این فایل در قالب ورد وقابل ویرایش در 90 صفحه می باشد .
پایان نامه طراحی کاتالیست هیدروکراکینگ برشهای سنگین نفتی
چکیده
با توجه به سنگین شدن منابع نفت کشور , نقش مهم فرآیندهای شکست , بیش از پیش نمایان می‌شود یکی از این فرآیندها هیدروکراکینگ می‌باشد , که به علت امتیازات زیاد از اهمیت بیشتری برخوردار است. این فرآیند کاتالیستی , حجم انبوهی از کاتالیستهای مصرفی در پالایشگاهها را به خود اختصاص داده و میزان مصرف کاتالیست آن در ایران , حدود 350 تن در سال می‌باشد.
دراین پروژه , ساخت کاتالیست این فرآیند مورد نظر بوده است که با توجه به جهت گیری فرآیند هیدروکراکینگ در ایران برای تولید فرآورده‌های میان تقطیر , نسبت به ساخت کاتالیست بر پایه سیلیکاآلومینای آمورف و با استفاده از فلزات نیکل – مولیبدن ,مبادرت شده است.
ساخت پایه سیلکاآلومینا , با روش هم ژل سازی , بر اساس ترکیب آلومیناسل و سیلیکاسل انجام شد. در جریان ساخت پایه , مشخص شد که تنظیم پارامترهای عملیاتی نظیر pH , تأثیر بسزایی بر بافت نهایی پایه دارد.
پس از بدست آوردن شرایط بهینه پایه , روشهای مختلف ساخت کاتالیست مورد آزمایش قرار گرفت و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی کاتالیست ساخته شده , با کاتالیست تجاری مقایسه گردید. در انتها , کاتالیست ساخته شده با استفاده از روش مخلوط کردن که ساده‌ترین و مقرون به صرفه ترین روش است , آماده گردید و جهت تست راکتوری انتخاب شد. تست راکتوری در شرایط مختلف دما و فشار انجام گردید و نتایج بدست آمده با نتایج حاصل از کاتالیست تجاری مورد مقایسه قرار گرفت.
عنوان …..صفحه
مقدمه …….……………………………………………………………………………..1
بخش اول : مباحث نظری……….….…………………………………………………….3
فصل 1) فرآیند هیدروراکینگ.….….……………………………………………………….4
- تاریخچه فرآیند ….…....………………………………………………………4
- معرفی فرآیند…..…..………………………………………………………….5
- انواع فرآیند……...……………………………………………………………6
1-3-1) فرآیند یک مرحله‌ای ….……………………………………………………..6
1-3-2) فرآیند دو مرحله‌ای ……....…………………………………………………7
- راکتورها و بستری‌های کاتالیستی فرآیند……...…………………………………8
- واکنشها و مکانیزم آنها …..…...………………………………………………10
1-5-1) واکنشها ….……………………………………………………………….10
1-5-2) مکانیزم واکنشها …………………………………………………………...12
فصل2) کاتالیستهای هیدروکرانیگ …..…..………………………………………17
2-1) مقدمه ……...…………………………………………………………………17
2-2) روشهای متداول ساخت کاتالیست……..…………………………………………19
2-2-1) رسوب گیری و مخلوط کردن .……...……………………………………..19
2-2-2) شکل دهی ….…..………………………………………………………20
2-2-3) خشک کردن و کلسیناسیون ……..…………………………………………21
2-2-4) تلقیح .…....………………………………………………………………22
2-3) کاتالیستهای فرآیند هیدروکراکینگ …...…………………………………………23
2-3-1) جزء زئولیتی .…..…………………………………………………………..24
2-3-2) اجزا غیر زئولیتی ….….……………………………………………………25
2-3-3) جزء فلزی ….……………………………………………………………...30
2-4) روشهای مختلف ساخت کاتالیستهای هیدروکراکینگ…….………………………..33
2-4-1) مخلوط کردن …...…………………………………………………………33
2-4-2) هم ژل سازی ……..………………………………………………………..33
2-4-3) تلقیح .…………………………………………………………………….34
2-4-4) تبادل یونی(تلقیح بااثر متقابل فلزوپایه) ..….………………………………….35
2-4-5) مخلوط کردن نمک مولیبدن-تلقیح نیکل…..…………………………………36
بخش دوم : بررسی‌ها و عملیات آزمایشگاهی ….……………………………………37
فصل3)ساخت پایه کاتالیست…...…………………………………………………...38
3-1) مراحل ساخت سیلیکاآلومینا….…..……………………………………………38
3-1-1) مراحل ساخت سیلیکاآلومینا….……………………………………………38
3-1-2) شستشوی ژل سیلیکاآلومینا………………………………………………..39
3-1-3) خشک کردن ژل …..…………………………………………………….40
3-1-4) اکسترود کردن و عملیات حرارتی نهایی….…………………………………40
3-2) عملیات آزمایشگاهی …………………………………………………………….43
3-3) جمع بندی ….…………………………………………………………………45
3-4) پارامترهای بررسی شده هنگام ساخت سیلیکاآلومینا…,,……………………………45
3-4-1) تأثیرpH ژل سیلیکاآلومیناروی مشخصات بافتی آن…………………………..45
3-4-2) تأثیرزمان پیرکردن ژل سیلیکا آلومینادر7=pHروی مشخصات بافتی آن….,……45
3-4-3) تأثیر مقدار سدیم , روی سطح سیلیکاآلومینا…,……………………………45
فصل 4) ساخت کاتالیست …………………………………………………………..46
4-1) عملیات آزمایشگاهی ,….…………………………………………………….46
4-1-1) تلقیح همزمان ,,…….……………………………………………………46
4-1-2) مخلوط کردن نمک مولیبدن-تلقیح نیکل…...………………………………46
4-1-3) مخلوط کردن ……………………………………………………………47
4-2) جمع بندی …….……………………………………………………………48
فصل 5) بررسی عملکرد کاتالیست …………………………………………………53
5-1) شرح دستگاه و عملیات ………………………………………………...……53
5-2) محاسبه درصد تبدیل,گزینش پذیری محصولات میان تقطیرو بازده…...………….59
مقدمه
نفت خام , مخلوط پیچیده ایست از هیدروکربنهای مختلف گروههای پارافینی , نفتی و آروماتیک , علاوه بر این در نفت خام مقادیر کمی نیز ترکیبات گوگرددار , نیتروژن‌دار و فلزاتی نظیر نیکل و وانادیم وجود دارد.
در نقطیر نفت خام بر اساس فاصله جوش , برشهای مختلف بدست می‌آید. برشهایی که در دمای کمتر از oC180 می‌جوشند , به عنوان « برشهای سبک» در نظر گرفته می‌شوند. برشهایی که دردمای بین oC180 تا oC360 می‌جوشند , «مواد میان نقطیر 1» می‌باشد و برشهای با نقاط جوش بالاتر از oC360 « برشهای سنگین » نامیده می‌شوند. برشهای مختلف حاصل از تقطیر نفت خام و کاربردهای آنها در جدول (الف) نشان داده شده است.
جدول الف: برشهای مختلف حاصل از تقطیر نفت خام
Typical use
Boiling range , oC
Fraction
Fuel , LPG , olefins
Up to 10
Gas (up to C4
Gasoline blend
10 – 80
Lt,naphta
Gasoline blend (after reforming),jet
80 – 180
Hv , naphta
fule, surce of aromatice
Jet fuel , kerosene
180 – 260
Kerosene
FCC feed , diesel fuel
260 – 360
Atm , gas oil
Source of VGO (by vacuum distil),fuel oil,some
~ 369 +
Atm , residue
hydroprocessd
Asphalt ,coke ,lube oil,some hydroprocessrd
~ 560 +
Vacuum residue
فرآیندهای پالایش , به منظور بهبود کیفیت برشهای نفتی و تبدیل برشهای نفتی نامرغوب به فرآورده‌های مطلوب (نظیر سوختها) طراحی شده‌اند. شکل (الف) نمودار عملیات پالایش نفت خام را نشان می‌دهد.
محصولات نفتی بدست آمده از فراورش نفت خام , به تقاضای بازار بستگی دارد. به عنوان مثال پالایشگاههای ایالات متحده آمریکا روی تولید سوختهای وسایل نقلیه , بخصوص بنزین , متمرکز شده‌اند. در حالیکه در ایران مواد میان تقطیر نظیر گازوئیل و نفت سفید کاربرد بیشتری دارند.
فرآیندهای شکست , جهت تبدیل برشهای سنگین حاصل از تقطیر نفت خام , به محصولات مطلوب مورد استفاده قرار می‌گیرند. فرایند هیدروکراکینگ , به علت امتیازات زیاد بیشترین کاربرد را دارا است.
1 Middle distillatcs
پایان نامه طراحی کاتالیست هیدروکراکینگ برشهای سنگین نفتی