مدل سازی و شبیه سازی یک راکتور کاتالیستی جهت حذف مرکاپتان ها از مایعات نفتی

افزایش برداشت از مخازن نفتی به خصوص مخازنی با نفت های سنگین تر، به علت نیاز جوامع صنعتی به این ماده گران بها، باعث گردیده صنایع پالایش در جهان دائما در مسیر پیشرفت قرار گیرند. یکی از معضلات استفاده از نفت هایی با درجه api کمتر، تولید ترکیبات آلاینده گوگردی بیشتر در ضمن پالایش است. ترکیباتی که ضمن پایین آوردن کیفیت محصول از نظر به سوزی، سبب ساز مشکلات زیست محیطی بیشماری گشته است. وضع قوانین سخت گیرانه زیست محیطی برای کاهش خطرات سوخت های آلوده باعث شده که بحث شیرین سازی فرآورده های نفتی در اولویت شرکت های طراح فعال در حوزه صنایع نفت گردد. یکی از ترکیبات آلاینده گوگردی، مرکاپتان ها می باشند. ترکیباتی که ضمن بوی بد و سمیت، از خاصیت خورندگی بالای برخوردارند. عدم حذف مرکاپتان ها در فرآیندهای معمول شیرین سازی باعث شده که توجه ویژه ای به این ترکیب گردد. اکسیداسیون کاتالیستی مرکاپتان ها در حضور مشتقات کبالت فتالوسیانین و محلول سود، مهمترین روش پالایش فرآورده های نفتی از مرکاپتان می باشد. لذا شناخت سینتیک واکنش اکسیداسیون کاتالیستی مرکاپتان ها و بررسی تاثیر عوامل مختلف بر فرآیند، از مهمترین ملزومات طراحی واحدهای حذف مرکاپتان است. در این پروژه با توجه به ناکافی بودن تلاش های صورت گرفته در راستای تعیین سینتیک واکنش اکسیداسیون کاتالیستی مرکاپتان های سبک موجود در برش های سبک تا متوسط نفتی آزمایشاتی صورت گرفت. انجام بیش از ?? آزمایش و بررسی پارامترهای موثر بر واکنش، باعث ایجاد داده های سینتیکی مناسبی جهت شبیه سازی و طراحی واحدهای حذف مرکاپتان گردیده است. در این آزمایشات پارامترهای مختلفی از جمله دما، نسبت دو فاز، غلظت سود و نوع حلال بررسی شده و اثر آنها بر سرعت واکنش اکسیداسیون کاتالیستی مرکاپتان به صورت داده های کمی گزارش شده است. آزمایشات در یک راکتور نیمه پیوسته ستون حباب و در حضور مراکس به عنوان پرکاربردترین کاتالیست واکنش، انجام شد. پس از تهیه داده های سینتیکی، مدل سازی راکتور واحد شیرین سازی بسترثابت در دستور کار قرار گرفت. امکان تغییر در پارامترهای تاثیرگذار بستر، قابلیت حل تحلیلی در حالت پایا، قابلیت تغییر در مشخصات خوراک، دقت بالا و سادگی از محاسن مدل سازی انجام گرفته می باشد. استفاده از داده های سینتیکی و حل مدل باعث دستیابی به شبیه سازی مناسبی برای فرآیند شیرین سازی بستر ثابت مراکس گردید. نتایج حاصله انطباق مناسبی با نتایج گزارش شده و داده های واحدهای فعال فرآیند مذکور داشت. در نهایت با کمک برنامه نوشته شده در نرم افزار متلب، تاثیر پارامترهایی چون دبی خوراک، نوع مرکاپتان موجود در خوراک، غلظت سود و دمای واحد، بر فرآیند شیرین سازی سنجیده شد.