بررسی عملکرد راکتور و اثرات واکنش‌های شکست هیدروژنی در واحد ایزومریزاسیون نفتای سبک

فرآیند ایزومریزاسیون فرآیندی مناسب برای تبدیل هیدروکربن‌های پارافینی خطی با عدد اکتان پایین به هیدروکربن‌های شاخه‌دار با عدد اکتان بالا است. در این فرآیند خوراک نفتای سبک به بنزین تبدیل می‌شود. در پژوهش حاضر، اهمیت واکنش‌های شکست هیدروژنی که به‎‏صورت سری و موازی در کنار واکنش‌های رایج در این فرآیند مثل ایزومریزاسیون پارافین‌های خطی، باز‌شدن حلقه‌های نفتنی و اشباع‌سازی ترکیبات غیر اشباع هیدروکربنی روی می‌دهد، مورد بررسی قرار گرفته و شبکه واکنشی متشکل از 15 شبه جزء و 16 واکنش توسعه یافته است. مدل‌سازی سینتیکی با کمک شبکه واکنش و اخذ داده‌های تجربی از سامانه نیمه‌صنعتی در محدوه وسیعی از شرایط عملیاتی مختلف برای طیف گسترده‌ای از خوراک‌های صنعتی انجام شد. مقادیر ترکیب درصد مولی اجزاء در خروجی راکتور حاصل از مدل با داده‌های تجربی تطابق خوبی دارد. نتایج مدل‌سازی نشان می‌دهد که وجود واکنش‌های شکست هیدروژنی تاثیر زیادی بر دمای بهینه راکتور برای رسیدن به بیشترین عدد اکتان محصول با بالاترین راندمان تولید دارد به‏گونه‌ای ‎که بهترین دما متناظر با بیشترین عدد اکتان محصول و قبل از تسریع واکنش‌های شکست هیدروژنی می‌باشد. لازم به ذکر است که دمای بهینه راکتور با تغییر نسبت هیدروژن به خوراک و سرعت فضایی مایع تغییر می‌کند.

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

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.