KFUPM ePrints

Modeling and simulation of a downer-type fluid catalytic cracking unit.

Al-Mutairi, Eid Musaad H. (1999) Modeling and simulation of a downer-type fluid catalytic cracking unit. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]
Preview
PDF
4003Kb

Arabic Abstract

بالإضافة إلى ما تحتله عملية التكسير الحفزي للزيت الثقيل من مكانه في الصناعة البرولية هذه الأيام . فإن أهميتها في ازدياد خصوصاً مع الأفكار الجديدة لتطوير هذه العملية والهادفة إلى استثمار العملية لتكون منتجاً للأوليفينات إضافة إلى ما تنتجه من منتجات بترولية . إن هذا التوجه يربط بين الصناعة البترولية والبتروكيماوية في آنٍ واحد ويتم تحقيق ذلك عن طريق تغيير المفاعل الحفزي ليكون ذو إتجاه سفلي بدل العلوي التقليدي . المفاعل الجديد (السفلي) يتغلب على الجوانب السلبية في المفاعل القديم (العلوي) ، فالدراسات النظرية الأولية تشير إلى أن المفاعل السفلي يقلل الخلط الرجعي بشكل كبير كما أنه يمكن تشغيله عند درجات حرارة عالية تمكن من زيادة إنتاج الأوليفنات بنسبة واضحة . في هذه الرسالة تمَّ تطوير نموذج رياضي متكامل لوحدة تكسير حفزي ذات تقنية المفاعل السفلي ، حيث شمل النموذج مفاعل التكسير ، وكذلك مفاعل تنشيط الحفازات . حيث طور النموذج باستخدام الكينيتيكية الرباعية لتفاعل التكسير الحفزي وافتراض الاحتراق الكلي في المفاعل التنشيطي . كما تمَّ مقارنة نتائج النموذج مع نتائج المصينع الذي يستخدم نفس التقنية حيث أثبتت المقارنة توافقاً كبيراً أعطى الثقة بالنموذج المطور . كما تمَّ دراسة تأثير متغيرات تشغيلية وتصميمية ومتغيرات من نفس النموذج على أدادة الوحدة ككل حيث تمَّ التوصل إلى خلاصات مذكورة في طيات الرسالة .

English Abstract

In addition to the traditional role that the FCC process plays in heavy oil cracking, nowadays this process is becoming increasingly important as a potentially flexible means to respond to changes in petrochemical product demand. It is expected that the FCC process will play a major role not merely as producer of gasoline but of light olefins as well, thus integrating refining and petrochemical industries. Great interest in this direction has been spurred by the relatively novel FCC process configuration, in which a down-flow cracking reactor (or downer) replaces the conventional riser reactor. Preliminary theoretical studies in the literature have shown the downers could have advantages over risers. As solids back mixing is significantly reduced in the new configuration, higher temperatures are allowable to optimize production of light olefins and gasoline. In this thesis, mathematical models for downer-type FCC unit have been developed, in which conservation equations for nonisothermal downer and regenerator reactors are linked with applicable hydrodynamic findings, 4-lump cracking kinetics in the downer, and complete combustion kinetics in the regenerator. Furthermore, the mathematical models have been validated against experimental data collected in a pilot plant in which the downer and regenerator are 1 m and 1.037 m in length, respectively; and operating temperatures of around 923K can be achieved. Detailed parametric sensitivity studies including key design, operating, and model parameters, have also been carried out using different catalysts. Optimization finds are reported.



Item Type:Thesis (Masters)
Date:October 1999
Date Type:Completion
Subjects:Chemical Engineering
Divisions:College Of Engineering Sciences > Chemical Engineering Dept
Creators:Al-Mutairi, Eid Musaad H.
Committee Advisor:Shaikh, Abdullah A.
Committee Members:Al-Harbi, Dulaihan K. and Ino, Takashi and Beltramini, Jorge N.
ID Code:10216
Deposited By:KFUPM ePrints Admin
Deposited On:22 Jun 2008 16:59
Last Modified:25 Apr 2011 10:25

Repository Staff Only: item control page