Kinetika i modeliranje katalitičkog krekiranja hidrodesulfuriziranih plinskih ulja

SAŽETAK Na temelju teorijskih razmatranja i eksperimentalnih rezultata predložen je model cijevnog reaktora s nepokretnim slojem katalizatora na MAT uređaju s ciljem što boljeg opisa fizičke slike procesa krekiranja. Model eksperimentalnog cijevnog reaktora izveden je na osnovi pretpostavke o neizotermnom i nestacionarnom radu. Na osnovi predodžbe o reakcijskom mehanizmu katalitičkog krekiranja te provjere s eksperimentalnim rezultatima dobivenim testom mikroaktivnosti u radu su predloženi 4-dijelni i 5-dijelni kinetički modeli krekiranja hidrodeulfuriziranih plinskih ulja. Kinetička analiza provedena je pomoću sekvencijalne metode, dok su kinetički parametri procijenjeni Nelder-Mead-ovom metodom. Rezultati dobiveni na osnovi modela uspoređeni su s eksperimentalno dobivenim podacima u odnosu na korištenu sirovinu i temperaturu reakcije pri čemu je dobiveno vrlo dobro slaganje. Rezultati simulacije mogu poslužiti kao osnova za predviđanje prinosa produkata u komercijalnim FCC jedinicama te u laboratorijskim uređajima. Ispitan je utjecaj promjene radnih uvjeta hidrodesulfurizacije (temperature i omjera vodik/ugljikovodici) na značajke nastalih plinskih ulja te utjecaj promjene temperature katalitičkog krekiranja na konverziju, raspodjelu i prinos produkata krekiranja hidrodesulfuriziranih plinskih ulja. Određene su značajke komponenti koje se namješavaju u motorna goriva (FCC benzini i laka ciklička ulja) vezanih uz traženu kvalitetu, prvenstveno količine sumpora, aromatskih i olefinskih ugljikovodika. U FCC benzinu i lakom cikličkom ulju, kao važnim produktima katalitičkog krekiranja, određene su grupe prisutnih sumpornih i aromatskih spojeva sa svrhom utvrđivanja što točnijeg mehanizma reakcije njihovog djelovanja na postojeće ugljikovodike te njihovo uklanjanja pomoću procesa hidrodesulfurizacije. Eksperimentalni dio rada obuhvatio je hidrodesulfurizaciju plinskog ulja na visokotlačnoj laboratorijskoj aparaturi i krekiranje dobivenih plinskih ulja na MAT uređaju testom mikroaktivnosti. U hidrodesulfuriziranim plinskim uljima te u produktima krekiranja, benzinu i LCU-u, pored sastava ugljikovodika određen je i grupni sastav sumpornih spojeva, pojedinih sumpornih spojeva te aromatskih ugljikovodika (mono, poli i ukupnih). U FCC benzinima određen je istraživački oktanski broj.