταρτο κύκλο η τάξη της αντίδρασης ισούται με 2.4. Ακόμη έγινε ο υπολογισμός της σταθεράς αντίδρασης (k) καθώς και της ενέργειας ενεργοποίησης (Ea) της αντίδρασης απαζώτωσης για κάθε κύκλο πειραμάτων. Σημαντική ήταν η μείωση του αριθμού βρωμίου για κάθε πειραματικό κύκλο σε σχέση με τις τιμές του αριθμού βρωμίου για τις αρχικές τροφοδοσίες, συνεπώς και η μετατροπή των ακόρεστων αλειφατικών ενώσεων σε κορεσμένες. Οι τιμές του αριθμού βρωμίου είναι σχεδόν σταθερές και ανεξάρτητες από την παροχή της τροφοδοσίας για κάθε πειραματικό κύκλο. Έτσι, δεν κρίθηκε σκόπιμο να υπο-λογιστούν οι κινητικές σταθερές για την αντίδραση κορεσμού των ακόρεστων αλειφατικών ενώσεων. Ακόμα, για το σύνολο των πειραματικών κύκλων σημαντική είναι η μείωση των συγκεντρώσεων των διαρωματικών και τριαρωματικών ενώσεων. Παρατηρείται μικρή αύξηση στη συγκέντρωση των μονοαρωματικών ενώσεων η οποία αποδίδεται σε μετατροπή διαρωματικών και τριαρωματικών ενώσεων σε μονοαρωματικές. Τέλος, δεν παρατηρείται σημαντική διαφοροποίηση στις συγκε-ντρώσεις των αρωματικών ενώσεων συναρτήσει της παροχής τροφοδοσίας. Η μείωση της πυκνότητας μετά την επεξεργασία δεν ήταν σημαντική και δεν παρατηρήθηκε να μεταβάλλεται συναρτήσει της θερμοκρασίας επεξεργασίας. Ωστόσο, σημαντική ήταν η μείωση του ιξώδους μετά την επεξεργασία χωρίς όμως και αυτή να εξαρτάται σημαντικά από τη θερμοκρασία επεξεργασίας. Τέλος, παρατηρήθηκε αποδραστικοποίηση του καταλύτη μετά τον δεύτερο πειραματικό κύκλο, ενώ μετά τον τελευταίο κύκλο ο καταλύτης προκύπτει ότι είναι πιο ενεργός λόγω πιθανής απομάκρυνσης κοκ από τα ενεργά κέντρα αυτού κατά την επεξεργασία που πραγματοποιήθηκε στον πέμπτο κύκλο.	el
heal.abstract	Catalytic hydroprocessing of Vacuum Gas Oil (VGO), Heavy Coker Gas Oil (HCGO) and Unconverted Oil (UCO) mixtures was studied in the present thesis. The above fractions were received by the Hellenic Petroleum S.A. Refinery. The aim of the study was to investigate the effect of the HCGO και UCO fractions in the hydroprocessing process. The experiments were carried out in a constant-temperature, plug flow and constant catalytic bed reactor, while the catalyst used was 𝑁𝑖𝑀𝑜/𝛾−𝐴𝑙2𝑂3. Five experimental cycles were carried out. The feed was pure VGO for the first cycle, mixture of 75% w/w VGO and 25% w/w HCGO for the second cycle, mixture of 65% w/w VGO, 25% w/w HCGO and 10% w/w UCO for the third cycle, mixture of 55% w/w VGO, 25% w/w HCGO and 20% w/w UCO for the fourth cycle and mixture of 90% w/w VGO and 10% w/w UCO for the fifth cycle. The treating took place under three separate values of reactor pressure (30, 40, and 50 bar), temperature (360, 370 and 380 οC), feed rate (28, 40 and 52 g/hr) and hydrogen flow (13, 20 and 28 NL/hr) for each cycle. In order to calculate the catalyst deactivation, a reference experiment of 25% w/w HCGO και 75% w/w Diesel Auto (DA) mixture conditions was carried out. The concentration of nitrogen, the bromine number, the concentration of aromatic compounds, the density and the viscosity were measured for each sample by analyses that took place in the laboratory of Hellenic Petroleum Refinery in Aspropyrgos. The experiments revealed that the hydrodenitrogenation reaction diverges from first order. The hydrodenitrogenation reaction order was calculated at 0.9, 1.6, 2.4 and 2.4 for the first four cycles, respectively. The kinetic constant (𝑘) and activation energy (𝐸a) were also calculated for each experimental cycle. The bromine number was significantly reduced for each experimental cycle. It can therefore be concluded that the saturation of aliphatic compounds was also significant. For each cycle, the outgoing values of bromine number are almost constant and independent of the feed rate. Hence the calculation of the saturation kinetic constants was considered redundant. Furthermore, the concentration of the diaromatic and triaromatic compounds was significantly reduced. A small increase of the concentration of monoaromatic compounds can be observed, which can be attributed to the conversion of diaromatic and triaromatic compounds to monoaromatic. Finally, no significant alteration can be observed in the concentration of aromatic compounds regarding the feed rate. The reduction of the density of the samples was insignificant and independent of the process temperature. However, the outgoing viscosity was significantly reduced, albeit independent of the process temperature. Last but not least, the catalyst was deactivated after the second cycle, while after the last cycle the catalyst is more activated due to possible removal of coke from activated sites during the fifth cycle treating.	en
heal.advisorName	Παπαγιαννάκος, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Φιλλιπόπουλος, Κωσταντίνος	el
heal.committeeMemberName		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	99 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true