بررسي عملكرد راكتور و اثرات واكنش‌هاي شكست هيدروژني در واحد ايزومريزاسيون نفتاي سبك

Investigation of the Reactor Performance and the Effects of Hydrocracking Reactions on Light Naphtha Isomerization Unit

فرآیند ایزومریزاسیون فرآیندی مناسب برای تبدیل هیدروكربن‌های پارافینی خطی با عدد اكتان پایین به هیدروكربن‌های شاخه‌دار با عدد اكتان بالا است. در این فرآیند خوراك نفتای سبك به بنزین تبدیل می‌شود. در پژوهش حاضر، اهمیت واكنش‌های شكست هیدروژنی كه به‎‏صورت سری و موازی در كنار واكنش‌های رایج در این فرآیند مثل ایزومریزاسیون پارافین‌های خطی، باز‌شدن حلقه‌های نفتنی و اشباع‌سازی تركیبات غیر اشباع هیدروكربنی روی می‌دهد، مورد بررسی قرار گرفته و شبكه واكنشی متشكل از 15 شبه جزء و 16 واكنش توسعه یافته است. مدل‌سازی سینتیكی با كمك شبكه واكنش و اخذ داده‌های تجربی از سامانه نیمه‌صنعتی در محدوه وسیعی از شرایط عملیاتی مختلف برای طیف گسترده‌ای از خوراك‌های صنعتی انجام شد. مقادیر تركیب درصد مولی اجزاء در خروجی راكتور حاصل از مدل با داده‌های تجربی تطابق خوبی دارد. نتایج مدل‌سازی نشان می‌دهد كه وجود واكنش‌های شكست هیدروژنی تاثیر زیادی بر دمای بهینه راكتور برای رسیدن به بیشترین عدد اكتان محصول با بالاترین راندمان تولید دارد به‏گونه‌ای ‎كه بهترین دما متناظر با بیشترین عدد اكتان محصول و قبل از تسریع واكنش‌های شكست هیدروژنی می‌باشد. لازم به ذكر است كه دمای بهینه راكتور با تغییر نسبت هیدروژن به خوراك و سرعت فضایی مایع تغییر می‌كند.  

Isomerization process is the most interesting method insofar as it converts straight chain paraffinic hydrocarbons with a low octane number to branched chains hydrocarbons with a higher octane number. In this process, light naphtha can be converted to gasoline. In this work, the importance of hydrocracking reactions has been investigated that occur along with other reactions such as isomerization, ring opening of naphthenic hydrocarbons, and saturation reactions. A reaction network has been developed which includes 15 lumps and 16 reactions. In the present study, a kinetic model was developed using a reaction network and the model was tested by the experimental data from a pilot plant using various operational conditions and industrial feeds with different qualities. There is good agreement between the product composition obtained by the kinetic model and the experimental data. The results of modeling indicated that the optimum reactor temperature could be affected by hydrocracking reactions. This temperature occurs before the acceleration of the hydrocracking reactions and the maximum octane number of the liquid product can be obtained at this optimum temperature. The results of the kinetic modeling demonstrated that the optimum temperature could be changed by the variation of hydrogen to feed ratio and liquid hourly space velocity.