پیش‌بینی طول عمر کاتالیست فرایند تبدیل کاتالیستی پالایشگاه اصفهان با استفاده از دادههای کارکردی
الموضوعات :
1 - استادیار بازنشسته پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران.
الکلمات المفتاحية: فرایند تبدیل کاتالیستی, غیرفعال‌شدن کاتالیست تبدیل, نشست کک, پیش‌بینی عمر نهایی کاتالیست, داده¬های آزمون کارکردی.,
ملخص المقالة :
کاتالیستهای تبدیل در پالایشگاههای نفت و صنایع پتروشیمی با گذشت زمان کاری در اثر نشست کک بر سطح آن دچار کاهش فعالیت میشوند و در پایان پس از چند دوره کاری، کاتالیست باید تعویض شود. در این کار پژوهشی، با درنظرگرفتن یک واکنش برگشت‌ناپذیر، افزایش عدد اکتان فراورده واکنشگاه مدلسازی شد. همچنین، سرعت غیرفعال‌شدن، یک واکنش توانی درنظرگرفته شد. ثابت سرعت هر دو واکنش توابع آرنیوسی برحسب دما، فرض شدند. با استفاده از آزمون‌های کارکردی انجام‌شده، دادههای چهار دوره کاری گردآوری شد. پس از تخمین مقدار عامل‌های مدل، مقایسه جدول تجزیه وردایی و همچنین، مقایسه مقدارهای عدد اکتان آزمونها با عدد اکتان پیشبینی‌شده با مدل، درستی نتیجههای مدلسازی و همخوانی آنها با دادههای آزمون به اثبات رسید. میانگین انحراف مطلق اعداد اکتان برای 62 آزمون معادل 856/0 بهدست آمد. حالت‌های متفاوت برای تعیین عمر نهایی کارکرد کاتالیست تبدیل با مدلسازی بهدست آمد. براین پایه اگر کمینه عدد اکتان قابل‌قبول در دمای EOR معادل 89 در نظرگرفته شود، این کاتالیست میتواند 8134 روز کار کند که به‌تقریب برابر با 3/22 سال می‌شود. اگر کمینه عدد اکتان را 88 فرض کنیم، عمر کاتالیست به حدود 30 سال افزایش خواهد یافت. نمودارهای تغییرهای فعالیت و عدد اکتان در دماهای ثابت و زمان عملکرد برای کاتالیست تبدیل پالایشگاه نفت اصفهان توسعه داده شد.
[1] Nauman EB. Chemical reactor design
optimization and scale up. New York:
MacGraw – Hill; 2002.
[2] Froment GF, Bischoff KB, De Wilde J.
Chemical Reactor Analysis and Design. 3rd
edition. USA: John Wiley & Sons Inc; 2011.
[3] Rahmatullah R, Putri RW, Mahendra B, Arofi
HT, Hadi CS. Catalyst lifetime analysis for hightemperature shift converter (104-D1) at urea
factory. CHEESA. 2023;6(2):76-84. doi:
10.25273/cheesa.v6i2.15986.76-84
[4] Liang Y. Zhang Y. Data-driven approaches for
predicting catalyst performance in CO2
hydrogenation. Journal of Computing and
Electronic Information Management.
2024;14(2):80-86. doi: 10.54097/2c9dk233
[5] Hamad KI, Humadi JI, Issa YS, Gheni SA,
Ahmed MA, Hassan AA. Enhancement of
activity and lifetime of nano-iron oxide
catalyst for environmentally friendly catalytic
phenol oxidation process. Cleaner Engineering
and Technology. 2022;11:100570. doi:
org/10.1016/j.clet.2022.100570
[6] De Pauw RP, Froment GF. Deactivation of the
platinum reforming catalyst in a tubular
reactor. Chemical Engineering science.
1975;60:789- 801. doi: org/10.1016/0009-
2509(75)80043-1
[7] Froment GF. Modeling of catalyst deactivation
by coke formation. In: Bartholomew CH, But
JB, editors. Catalyst deactivation. Nederlands:
Elsevier Science Publishers; 1991. p. 53-58.
[8] Froment GF. Coke formation in catalytic
processes: Kinetics and catalyst deactivation.
In: Bartholomew CH, Fuentes GF, editors.
Catalyst Deactivation. Nederlands: Elsevier
Science Publishers; 1997. p. 53-68.[9] Ancheyta JJ, and Isunza FL. Analysis of
deactivation models based on time-on-stream
(TOS) theory for fluid catalytic cracking
process. Journal of the Mexican Chemical
Society. 2000;44(3):183-187.
[10] Lapinski M, Baird L, James R. UOP
Platforming Process, Chapter 4.1. In: Myers
RA, editor. Handbook of Petroleum Refining
Processes. New York: McGraw-Hill
Companies; 2004. p. 4.1-4.31
[11] Kelly J. Reforming reformate octane
measurement. HYDROCARBON
ENGINEERING. 2002;9:48-51.
[12] Rashidzadeh M, Ahmad A, Sadighi S. Studying of
catalyst deactivation in a commercial
hydrocracking process (ISOMAX). Journal of
Petroleum Science and Technology.
2011;1(1):46-54. doi: org/10.22078/jpst.2010.26
[13] Azarpour A, Alwi SRW. Prediction of industrial
catalysts deactivation rate using first principle
model and opeating data. Malaysian Journal of
Analytical Sciences. 2017;21(1):204-212. doi:
org/10.17576/mjas-2017-2101-24
[14] Arani HM, Shirvani M, Safdarian K,
Dorostkar E. Lumping procedure for a kinetic
model of catalytic naphtha reforming.
Brazilian Journal of Chemical Engineering.
2009;26(4):723-732.
[15] Seif Mohaddecy R, Sadighi S. Predicting catalyst
lifetime. Petroleum Technology Quarterly.
2013;1000840:1-8.
[16] Birtill JJ. Systematic Procedures for
interpretation and modeling of catalyst
deactivation using integral fixed-bed reactors.
I & EC Research. 2011;50:3145-3158. doi:
org/10.1021/ie101481y
[17] Krishnaswamy S, Kittrell JR. Analysis of
temperature-time data for deactivating
catalysts. Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev.
1979;18(N3):399- 403.
[18] Bartholomew CH, Farrauto RJ. Fundamentals
of Industrial Catalytic Processes. USA: John
Wiley & Sons; 2006. doi:
10.1002/978047173
