تحقیق نسبت مولی هیدروژن به هیدروکربن

با وجود اینکه واحد های تبدیل کاتالیستی خود سازنده هیدروژن هستند. اما برای محافظت کاتالیست از کک بستن سریع، از گاز هیدروژن گردشی همراه خوراک استفاده می شود و این گاز هیدروژن گردشی از ارکان اصلی واحد تبدیل کاتالیستی است.این نسبت مولی گاز هیدروژن گردشی به مولهای خوراک از متغیر های عملیاتی می باشد که برای کنترل کارکرد واحد تبدیل به کار می رود. تحقیق نسبت مولی هیدروژن به هیدروکربن در قالب فایل ورد آماده برای ویرایش و پرینت میباشد.

نسبت مولی هیدروژن به هیدروکربن:

به عنوان مثال برای یک واحد تبدیل با خوراکbbI/(hr ) 800 و با APJ=55 و۱bm/(bbI ) p=265.3
و همچنسن دارای وزن ملکولی۱bm/(1bmol ) =120 MW و همچنین گاز هیدروژن گردشی با دبی ۳۳۵۰۰۰۰SCF/(hr )و درصد مولی۸۰%به صورت زیر بدست می آید:
(۳۳۵۰۰۰۰ SCF/hr×۰٫۸)/(۳۷۹ scf/(1 bmol))=7071.2 1bmol/hr:هیدروژن
طبق رابطهM=PQمی توان دبی جرمی هیدروکربن را بدست آورد:
هیدروکربن: (۸۰۰ bbI/hr *265.31 bm/bbs)/(120 1bmol/1bmol)=1766.7 1bmol/hr

۴= (۷۰۷۱٫۲ ۱bmol/hr)/(1766.7 1bmol/hr)
هدف اصلی از گاز گردشی هیدروژن در واحد تبدیل کاتالیستی نفتا، بالا بردن فشاز جزئی هیدروژن در راکتورهای تبدیل به منظور جلوگیری از تشکیل هیدروکربورهای آروماتیک چند حلقه ای که تف=قریبا به فرمول 〖(CH)〗_n نزدیک می باشد و اصطلاحا کک نامیده می شود و این کک باعث غیر فعال شدن کاتالیست می گردد. حال این هیدروژن گردشی به محض تشکیل اولین ذره کک با آن ترکیب شده و از گسترش دامنه آن جلوگیری به عمل می آورد.اطلاعات زیادی درباره نحوه تغییر کک بستن کاتالیست با تغییر نسبت مولی هیدروژن به هیدروکربن در درست نمی باشد. طبق یک بررسی تحقیقاتی، با کاهش نسبت هیدروژن به هیدرو کربن از ۸ به ۴ سرعت نشستن کک بر روی سطح کاتالیست، ۱٫۷۵ برابر افزایش می یابد و حال اگر این نسبت از ۴ به ۲ رسانده شود در این صورت سرعت کک بستن کاتالیست، ۳٫۶ برابر تسریع می یابد و همچنین در جاهای تحقیقاتی دیگر آزمایش شده است که با کاهش نسبت هیدروژن به هیدروکربن از ۵ به ۴ عمر دوره کارکرد کاتالیست (cycle length) حدودا ۲۰% کاهش پیدا می کند. واحد های تبدیل کاتالیستی که در اوایل طراحی می شد نسبت مولی هیدروژن به هیدروکربن بر مبنای ۸-۱۰ و همچنین فشار در حدودpsij 500-400 بود، حال آنکه در طراحی های جدید این نسبت ۵-۲ و همچنین فشار عملیاتی در محدودهpsij 150-50 رسیده است.دو انگیزه باعث کاهش دادن نسبت مولی هیدروژن به هیدروکربن در واحد های عملیاتی تبدیل کاتالیستی گردیده است که این دو عامل:
۱-صرفه جویی در انرژی و کاهش آن در حداکثر امکان، چون افزایش نسبت هیدروژن به هیدروکربن علاوه بر صرف انرژی بیشتر در کمپرسور گاز گردشی لازم است مقدار گاز بیشتری را در کوره ها تا حرارت مورد نیاز فعل و انفعال در رآکتورها گرم کرد.
۲-انجام بهتر و کاملتر فعل و انفعالات هیدروژن زدایی از نفتن ها و حلقوی شدن پارافین ها است که هرچه هیدروژن در محیط کم تر باشد تعادل به طرف تولید بیشتر مواد آروماتیک هدایت می گردد.چون در راکتور اول این فعل و انفعالات بیشتر صورت می گیرد بعضی سازندگان کاتالیست پیشنهاد می دهند که در راکتورهای اول هیدروژن کمتری گردش داده شود(از دو کمپرسور ویا یک کمپرسور یا یک کمپرسور با دو انشعاب استفاده گردد.) در راکتورهای آریاباتیک فعل و انفعالات گرماگیر باعث کاهش درجه حرارت جریان می گردد اما گاز هیدروژن گردشی که محتوی درصد بالایی از هیدروژن با ظرفیت گرمایی بالا که همراه خوراک واردراکتور ها می گردد از کاهش واقعی درجه حرارت در رابطه با فعل و انفعالات گرماگیر جلوگیری نموده و خود به منزله چاه حرارتی عمل کرده و لذا باعث کمتر شدن ∆T (اختلاف بین دماهای خروجی و ورودی رآکتور) رآکتور می گردد. هرچه نسبت هیدروژن به هیدروکربن در راکتورها بیشتر باشد در این صورت ∆T راکتورها با شدت عملیات ثابت کمتر می گردد. گرمای ویژه  در فشار ثابت و دمای ۶۰ درجه فارنهایت مساوی۳٫۴۱ Btc/1bmf0می باشد و خیلی بالا می باشد. (با مقایسه با گرمای ویژه آب که مساوی ۰٫۱ B3/1bmf0 تولوئن مساوی۰٫۲۶ Btc/1bmf0و نرمال هیپتان مساوی ۰٫۳۸۵ Btc/1bmf0)بنابرین جهت تصحیح.. یک شرایط استاندارد نسبت هیدروژن به هیدروکربن و درجه خلوص هیدوژن را با یک حالت مبنا (مثلا: نسبت هیدروژن به هیدروکربن مساوی ۸ و درصد مولی هیدروژن در گاز گردشی ۹۰%) مقایسه می کنند.برای نمونه در یک واحد کاتالیستی با خوراک و درجه حرارت ثابت در دو وضعیت مختلف نسبت هیدروژن به هیدروکربن و درصد مولی هیدروژن در گاز گردشی ، دو ∆T متفاوت حاصل می شود.

هیدروژن
هیدروژن

سرعت فضایی:

سرعت فضایی هم یکی از متغیر های مهم عملیاتی در فرایند تبدیل کاتالیستی نفتا است و قابل مقایسه و جانشین درجه حرارت حرارت فعل و انفعال از نظر بررسی کاتالیست است. سرعت حجمی (فضایی) بیانگر طول زمان تماس خوراک با کاتالیست می باشد.همانگونه که درجه حرارت متوسط ورودی(Weighted average inlet temperature)WAJTو درجه حرارت متوسط بستر کاتالیست(Weighted average bed temperature)WABTبه به منظور سهولت دسترسی به درجه حرارت نسبتا واقعی فعل و انفعال انتخاب می کنند، پارامتر هایی را هم جهت دستیابی فوری به زمان تماس بر حسب سرعت حجمی LHSV(liqvid hourly space velocity) و یا سرعت وزنی WHSV(Weight hourly space velocity)در نظر می گیرند.LHSV عبارت است از حجم خوراک ورودی در ساعت تقسیم بر حجم کاتالیست در شرایط استاندارد (۶۰ درجه فارنهایت و ۱۴٫۷ psia) حجم خوراک و حجم کاتالیست را بر حسب یک واحد معمولا، بشکه، فوت مکعب ، متر مکعب و … در نظر می گیرند.یعنی پالایشگاه ها ترجیح می دهند به جای استفاده از LHSV از  WHSV استفاده  نمایند که در آن صورت، جرم خوراک (پوند یا کیلوگرم ) در ساعت بر جرم کاتالیست خواهد بود که با همان مقیاس سنجیده باشد.

مشخصات خوراک:

از آنجا که سایر متغیر های عملیاتی به نحوی به مشخصات خوراک بستگی دارند، لذا خوراک در راس متغیر های عملیاتی است و هر زمان درباره بازده عدد اکتان و یا دوره کارکرد کاتالیست بحث می شود. اولین سوال این است که کیفیت خوراک چیست؟
قبل از گرانی نفت در سال ۱۹۷۴ چون پالایشگاه ها با نفت خام ثابتی که بر اساس آن طراحی شده کار می کردند مشکل با تنوع خوراک نداشتند. در دهه ۱۹۸۰ اکثر پالایشگاه ها ناچارا واحد های خود را جهت مصرف نفت خام های مختلف رفع اشکال و توسعه نمودند تا ضمن به کار بردن نفت خام ارزان تر از نظر کمبود هم در تنگنا قرار نگیرند. درصد جمعی محصول بستگی به مقدار هیدروکربورهای نفتنیک و آروماتیک خوراک دارد که در بررسی ها معمولا مجموع N+2Aرا در نظر می گیرند و هرچه این مقدار بیشتر باشد، محصول از بازدهی و عدد اکتان بالاتری برخوردار خواهد بود.
یکی از مشخصات خوراک که بایستی کنترل شود محدوده نقطه جوش آن است. معمولا نقطه جوش انتهایی (FBP)خوراک را در واحد تقطیر و آنروماگس تنظیم می کنند و قاعدتا نباید از c_11 بیشتر باشد و به علت کراکینیگ مختصر در راکتور گوگرد زدایی واحد تصفیه و ابعاد موار سبک نقطه جوش اولیه (IBP) خوراک واخد ریفرمرینگ را در برج سبک زدایی واحد تصفیه (stripper) تنظیم می نمایند و سعی می شود که از c_6 کم تر در این خوراک نباشد تا اینکه در راکتور های واحد تبدیل به بنزن و سایر مواد معطره تبدیل شود.نقطه جوش هیدروکربورهای کلیدی نفتنیک –آروماتیک و پارافینی در جدول زیر نشان داده شده است.

مطلب بالا چکیده‌ای از تحقیق و پژوهش اصلی میباشد جهت تهیه نسخه کامل آن از باکس زیر اقدام به خرید و دانلود نمایید
لینک خرید پژوهش تحقیق نسبت مولی هیدروژن به هیدروکربن:
تحویل فوری و خودکار فایل با لینک مستقیم بعد از پرداخت
تعداد صفحه: 17
قالب: فایل word

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *