پیرولیز دو مرحله‌ای نفت کوره پالایشگاهی به اولفین‌ها و سوخت

در این پژوهش ، فرایند دو مرحله‌ای پربازدهی برای تبدیل نفت کوره پالایشگاهی به مواد باارزشی همچون اولفین‌ها و سوخت مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله‌ی نخست فرایند، خوراک سنگین و نامرغوب پالایشگاهی با فراوری گرمایی در فاز مایع و در شرایط به طور کامل ملایم عملیاتی قرار گرفت تا ترکیب های گرانرو و سنگین آن حذف شوند و فراورده به دست آمده قابلیت استفاده به عنوان خوراک واحدهای تولید اولفین را داشته باشد. عملیات فراوری گرمایی در سه دمای 360، 400 و 440 درجه سلسیوس انجام شد و انرژی فعال سازی مربوط به واکنش با استفاده از رابطه‌ی آرنیوس برابر با 68.5 کیلوژول بر مول تخمین زده شد. آنالیز گرمایی انجام شده روی خوراک سنگین موجود مطابق با مدل ایزوکانورژنال کیسینجر طی چهار برنامه‌ی دمایی گوناگون، انرژی فعال سازی برابر با 59.9 کیلوژول بر مول را برای تجزیه گرمایی نفت کوره پالایشگاهی به دست داد که تطابق قابل پذیرشی با انرژی فعال سازی به دست آمده از رابطه آرنیوس داشت. بیش از 90 درصد از خوراک سنگین در دمای 440 درجه سلسیوس به فراورده (به طور عمده مایع با بازده بیش از 76 درصد وزنی) تبدیل شد. فراورده مایع به دست آمده به عنوان خوراک در فرایند شکست گرمایی در فاز گاز و در بازه‌ی دمایی 550 تا 750 درجه سلسیوس به کار گرفته شد. میزان اولفین تولید شده در این مرحله و در دمای 750 درجه سلسیوس، بیش از 88 درصد وزنی از ترکیب درصد گاز به دست آمده و بیش از 45 درصد وزنی از فراورده های پایانی فرایند را به خود اختصاص داد. با کاهش دما از میزان تولید اولفین‌ها کاسته شد و فرایند به سمت تولید فراورده های مایع شامل بنزین و دیزل پیش رفت به گونه‌ای که در دمای 550 درجه سلسیوس تنها حدود 1 درصد وزنی گاز تولید شد و باقی مانده فراورده های مایع و به طور عمده سوخت دیزل بود.

TwoStep Pyrolysis of Refinery Fuel Oil to Olefins and Fuel

In the present study, an efficient twostep thermal cracking process has been investigated for the conversion of refinery fuel oil to valueadded products viz. olefins and liquid fuels. In the first step of the process, the lowranked heavy feedstock was thermally treated in the liquid phase at completely mild operating conditions in order to remove undesirable species and obtain suitable products which indicates high potential for utilization as a feedstock in olefin units. The thermal treatment process was carried out at three different temperatures of 360, 400, and 440 °C. The activation energy was found to be 68.5 kJ/mol on the basis of the Arrhenius equation. Thermal analysis using the isoconversional Kissinger model at four temperature programs on the heavy feedstock led to an activation energy of 59.9 kJ/mol for the decomposition of the refinery fuel oil, being in reasonable agreement with that from the Arrhenius equation. More than 90% of the heavy feedstock was converted at 440 °C to products (mainly liquid products with a yield above 76 wt%). The obtained product was applied as a proper feedstock in the subsequent thermal cracking step, which was performed in vapor phase within a wider range of temperatures (550–750 °C). The yield of olefins in this step at 750 °C was more than 88 wt% based on the dry gas composition and more than 45 wt% based on the applied feedstock. By decreasing the temperature, the reaction tended to produce liquids than gases particularly gasoline and diesel fuel, such that at 550 °C, only 1 wt% of the obtained products were gaseous.