چکیده
با توجه به سنگین شدن منابع نفت کشور , نقش مهم فرآیندهای شکست , بیش از پیش نمایان می‌شود یکی از این فرآیندها هیدروکراکینگ می‌باشد , که به علت امتیازات زیاد از اهمیت بیشتری برخوردار است. این فرآیند کاتالیستی , حجم انبوهی از کاتالیستهای مصرفی در پالایشگاهها را به خود اختصاص داده و میزان مصرف کاتالیست آن در ایران , حدود 350 تن در سال می‌باشد.
دراین پروژه , ساخت کاتالیست این فرآیند مورد نظر بوده است که با توجه به جهت گیری فرآیند هیدروکراکینگ در ایران برای تولید فرآورده‌های میان تقطیر , نسبت به ساخت کاتالیست بر پایه سیلیکاآلومینای آمورف و با استفاده از فلزات نیکل – مولیبدن ,مبادرت شده است.
ساخت پایه سیلکاآلومینا , با روش هم ژل سازی , بر اساس ترکیب آلومیناسل و سیلیکاسل انجام شد. در جریان ساخت پایه , مشخص شد که تنظیم پارامترهای عملیاتی نظیر pH , تأثیر بسزایی بر بافت نهایی پایه دارد.
پس از بدست آوردن شرایط بهینه پایه , روشهای مختلف ساخت کاتالیست مورد آزمایش قرار گرفت و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی کاتالیست ساخته شده , با کاتالیست تجاری مقایسه گردید. در انتها , کاتالیست ساخته شده با استفاده از روش مخلوط کردن که ساده‌ترین و مقرون به صرفه ترین روش است , آماده گردید و جهت تست راکتوری انتخاب شد. تست راکتوری در شرایط مختلف دما و فشار انجام گردید و نتایج بدست آمده با نتایج حاصل از کاتالیست تجاری مورد مقایسه قرار گرفت.
عنوان …..صفحه
مقدمه …….……………………………………………………………………………..1
بخش اول : مباحث نظری……….….…………………………………………………….3
فصل 1) فرآیند هیدروراکینگ.….….……………………………………………………….4
1-1) تاریخچه فرآیند ….…….………………………………………………………4
1-2) معرفی فرآیند…..…..………………………………………………………….5
1-3) انواع فرآیند……………………………………………………………………6
1-3-1) فرآیند یک مرحله‌ای ….……………………………………………………..6
1-3-2) فرآیند دو مرحله‌ای ……….…………………………………………………7
1-4) راکتورها و بستری‌های کاتالیستی فرآیند…………………………………………8
1-5) واکنشها و مکانیزم آنها …..……………………………………………………10
1-5-1) واکنشها ….……………………………………………………………….10
1-5-2) مکانیزم واکنشها ……………………………………………………………12
فصل2) کاتالیستهای هیدروکرانیگ …..…..………………………………………17
2-1) مقدمه …………………………………………………………………………17
2-2) روشهای متداول ساخت کاتالیست……..…………………………………………19
2-2-1) رسوب گیری و مخلوط کردن .……………………………………………..19
2-2-2) شکل دهی ….…..………………………………………………………20
2-2-3) خشک کردن و کلسیناسیون ……..…………………………………………21
2-2-4) تلقیح .…….………………………………………………………………22
2-3) کاتالیستهای فرآیند هیدروکراکینگ ………………………………………………23
2-3-1) جزء زئولیتی .…..…………………………………………………………..24
2-3-2) اجزا غیر زئولیتی ….….……………………………………………………25
2-3-3) جزء فلزی ….………………………………………………………………30
2-4) روشهای مختلف ساخت کاتالیستهای هیدروکراکینگ…….………………..33
2-4-1) مخلوط کردن ………………………………………………………………33
2-4-2) هم ژل سازی ……..………………………………………………………..33
2-4-3) تلقیح .…………………………………………………………………….34
2-4-4) تبادل یونی(تلقیح بااثر متقابل فلزوپایه) ..….………………………………….35
2-4-5) مخلوط کردن نمک مولیبدن-تلقیح نیکل…..…………………………………36
بخش دوم : بررسی‌ها و عملیات آزمایشگاهی ….……………………………………37
فصل3)ساخت پایه کاتالیست…………………………………………………………38
3-1) مراحل ساخت سیلیکاآلومینا….…..……………………………………………38
3-1-1) مراحل ساخت سیلیکاآلومینا….……………………………………………38
3-1-2) شستشوی ژل سیلیکاآلومینا………………………………………………..39
3-1-3) خشک کردن ژل …..…………………………………………………….40
3-1-4) اکسترود کردن و عملیات حرارتی نهایی….…………………………………40
3-2) عملیات آزمایشگاهی …………………………………………………………….43
3-3) جمع بندی ….…………………………………………………………………45
3-4) پارامترهای بررسی شده هنگام ساخت سیلیکاآلومینا…,,………………………45
3-4-1) تأثیرpH ژل سیلیکاآلومیناروی مشخصات بافتی آن…………………………..45
3-4-2) تأثیرزمان پیرکردن ژل سیلیکا آلومینادر7=pHروی مشخصات بافتی آن……45
3-4-3) تأثیر مقدار سدیم , روی سطح سیلیکاآلومینا…,……………………………45
فصل 4) ساخت کاتالیست …………………………………………………………..46
4-1) عملیات آزمایشگاهی ,….…………………………………………………….46
4-1-1) تلقیح همزمان ,,…….……………………………………………………46
4-1-2) مخلوط کردن نمک مولیبدن-تلقیح نیکل……………………………………46
4-1-3) مخلوط کردن ……………………………………………………………47
4-2) جمع بندی …….……………………………………………………………48
فصل 5) بررسی عملکرد کاتالیست …………………………………………………53
5-1) شرح دستگاه و عملیات ………………………………………………………53
5-2) محاسبه درصد تبدیل,گزینش پذیری محصولات میان تقطیرو بازده………….59