Effect of Plenum reactor temperature "Reactor Plenum" on the production of propylene in the FCC unit

4TH
International Conference On Oil, Gas and Ptrochemical, Tehran Univrsity, Iran
1‫معدنی‬ ‫و‬ ‫صنعتی‬ ‫های‬ ‫پژوهش‬ ‫مرکز‬‫پتروگس‬‫کننده‬ ‫مکاتبه‬ ‫فرد‬ ‫تلفن‬ ‫شماره‬ ،‫همایش‬ ‫ایمیل‬ ،)‫(الزامی‬
‫پلن‬ ‫راکتور‬ ‫دمای‬ ‫تاثیر‬‫ی‬‫وم‬"Reactor Plenum"‫واحد‬ ‫در‬ ‫پروپیلن‬ ‫تولید‬ ‫بر‬FCC
‫پور‬ ‫عالی‬ ‫سعید‬1
1
‫شیمی‬ ‫مهندسی‬ ‫ارشد‬ ‫کارشناسی‬ ‫پور؛دانشجوی‬ ‫عالی‬ ‫سعید‬–‫دشتستان‬ ‫واحد‬ ‫اسالمی‬ ‫آزاد‬ ‫دانشگاه‬ ‫فرآیند؛‬ ‫طراحی‬-‫ا‬‫یران؛‬
Saeedalipoor01988@gmail.com
‫چکیده‬
‫سیال‬ ‫بستر‬ ‫کاتالیستی‬ ‫شکست‬ ‫واحد‬‫اصلی‬ ‫ی‬ ‫وظیفه‬ .‫باشد‬ ‫می‬ ‫خام‬ ‫نفت‬ ‫های‬ ‫پاالیشگاه‬ ‫در‬ ‫موجود‬ ‫های‬ ‫واحد‬ ‫مهمترین‬ ‫از‬ ‫یکی‬
‫علت‬ ‫به‬ .‫باشد‬ ‫می‬ ‫بنزین‬ ‫مانند‬ ‫تجاری‬ ‫نظر‬ ‫از‬ ‫ارزش‬ ‫با‬ ‫محصوالت‬ ‫به‬ ‫ارزش‬ ‫کم‬ ‫نفتی‬ ‫محصوالت‬ ‫تبدیل‬ ‫واحد‬ ‫این‬‫تجاری‬ ‫ارزش‬
‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫افزار‬ ‫نرم‬ ‫توسط‬ ‫ای‬ ‫شده‬ ‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫مدل‬ ،‫واحد‬ ‫این‬ ‫محصوالت‬Aspen HYSYS‫شبیه‬ ‫این‬ ‫در‬ .‫است‬ ‫شده‬ ‫طراحی‬
( ‫رونده‬ ‫باال‬ ‫راکتور‬ ‫در‬ ‫پلنیوم‬ ‫دمای‬ ‫تاثیر‬ ‫به‬ ‫سازی‬Reactor Plenum Temperature‫میزان‬ ‫و‬ ‫پروپیلن‬ ‫تولید‬ ‫میزان‬ ‫روی‬ ‫بر‬ )
( ‫رونده‬ ‫باال‬ ‫راکتور‬ ‫در‬ ‫پلنیوم‬ ‫دمای‬ ‫افزایش‬ ،‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫نتایج‬ ‫به‬ ‫توجه‬ ‫با‬ .‫پرداختیم‬ ‫پاالیشگاهی‬ ‫واحد‬ ‫این‬ ‫در‬ ‫تبدیل‬ ‫درصد‬Reactor
Plenum Temperature.‫شود‬ ‫می‬ ‫واکنش‬ ‫حین‬ ‫در‬ ‫خوراک‬ ‫تبدیل‬ ‫درصد‬ ‫افزایش‬ ‫و‬ ‫پروپیلن‬ ‫تولید‬ ‫میزان‬ ‫افزایش‬ ‫باعث‬ )
‫کلیدی‬ ‫کلمات‬
‫حذف‬ ،‫طبیعی‬ ‫گاز‬ ‫سازی‬ ‫شیرین‬ ،‫جذب‬ ‫برج‬ ‫سازی‬ ‫بهینه‬ ،‫جذب‬ ‫برج‬CO2‫شبیه‬ ‫افزار‬ ‫نرم‬ ،‫کربن‬ ‫اکسید‬ ‫دی‬ ‫حذف‬ ،‫نرم‬ ،‫سازی‬
‫افزار‬Aspen HYSYS
Plenum reactor temperature effect "Reactor Plenum" on the
production of propylene in the FCC unit
Saeed Alipoor
Saeed Alipoor, Master student of chemical Engineering-Process design, Islamic Azad University Dashtestan-Iran
Saeedalipoor01988@gmail.com
ABSTRACT
Fluidized bed catalytic cracking unit (FCCU) is one of the most important processes in refinery,
sometimes called as the heart of refinery, since it is the main responsible for the profitable conversion of
heavy gas oil into commercial valuable products. In this study we've seen the impact of rising temperatures in
the reactor plenum (Reactor Plenum Temperature) on the production of polypropylene and percentage of
conversions in the FCC unit. According to the simulation results, we can increase the production of propylene and
increase the feed conversion during the reaction with rising temperatures in the reactor plenum (Reactor Plenum
Temperature).
KEYWORDS
Reactor Plenum, FCCU, FCC, polypropylene

4TH
2‫معدنی‬ ‫و‬ ‫صنعتی‬ ‫های‬ ‫پژوهش‬ ‫مرکز‬‫پتروگس‬‫کننده‬ ‫مکاتبه‬ ‫فرد‬ ‫تلفن‬ ‫شماره‬ ،‫همایش‬ ‫ایمیل‬ ،)‫(الزامی‬
1-‫مقدمه‬
‫ها‬ ‫واحد‬ ‫مانند‬ ‫میکنند‬ ‫کار‬ ‫سنتز‬ ‫گاز‬ ‫با‬ ‫که‬ ‫واحدهایی‬ ‫در‬‫ی‬
‫متفاوتی‬ ‫های‬ ‫گونه‬ ‫توان‬ ‫می‬ ... ‫و‬ ‫هیدروژن‬ ،‫آمونیاک‬ ،‫متانول‬‫از‬
‫کرد‬ ‫مشاهده‬ ‫آنها‬ ‫فرآیند‬ ‫در‬ ‫را‬ ‫ها‬ ‫جاذب‬ ‫یا‬ ‫ها‬ ‫کاتالیست‬[1].‫ش‬‫ناخت‬
‫و‬ ‫تبدیلی‬ ‫واکنش‬ ‫هر‬ ‫در‬ ‫شیمیایی‬ ‫تبدیل‬ ‫های‬ ‫فاکتور‬ ‫از‬ ‫عمیقی‬‫ا‬‫یجاد‬
‫بهینه‬ ‫شرایط‬‫می‬ ‫واحد‬ ‫عملکرد‬ ‫و‬ ‫بازدهی‬ ‫افزایش‬ ‫باعث‬ ‫آن‬ ‫برای‬
‫پای‬ ،‫جاذب‬ ‫ماده‬ ‫یا‬ ‫و‬ ‫کاتالیست‬ ‫در‬ ‫مولکولی‬ ‫روابط‬ ‫درک‬ .‫گردد‬‫و‬ ‫ه‬
‫که‬ ‫است‬ ‫شیمیایی‬ ‫های‬ ‫واکنش‬ ‫انجام‬ ‫چگونگی‬ ‫از‬ ‫ما‬ ‫شناخت‬ ‫اساس‬
‫شود‬ ‫می‬ ‫انجام‬ ‫کاتالیست‬ ‫سطح‬ ‫روی‬ ‫در‬[2]‫تولید‬ ‫های‬ ‫واحد‬ ‫در‬ .‫گ‬‫از‬
‫اکس‬ ‫دی‬ ،‫متانول‬ ،‫آمونیاک‬ ‫واحد‬ ‫مانند‬ ‫سنتز‬‫یا‬ ‫کربن‬ ‫ید‬SNG‫و‬...
‫شکستن‬ ‫جهت‬ ‫ها‬ ‫واکنش‬ ‫نیاز‬ ‫مورد‬ ‫کاتالیست‬ ‫از‬ ‫کانورترها‬ ‫اغلب‬‫گاز‬
‫ر‬ ‫کاتالیست‬ .‫کنند‬ ‫می‬ ‫استفاده‬ ... ‫و‬ ‫جذب‬ ،‫سازی‬ ‫خالص‬ ،‫خوراک‬‫به‬ ‫ا‬
‫داده‬ ‫افزایش‬ ‫را‬ ‫شیمیایی‬ ‫های‬ ‫واکنش‬ ‫سرعت‬ ‫که‬ ‫ماده‬ ‫یک‬ ‫صورت‬
‫حالیک‬ ‫در‬ .‫اند‬ ‫کرده‬ ‫تعریف‬ ‫کند‬ ‫شرکت‬ ‫درآنها‬ ‫خود‬ ‫اینکه‬ ‫بدوت‬‫ما‬ ‫ه‬‫ده‬
‫رابطه‬ ‫چیزی‬ ‫گرفتن‬ ‫طریق‬ ‫از‬ ‫که‬ ‫شود‬ ‫می‬ ‫گفته‬ ‫جسمی‬ ‫به‬ ‫جاذب‬
‫دهد‬ ‫می‬ ‫انجام‬ ‫را‬ ‫فیزیکی‬ ‫یا‬ ‫شیمیایی‬[3].‫ترمودینامی‬ ‫قوانین‬‫ثابت‬ ‫ک‬
،‫مواد‬ ‫غلظت‬ ،‫دما‬ ،‫فشار‬ ‫شرایط‬ ‫از‬ ‫سری‬ ‫هر‬ ‫برای‬ ‫که‬ ‫اند‬ ‫کرده‬‫و‬‫ضعیت‬
‫را‬ ‫دهنده‬ ‫واکنش‬ ‫مواد‬ ‫اگر‬ ‫پس‬ ،‫باشد‬ ‫می‬ ‫ثابت‬ ‫شیمیایی‬ ‫تعادل‬‫د‬‫دم‬ ‫ر‬‫ا‬
‫د‬ ‫نظر‬ ‫مورد‬ ‫فشار‬ ‫و‬‫ان‬ ‫آزادانه‬ ‫واکنش‬ ‫و‬ ‫دهیم‬ ‫قرار‬ ‫هم‬ ‫کنار‬ ‫ر‬‫جام‬‫ش‬،‫ود‬
‫شود‬ ‫می‬ ‫متوقف‬ ‫و‬ ‫رفته‬ ‫تعادل‬ ‫سمت‬ ‫به‬ ‫واکنش‬ ‫حالت‬ ‫این‬ ‫در‬[4].
،‫نظر‬ ‫مورد‬ ‫فشار‬ ‫و‬ ‫دما‬ ‫در‬ ‫ها‬ ‫دهنده‬ ‫واکنش‬ ‫که‬ ‫دارد‬ ‫وجود‬ ‫مواردی‬
‫این‬ ‫و‬ ‫رسند‬ ‫نمی‬ ‫تعادل‬ ‫نقطه‬ ‫به‬ ‫و‬ ‫نداده‬ ‫انجام‬ ‫آزادی‬ ‫شیمیایی‬ ‫واکنش‬
‫بر‬ ‫کافی‬ ‫انرژی‬ ‫دهنده‬ ‫واکنش‬ ‫مواد‬‫که‬ ،‫اکتیواسیون‬ ‫انرژی‬ ‫بر‬ ‫غلبه‬ ‫ای‬
‫در‬ ،‫ندارد‬ ‫را‬ ‫است‬ ‫نیاز‬ ‫مورد‬ ‫تعادل‬ ‫و‬ ‫واکنش‬ ‫مرحله‬ ‫به‬ ‫رسیدن‬ ‫برای‬
‫ها‬ ‫سیستم‬ ‫این‬ ‫در‬ ‫کاتالیست‬ ‫کنار‬ ‫در‬ ‫مواد‬ ‫این‬ ‫دادن‬ ‫قرار‬ ‫با‬ ‫موارد‬ ‫این‬
‫به‬ ‫رسیدن‬ ‫و‬ ‫واکنش‬ ‫انجام‬ ‫و‬ ‫اکتیواسیون‬ ‫انرژی‬ ‫سطح‬ ‫کاهش‬ ‫باعث‬
.‫شد‬ ‫خواهد‬ ‫تعادل‬‫قوان‬ ‫طبق‬ ‫بسته‬ ‫سیستم‬ ‫یک‬ ‫در‬،‫ترمودینامیک‬ ‫ین‬
‫تغییر‬ ‫با‬ ‫تنها‬ ‫و‬ ‫داشت‬ ‫نخواهد‬ ‫تعادل‬ ‫نقطه‬ ‫تغییر‬ ‫در‬ ‫نقشی‬ ‫کاتالیست‬
‫تعادل‬ ‫شرایط‬ ‫توان‬ ‫می‬ ‫مواد‬ ‫غلظت‬ ‫و‬ ‫دما‬ ،‫فشار‬ ‫مانند‬ ‫سیستم‬ ‫شرایط‬
.‫داد‬ ‫تغییر‬ ‫واکنش‬ ‫برای‬ ‫را‬‫از‬ ‫گاز‬ ‫جریان‬ ‫سنتز‬ ‫گاز‬ ‫کارخانجات‬ ‫در‬
‫مناسب‬ ‫کاتالیست‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ‫و‬ ‫کرده‬ ‫عبور‬ ‫مختلفی‬ ‫های‬ ‫راکتور‬‫می‬
‫در‬ ‫اما‬ ،‫یافت‬ ‫دست‬ ‫نظر‬ ‫مورد‬ ‫های‬ ‫واکنش‬ ‫در‬ ‫تعادل‬ ‫حالت‬ ‫به‬ ‫توان‬
‫بین‬ ‫تماس‬ ،‫کاتالیست‬ ‫فعالیت‬ ‫از‬ ‫تابعی‬ ‫تعادل‬ ‫به‬ ‫رسیدن‬ ‫واقعیت‬
.‫باشد‬ ‫می‬ ‫واکنش‬ ‫در‬ ... ‫و‬ ‫فشار‬ ‫و‬ ‫دما‬ ‫شرایط‬ ،‫پروسس‬ ‫گاز‬ ‫و‬ ‫کاتالیست‬
‫به‬ ‫واحد‬ ‫کاتالیستی‬ ‫های‬ ‫بستر‬ ‫در‬ ‫ها‬ ‫واکنش‬ ‫موارد‬ ‫بعضی‬ ‫در‬ ‫پس‬
‫ب‬ ‫در‬ ‫و‬ ‫رسیده‬ ‫تعادل‬‫رسید‬ ‫نخواهد‬ ‫موارد‬ ‫عضی‬[5].‫واکنش‬ ‫اکثر‬ ‫در‬
‫و‬ ‫کرده‬ ‫ایجاد‬ ‫را‬ ‫سازی‬ ‫بهینه‬ ‫شرایط‬ ‫کاتالیست‬ ‫حضور‬ ‫شیمیایی‬ ‫های‬
‫های‬ ‫واکنش‬ ‫در‬ ‫تبدیل‬ ‫و‬ ‫تولید‬ ،‫بهینه‬ ‫شرایط‬ ‫این‬ ‫در‬ ‫واکنش‬ ‫انجام‬
‫و‬ ‫تعادل‬ ،‫دیگر‬ ‫بخش‬ ‫در‬ ‫و‬ ‫کرد‬ ‫خواهد‬ ‫صرفه‬ ‫به‬ ‫مقرون‬ ‫را‬ ‫شیمیایی‬
‫قرار‬ ‫بحث‬ ‫و‬ ‫توجه‬ ‫مورد‬ ‫را‬ ‫تعادل‬ ‫به‬ ‫نزدیکی‬‫داد‬ ‫خواهد‬[6].
‫ه‬ ‫عملیات‬ ‫ترین‬ ‫کلیدی‬ ‫و‬ ‫مهمترین‬ ‫از‬ ‫کاتالیستی‬ ‫های‬ ‫فرآیند‬‫ای‬
‫تو‬ ‫حال‬ ‫در‬ ‫های‬ ‫کشور‬ ‫شیمیایی‬ ‫و‬ ‫پتروشیمی‬ ‫و‬ ‫گاز‬ ‫و‬ ‫نفت‬ ‫صنایع‬‫سعه‬
‫انو‬ ‫تولید‬ ‫در‬ ‫کاتالیست‬ ‫اینکه‬ ‫به‬ ‫توجه‬ ‫با‬ ‫روندو‬ ‫می‬ ‫شمار‬ ‫به‬‫س‬ ‫اع‬‫وخت‬
‫ج‬ ‫نیاز‬ ‫مورد‬ ‫نهایی‬ ‫و‬ ‫میانی‬ ‫های‬ ‫فرآورده‬ ‫از‬ ‫وسیعی‬ ‫طیف‬ ‫و‬ ‫ها‬‫امعه‬،
‫ن‬‫افز‬ ‫حال‬ ‫در‬ ‫افزونی‬ ‫روز‬ ‫طور‬ ‫به‬ ‫آنها‬ ‫اهمت‬ ،‫دارند‬ ‫حیاتی‬ ‫قش‬‫ایش‬
‫ه‬ ‫واکنش‬ ‫به‬ ‫دادن‬ ‫جهت‬ ‫و‬ ‫سرعت‬ ‫افزایش‬ ‫باعث‬ ‫ها‬ ‫کاتالیست‬ .‫است‬‫ای‬
‫است‬ ‫قرن‬ ‫یک‬ ‫از‬ ‫بیش‬ ‫و‬ ‫شده‬ ‫دلخواه‬ ‫محصوالت‬ ‫سمت‬ ‫به‬ ‫شیمیایی‬
‫ا‬ .‫است‬ ‫کرده‬ ‫جلب‬ ‫خود‬ ‫به‬ ‫را‬ ‫صنایع‬ ‫صاحبان‬ ‫و‬ ‫محققان‬ ‫توجه‬ ‫که‬‫رزش‬
‫ب‬ ‫رقمی‬ ‫کاتالیست‬ ‫جهانی‬ ‫بازار‬‫از‬ ‫یش‬20‫و‬ ‫است‬ ‫دالر‬ ‫میلیارد‬‫ج‬‫الب‬
‫تولید‬ ‫باعث‬ ‫جهان‬ ‫سطح‬ ‫در‬ ‫کاتالیست‬ ‫مقدار‬ ‫این‬ ‫مصرف‬ ‫اینکه‬400
‫می‬ ‫پتروشیمیایی‬ ‫و‬ ‫شیمیایی‬ ‫مواد‬ ‫انواع‬ ‫و‬ ‫سوخت‬ ‫دالر‬ ‫میلیارد‬
‫شود‬[7].
‫سیال‬ ‫بستر‬ ‫راکتور‬ ،‫کاتالیزوری‬ ‫های‬ ‫راکتور‬ ‫از‬ ‫دیگری‬ ‫نوع‬‫م‬‫ی‬
‫مخلو‬ ‫راکتور‬ ‫همانند‬ ‫سیال‬ ‫بستر‬ ‫راکتور‬ ‫در‬ .‫باشد‬‫محت‬ ،‫شونده‬ ‫ط‬‫ویا‬‫ت‬
‫ی‬ ‫با‬ ‫خوبی‬ ‫به‬ ‫ولی‬ ‫باشند‬ ‫می‬ ‫متجانس‬ ‫غیر‬ ‫چه‬ ‫اگر‬ ‫راکتور‬ ‫داخل‬‫کدیگ‬‫ر‬
‫راکتور‬ ‫نقاط‬ ‫تمام‬ ‫در‬ ‫دما‬ ‫یکنواخت‬ ‫توزیع‬ ‫باعث‬ ‫و‬ ‫شده‬ ‫مخلوط‬‫م‬‫ی‬
‫ها‬ ‫راکتور‬ ‫این‬ ‫داخل‬ ‫در‬ ‫حرارت‬ ‫مناسب‬ ‫توزیع‬ ‫دلیل‬ ‫به‬ .‫گردند‬‫م‬‫شکل‬
‫باال‬ ‫ظرفیت‬ ‫دلیل‬ ‫به‬ ‫همچنین‬ .‫ندارد‬ ‫وجود‬ ‫باال‬ ‫دمای‬ ‫با‬ ‫نقاط‬‫ک‬ ‫و‬‫ن‬‫ترل‬
‫ا‬ ‫کرده‬ ‫پیدا‬ ‫زیادی‬ ‫صنعتی‬ ‫کاربرد‬ ،‫راکتورها‬ ‫این‬ ،‫خوب‬ ‫حرارت‬.‫ند‬‫ا‬‫ز‬
‫کردن‬ ‫جایگزین‬ ‫و‬ ‫احیا‬ ‫سهولت‬ ‫ها‬ ‫راکتور‬ ‫این‬ ‫برجسته‬ ‫امتیازات‬
‫باشد‬ ‫می‬ ‫کاتالیزور‬[8].
‫کراک‬‫ی‬‫نگ‬)‫(شکست‬‫کاتال‬‫ی‬‫زور‬‫ی‬‫س‬‫ی‬‫ال‬‫در‬‫بستر‬Fluid catalytic
cracking‫ی‬‫ک‬‫ی‬‫مهمتر‬ ‫از‬‫ی‬‫ن‬‫فرآ‬ ‫و‬ ‫واحدها‬‫ی‬‫ندها‬‫ی‬‫تبد‬‫ی‬‫ل‬‫کاتال‬‫ی‬‫س‬‫ت‬‫ی‬
‫م‬ ‫محسوب‬ ‫جهان‬ ‫در‬‫ی‬‫شود‬‫سنگ‬ ‫مواد‬ ‫که‬‫ی‬‫ن‬‫نفت‬ ‫ارزش‬ ‫کم‬ ‫و‬‫ی‬‫به‬ ‫را‬
‫تبد‬ ‫تر‬ ‫ارزش‬ ‫با‬ ‫و‬ ‫سبکتر‬ ‫مواد‬‫ی‬‫ل‬‫م‬‫ی‬‫کند‬‫دل‬ ‫به‬ ‫امروزه‬ .‫ی‬‫ل‬‫افزا‬‫ی‬‫ش‬
‫ن‬ ‫و‬ ‫جهان‬ ‫در‬ ‫سوخت‬ ‫مصرف‬‫ی‬‫از‬‫تبد‬ ‫به‬‫ی‬‫ل‬‫سنگ‬ ‫مواد‬‫ی‬‫ن‬‫مواد‬ ‫به‬
‫سوخت‬‫ی‬‫ن‬ ‫سبک‬‫ی‬‫از‬‫ا‬ ‫به‬‫ی‬‫ن‬‫فرا‬‫ی‬‫ند‬‫ب‬‫ی‬‫ش‬‫پ‬ ‫از‬‫ی‬‫ش‬‫م‬ ‫احساس‬‫ی‬‫شود‬‫از‬ .
‫م‬‫ی‬‫ان‬‫کاتال‬ ‫شکست‬ ‫واحد‬ ‫نوع‬ ‫سه‬‫ی‬‫ست‬‫ی‬،‫متحرک‬ ‫بستر‬ ،‫ثابت‬ ‫(بستر‬
‫بسترس‬‫ی‬‫ال‬‫تکنولوژ‬ )‫ی‬‫ها‬‫ی‬‫مبتن‬‫ی‬‫س‬ ‫بستر‬ ‫بر‬‫ی‬‫ال‬‫عمل‬ ‫لحاظ‬ ‫از‬‫ی‬‫ات‬‫ی‬
‫پ‬‫ی‬‫چ‬‫ی‬‫ده‬‫تر‬‫مزا‬ ‫از‬ ‫و‬‫ی‬‫ا‬‫ی‬‫و‬‫ی‬‫ژه‬‫روشها‬ ‫به‬ ‫به‬ ‫نسبت‬‫ی‬‫ثابت‬ ‫بستر‬‫و‬‫بستر‬
.‫است‬ ‫برخوردار‬ ‫متحرک‬‫مزا‬ ‫از‬‫ی‬‫ا‬‫ی‬‫س‬ ‫بستر‬ ‫روش‬‫ی‬‫ال‬‫روش‬ ‫به‬ ‫نسبت‬
‫م‬ ‫ثابت‬ ‫بستر‬‫ی‬‫توان‬‫ز‬ ‫موارد‬ ‫به‬‫ی‬‫ر‬.‫کرد‬ ‫اشاره‬

4TH
3‫ایران‬ ‫معدنی‬ ‫و‬ ‫صنعتی‬ ‫های‬ ‫پژوهش‬ ‫مرکز‬)‫(الزامی‬
‫فعال‬‫ی‬‫ت‬‫ی‬‫کنواخت‬‫کاتال‬‫ی‬‫ست‬‫ها‬‫عمل‬ ‫بودن‬ ‫مداوم‬ ‫و‬‫ی‬‫ات‬‫ا‬‫ح‬‫ی‬‫اء‬
‫تول‬‫ی‬‫د‬‫گرما‬‫ی‬‫برا‬ ‫الزم‬‫ی‬‫ه‬ ‫واکنش‬‫ی‬‫دروکراک‬‫ی‬‫نگ‬‫بوس‬‫ی‬‫له‬ٔ
‫اح‬ ‫محفظه‬ ‫قسمت‬ ‫در‬ ‫کک‬ ‫احتراق‬‫ی‬‫اء‬
‫تجه‬‫ی‬‫زات‬‫س‬‫ی‬‫االت‬‫کم‬ ‫تعداد‬ ‫با‬ ‫ساده‬‫ی‬‫اجزا‬ ‫از‬‫ی‬‫و‬ ‫متحرک‬
‫جر‬ ‫مداوم‬ ‫کنترل‬‫ی‬‫ان‬‫کاتال‬‫ی‬‫ست‬
‫تجاری‬ ‫واحد‬ ‫اولین‬ ‫تاسیس‬ ‫زمان‬ ‫از‬FCC‫به‬ ‫تکنولوژی‬ ‫این‬
‫عنو‬‫نفتی‬ ‫سنگین‬ ‫های‬ ‫مولکول‬ ‫شکست‬ ‫جهت‬ ‫تکنولوژی‬ ‫ترین‬ ‫رایج‬ ‫ان‬
‫گسترده‬ ‫طور‬ ‫به‬ ‫دنیا‬ ‫های‬ ‫پاالیشگاه‬ ‫در‬ ‫ارزش‬ ‫با‬ ‫محصوالت‬ ‫تولید‬ ‫و‬
‫مجاورت‬ ‫در‬ ‫سنگین‬ ‫های‬ ‫برش‬ ‫فرآیند‬ ‫این‬ ‫در‬ .‫دارد‬ ‫قرار‬ ‫استفاده‬ ‫مورد‬
‫موجود‬ ‫کک‬ ‫که‬ ‫شود‬ ‫می‬ ‫تبدیل‬ ‫کک‬ ‫و‬ ‫سبک‬ ‫محصوالت‬ ‫به‬ ‫کاتالیست‬
‫و‬ ‫کرده‬ ‫رسوب‬ ‫کاتالیست‬ ‫سطح‬ ‫بر‬‫و‬ ‫شود‬ ‫می‬ ‫سوزانده‬ ‫احیا‬ ‫قسمت‬ ‫در‬
‫فرآیند‬ ‫در‬ .‫کند‬ ‫می‬ ‫تامین‬ ‫را‬ ‫فرآیند‬ ‫نیاز‬ ‫مورد‬ ‫انرژی‬ ‫از‬ ‫بخشی‬FCC
‫و‬ ‫اتان‬ ‫و‬ ‫متان‬ ‫سبک‬ ‫های‬ ‫گاز‬ ‫نظیر‬ ‫دیگری‬ ‫محصوالت‬ ‫بنزین‬ ‫بر‬ ‫عالوه‬
‫میزان‬ ‫که‬ ‫آید‬ ‫می‬ ‫پدید‬ ‫اولیه‬ ‫ماده‬ ‫سنگینی‬ ‫به‬ ‫ترکیباتی‬ ‫همچنین‬
‫شر‬ ‫به‬ ‫بستگی‬ ‫حدی‬ ‫تا‬ ‫محصوالت‬ ‫این‬ ‫از‬ ‫یک‬ ‫هر‬ ‫تولید‬‫عملیاتی‬ ‫ایط‬
‫های‬ ‫درصد‬ ‫در‬ ‫واحد‬ ‫این‬ ‫اگر‬ ،)‫خوراک‬ ‫تبدیل‬ ‫درصد‬ ‫(خصوصا‬ ‫دارد‬
‫اگر‬ ‫و‬ ‫باشد‬ ‫می‬ ‫دیزل‬ ‫سوخت‬ ‫آن‬ ‫اصلی‬ ‫محصوالت‬ ،‫کند‬ ‫کار‬ ‫کم‬ ‫تبدیل‬
‫است‬ ‫بنزین‬ ‫ان‬ ‫اصلی‬ ‫محصوال‬ ‫کند‬ ‫کار‬ ‫متوسط‬ ‫تبدیل‬ ‫های‬ ‫درصد‬ ‫در‬
‫های‬ ‫گاز‬ ‫ان‬ ‫اصلی‬ ‫محصول‬ ‫کند‬ ‫کار‬ ‫باال‬ ‫تبدیل‬ ‫های‬ ‫درصد‬ ‫در‬ ‫اگر‬ ‫و‬
‫خوا‬ ‫سبک‬ ‫الفینی‬‫بود‬ ‫هد‬[9].
‫شماره‬ ‫شکل‬1–‫تصویر‬‫کلی‬‫از‬‫واحد‬ ‫گرفتن‬ ‫قرار‬FCC‫فرآیندی‬ ‫واحد‬ ‫در‬

4TH
‫شماره‬ ‫شکل‬2–‫واحد‬ ‫از‬ ‫تصویری‬FCC‫خروجی‬ ‫و‬ ‫ورودی‬ ‫های‬ ‫جریان‬ ‫با‬ ‫همراه‬ ‫تنهایی‬ ‫به‬

4TH
‫شماره‬ ‫شکل‬3–‫واحد‬ ‫از‬ ‫تصویری‬FCC‫جداسا‬ ‫و‬ ‫کننده‬ ‫تبدیل‬ ‫های‬ ‫ترین‬ ،،‫محصوالت‬ ‫زی‬1،‫انداز‬ ‫راه‬ ‫.توربین‬2،‫هوا‬ ‫.کمپرسور‬3‫.موتور‬
،‫الکتریکی‬4،‫اکسپندر‬ ‫توربو‬ .5،‫ها‬ ‫.سیکلون‬6‫برداشت‬ ‫بخش‬ .‫کاتالیزور‬،7‫رایزر‬ ‫راکتور‬ .،8،‫کاتالیزور‬ ‫احیا‬ ‫بخش‬ .9‫م‬ ‫شیر‬ .‫برگشت‬ ‫به‬ ‫ربوط‬
‫کاتالیزور‬

4TH
2-‫واحد‬ ‫در‬ ‫شده‬ ‫انجام‬ ‫فرآیند‬FCC‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫و‬
‫آمد‬ ‫بدست‬ ‫نفت‬ ‫از‬ ‫استفاده‬‫خام‬ ‫حالت‬ ‫در‬ ‫طبیعی‬ ‫مخازن‬ ‫از‬ ‫ه‬
‫به‬ ‫و‬ ‫شکسته‬ ‫را‬ ‫خام‬ ‫نفت‬ ‫باید‬ ‫بنابراین‬ ،‫است‬ ‫هایی‬ ‫محدودیت‬ ‫دارای‬
‫خام‬ ‫مواد‬ ‫و‬ ‫جت‬ ‫داغ،سوخت‬ ‫روغن‬ ،‫بنزین‬ ‫مانند‬ ‫ارزشی‬ ‫با‬ ‫محصوالت‬
‫استفاده‬ ‫با‬ ‫خام‬ ‫نفت‬ ‫پاالیش‬ ‫عملیات‬ ‫در‬ ‫رو‬ ‫از‬ .‫کرد‬ ‫تبدیل‬ ‫پتروشیمی‬
‫مولکول‬ ‫از‬ ‫رو‬ ‫خام‬ ‫نفت‬ ‫زیاد‬ ‫حرارات‬ ‫و‬ ‫باال‬ ‫فشار‬ ‫از‬‫به‬ ‫بزرگ‬ ‫های‬
‫میان‬ ‫در‬ .‫کنند‬ ‫می‬ ‫تبدیل‬ ‫افزوده‬ ‫ارزش‬ ‫دارای‬ ‫و‬ ‫کوچکتر‬ ‫های‬ ‫مولکول‬
‫های‬ ‫فرآیند‬ ،‫خام‬ ‫نفت‬ ‫پاالیش‬ ‫های‬ ‫فرآیند‬ ‫و‬ ‫ها‬ ‫عملیات‬FCC‫در‬
‫میزان‬ ‫به‬ ‫عظیم‬ ‫های‬ ‫واحد‬ ‫این‬ ،‫دارند‬ ‫قرار‬ ‫پاالیش‬ ‫مرکز‬200‫الی‬ ‫تن‬
450‫تولید‬ ‫بری‬ ‫کاتالیزور‬ ‫تن‬25000BPD‫الی‬165000BPD
‫یک‬ ‫برای‬ ‫محصول‬‫کنند‬ ‫می‬ ‫مصرف‬ ،‫بار‬[10]‫واحدهای‬ ‫محصوالت‬ .
FCC‫کننده‬ ‫تولید‬ ‫ها‬ ‫واحد‬ ‫این‬ ‫همچنین‬ ،‫باشد‬ ‫می‬ ‫بنزین‬ ‫عمدتا‬
‫مانند‬ ‫هایی‬ ‫الفین‬MTBE‫و‬TAME.‫هستند‬ ‫نیز‬‫در‬ ‫تبدیل‬ ‫بخش‬
‫واحد‬FCC‫های‬ ‫نام‬ ‫به‬ ‫جفتی‬ ‫راکتور‬ ‫دو‬ ‫از‬ ‫متشکل‬Riser‫و‬
Regenerator‫قرار‬ ‫کاتالیزور‬ ‫بخش‬ ‫راکتور‬ ‫دو‬ ‫این‬ ‫میان‬ ‫در‬ ،‫است‬
‫شماره‬ ‫دارد(شکل‬3‫محل‬ ‫زمان‬ ‫مدت‬ ‫میانگین‬ ‫به‬ ‫رسیدن‬ ‫برای‬ .)
‫رکتور‬ ‫معمول‬ ‫طور‬ ‫به‬ ،)‫راکتور‬ ‫در‬ ‫ماندن‬ ‫(زمان‬ ‫اقامت‬Riser‫با‬ ‫را‬
‫قطر‬0.8‫الی‬ ‫متر‬1.5‫طول‬ ‫و‬ ‫متر‬30‫تا‬ ‫متر‬40‫می‬ ‫طراحی‬ ‫متر‬
‫راکتور‬ ‫در‬ ‫ها‬ ‫واکنش‬ ‫مدیریت‬ ‫برای‬ ‫مقابل‬ ‫در‬ ،‫کنند‬Regenerator،
‫را‬ ‫راکتور‬ ‫این‬ ‫قطر‬10‫الی‬15.‫میگیرند‬ ‫نظر‬ ‫در‬ ‫متر‬‫در‬ ‫اصلی‬ ‫عملیات‬
‫راکتور‬Riser‫اصطالح‬ ‫به‬ ‫و‬ ‫شکستن‬Crack‫می‬ ‫بخار‬ ‫فاز‬ ‫در‬ ‫کردن‬
( ‫هیدروکربنی‬ ‫بزرگ‬ ‫های‬ ‫مولکول‬ ،‫باشد‬S60C–S30C‫نقطه‬ ‫با‬ )
‫های‬ ‫جوش‬280‫الی‬ ‫گراد‬ ‫سانتی‬ ‫درجه‬540‫از‬ ‫که‬ ‫گراد‬ ‫سانتی‬ ‫درجه‬
‫مولکول‬ ‫به‬ ‫شوند‬ ‫می‬ ‫تهیه‬ )‫خام‬ ‫(خوراک‬ ‫نفتی‬ ‫های‬ ‫برش‬‫های‬
‫در‬ ‫نیز‬ ‫ارزشمند‬ ‫مولکوهای‬ ‫این‬ ،‫شد‬ ‫خواهند‬ ‫تبدیل‬ ‫ارزش‬ ‫با‬ ‫کوچکتر‬
‫نظر‬ ‫مورد‬ ‫محصوالت‬ ‫به‬ ‫جوش‬ ‫نقطه‬ ‫اساس‬ ‫بر‬ ‫و‬ ‫اتمسفر‬ ‫فشار‬
‫از‬ ‫عبارتند‬ ‫محصوالت‬ ‫این‬ ،‫گردند‬ ‫می‬ ‫جداسازی‬LCO‫تولید‬ ‫برای‬
‫باالی‬ ‫جوش‬ ‫(نقطه‬ ‫روغن‬ ‫و‬ ‫بنزین‬221‫گازوئیل‬ ،)‫گراد‬ ‫سانتی‬ ‫درجه‬
‫بین‬ ‫جوش‬ ‫(نقطه‬38‫سان‬ ‫درجه‬‫الی‬ ‫گراد‬ ‫تی‬221، ‫گراد‬ ‫سانتی‬ ‫درجه‬
S12C–S5C( ‫مایع‬ ‫گاز‬ ،)S4C–S3LPG , C‫محصوالتی‬ ‫و‬ )
‫سنگین‬ ‫نفت‬ ‫و‬ ‫جامد‬ ‫کک‬ ،‫ترش‬ ‫گاز‬ ،‫خشک‬ ‫گاز‬ ‫مانند‬ ‫دیگر‬[11].‫در‬
‫واحد‬ ‫پژوهش‬ ‫این‬‫کراک‬‫ی‬‫نگ‬)‫(شکست‬‫کاتال‬‫ی‬‫زور‬‫ی‬‫س‬‫ی‬‫ال‬‫در‬‫بستر‬
‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫افزار‬ ‫نرم‬ ‫توسط‬Aspen HYSYS‫مدل‬ ‫و‬ ‫طراحی‬
،‫است‬ ‫شده‬ ‫سازی‬‫به‬ ‫همگی‬ ‫نیز‬ ‫کاتالیزور‬ ‫و‬ ‫خوراک‬ ،‫عملیاتی‬ ‫شرایط‬
‫این‬ ‫از‬ ‫ما‬ ‫هدف‬ .‫است‬ ‫شده‬ ‫استفاده‬ ‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫این‬ ‫در‬ ‫کاربر‬ ‫انتخاب‬
‫رونده‬ ‫باال‬ ‫راکتور‬ ‫در‬ ‫پلنیوم‬ ‫دمای‬ ‫تاثیر‬ ‫بررسی‬ ‫سازی‬ ‫شبیه‬
(Reactor Plenum Temperature‫تولید‬ ‫میزان‬ ‫روی‬ ‫بر‬ )
.‫باشد‬ ‫می‬ ‫خوراک‬ ‫تبدیل‬ ‫درصد‬ ‫همچنین‬ ‫و‬ ‫پروپیلن‬
‫شماره‬ ‫شکل‬4–‫واحد‬ ‫شده‬ ‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫مدل‬FCC‫نهایی‬ ‫محصوالت‬ ‫و‬ ‫ورودی‬ ‫های‬ ‫جریان‬ ‫همراه‬ ‫به‬

4TH
3-‫نتایج‬
‫شماره‬ ‫شکل‬5–‫محصوال‬ ‫در‬ ‫پروپیلن‬ ‫مولی‬ ‫جزء‬ ‫افزایش‬‫افزایش‬ ‫با‬ ‫همراه‬ ‫نهایی‬ ‫ت‬( ‫رونده‬ ‫باال‬ ‫راکتور‬ ‫در‬ ‫پلنیوم‬ ‫دمای‬Reactor Plenum
Temperature)

4TH
‫شماره‬ ‫شکل‬6–‫افزایش‬‫واحد‬ ‫در‬ ‫تبدیل‬ ‫درصد‬ ‫میزان‬FCC‫افزایش‬ ‫با‬ ‫همراه‬( ‫رونده‬ ‫باال‬ ‫راکتور‬ ‫در‬ ‫پلنیوم‬ ‫دمای‬Reactor Plenum
Temperature)

4TH
4-‫نت‬‫یجه‬‫گیری‬
‫با‬‫فرآیندهای‬ ‫سازی‬ ‫بهینه‬ ‫پیچیدگی‬ ‫به‬ ‫توجه‬‫صنایع‬ ‫در‬ ‫عملیاتی‬
‫مشکل‬ ‫این‬ ‫حل‬ ‫برای‬ ‫حل‬ ‫راه‬ ‫بهترین‬ ‫امروزه‬ ،‫پتروشیمی‬ ‫و‬ ‫گاز‬ ‫و‬ ‫نفت‬
‫ا‬ ‫از‬ ‫استفاده‬‫در‬ .‫باشد‬ ‫می‬ ‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫های‬ ‫بزار‬‫به‬ ‫ما‬ ‫پژوهش‬ ‫این‬
‫واحد‬ ‫در‬ ‫شده‬ ‫انجام‬ ‫فرآیند‬ ‫بررسی‬‫کراک‬‫ی‬‫نگ‬)‫(شکست‬‫کاتال‬‫ی‬‫زور‬‫ی‬
‫س‬‫ی‬‫ال‬‫در‬‫بستر‬Fluid catalytic cracking‫که‬‫ی‬‫ک‬‫ی‬‫مهمتر‬ ‫از‬‫ی‬‫ن‬
‫فرآ‬ ‫و‬ ‫واحدها‬‫ی‬‫ندها‬‫ی‬‫تبد‬‫ی‬‫ل‬‫کاتال‬‫ی‬‫س‬‫ت‬‫ی‬‫م‬ ‫محسوب‬ ‫جهان‬ ‫در‬‫ی‬‫شود‬
‫سازی‬ ‫شبیه‬ ‫ابزار‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ‫و‬ ‫پرداختیم‬Aspen HYSYS‫این‬
‫ف‬ ‫واحد‬.‫کردیم‬ ‫مدلسازی‬ ‫را‬ ‫مهم‬ ‫رآیندی‬‫هدف‬‫ساز‬ ‫شبیه‬ ‫این‬ ‫از‬ ‫ما‬‫ی‬
‫تاثیر‬ ‫بررسی‬‫دما‬‫ی‬‫پلن‬ ‫راکتور‬‫ی‬‫وم‬"Reactor Plenum"‫تول‬ ‫بر‬‫ی‬‫د‬
‫پروپ‬‫ی‬‫لن‬‫واحد‬ ‫در‬FCC‫آمده‬ ‫بدست‬ ‫نتایج‬ ‫به‬ ‫توجه‬ ‫با‬ ‫که‬ ‫بود‬،
‫با‬ ‫کردیم‬ ‫مشاهده‬‫باال‬‫بردن‬‫دمای‬‫پلن‬ ‫راکتور‬‫ی‬‫وم‬"Reactor
Plenum"‫تول‬ ‫بر‬‫ی‬‫د‬‫پروپ‬‫ی‬‫لن‬‫واحد‬ ‫در‬FCC‫تولید‬ ‫میزان‬ ‫میتوان‬
.‫داد‬ ‫افزایش‬ ‫را‬ ‫فرآیندی‬ ‫واحد‬ ‫این‬ ‫از‬ ‫پروپیلن‬ ‫محصول‬
5-‫مراجع‬
[
1]
Petersen Publishing (1975). "The Catalytic
Converter". In Erwin M. Rosen.The
PetersenAutomotive Troubleshooting & Repair
Manual. New York, NY: Grosset & Dunlap. p. 493.
[
2]
Brandt, Erich; Wang, Yanying; Grizzle, Jessy
(2000).
[
3]Edgar, Julian (5 October 1999). "Goodbye 12
volts... hello 42 volts!". Autospeed.Retrieved 2
January 2012.
[
4]
Walsh, Bryan (12 September 2007). "Norilsk,
Russia". The World's Most PollutedPlaces (Time).
Retrieved 7 January 2011.
[
5]
Fraga, Brian (2011-11-30). "Carver police
investigating catalytic converterthefts". South Coast
Today. Retrieved 2011-12-21.
[
6]
Shikada, T.; Fujimoto, K.; Reduction of NO with
NH3 on Vanadium Oxid CatalystsSupported On
Homogeneously Precipitated Silica-Titania. Ind.Eng.
Chem. prod. Res. Dev. V.20,P.19, 1981.
[
7]
Theologs, K.N. &Marktos,N.C., “Advanced
modeling of fluidized catalytic cracking riser
Type reactors”, AIChEJ., Vol. 39, pp. 1007-
1017, 2010.
[
8]
Elnashaie,S.S.E.H., &Elshishini,S.S., “Digital
simulation of industrial fluid catalytic cracking unit
IV. Dynamicbehavior”, Chem. Eng. Sci., Vol. 48, pp.
567-583, 2010.
[
9]
Han,I.S., Chuang,C.B. &Rigges,J.B., “Modeling
of a fluidized catalytic cracking process”, Comp.
Chem. Eng.,Vol. 24, pp. 1681-1687, 2000.
[
10]
WeekmanJr,V.W., &Nace,D.M., “Kinetics of
catalytic cracking selectivity in fixed, moving and
fluidized bedreactors”, AIChE J., Vol. 16, pp. 397-
404, 2000.
[
11]
Baudrez, E., Heynderickx, G.J., & Marin, G.B.,
“Steady-State simulation of fluid catalytic cracking
riser reactorsusing a decoupled solution method with
feedback of the cracking reactions on the Flow”,
Chem. Eng. Res. Des. Vol. 88, pp. 290-303, 2010.

Effect of Plenum reactor temperature "Reactor Plenum" on the production of propylene in the FCC unit

More Related Content

Similar to Effect of Plenum reactor temperature "Reactor Plenum" on the production of propylene in the FCC unit (20)

Effect of Plenum reactor temperature "Reactor Plenum" on the production of propylene in the FCC unit