طراحی و مدل سازی فرایند هیدروتریتینگ جهت حذف گوگرد و ترکیبات آروماتیک از برش های نفتی

نفت خام اساسا از هیدروکربن های پارافینی، نفتی و آروماتیک ها تشکیل شده است. علاوه بر این، ترکیبات گوگردی، نیتروژن دار و اکسیژن دار و مقدار جزیی فلزات نیز در نفت خام وجود دارد. این ترکیبات از مهم ترین آلاینده های مواد نفتی محسوب می شوند و موجب وقوع مشکل به هنگام پالایش، انتقال و در نهایت مصرف محصول می گردند. همچنین جهت تولید هر چه بیشتر فراورده های میان تقطیر پاک تر و محصولاتی مطابق با استانداردها و قوانین زیست محیطی، حذف این ترکیبات یکی از اهداف مهم پالایش به شمار می رود. فرایند فرآورش هیدروژنی روش توسعه یافته ای است که در طی آن ناخالصی ها توسط هیدروژن حذف و ترکیبات آروماتیکی اشباع می گردند. در این پروژه به بررسی و مدل سازی فرآیند فراورش هیدروژنی پرداخته شده است و هدف اصلی از انجام آن بررسی میزان تاثیر گذاری مقاومت انتقال جرم در اطراف کاتالیست بر روی نتایج است. در این راستا مدل راکتور بستر ثابت سه فازی در مقیاس نیمه صنعتی انتخاب و واکنش های اشباع آروماتیک ها و گوگردزدایی هیدروژنی برش های نفتی به عنوان نمونه ای از واکنش های اصلی هیدروتریتینگ مورد مدلسازی قرار گرفته اند. به عنوان خوراک واحد نیز، از برش دیزل استفاده شده است. پس از حل معادلات انتقال جرم و واکنش ها، نمودار تغییرات غلظت ترکیبات بر حسب طول راکتور، دمای راکتور، whsv و نسبت هیدروژن به خوراک در دو حالت تک-فیلمی و دو-فیلمی رسم گردیده است. جهت حل معادلات سیستم از نرم افزار matlab کمک گرفته شده است. مقایسه نتایج بدست آمده و نمودارها با داده های تجربی موجود در مقالات نشان می دهد که در نظر گرفتن و یا صرف نظر کردن از مقاومت فیلمی روی سطح کاتالیست در فاز مایع تاثیری بر روی نتایج بدست آمده ندارد و می توان به هنگام نوشتن معادلات از آن صرف نظر نمود و یا به عبارت دیگر غلظت ترکیبات را بر روی سطح کاتالیست برابر با غلظت آنها در فاز مایع در نظر گرفت. همچنین به منظور اطمینان از روند کار و صحت نتایج بدست آمده برشی سنگین تر (vgo) نیز به عنوان خوراک انتخاب شده و مجددا سیستم مدل گردیده است. از نتایج حاصل از مدل سازی فرایند فراورش هیدروژنی برش های متفاوت چنین بر می آید که نتیجه بیان شده برای انواع خوراک ها صادق می باشد.