Hydrogen transfer cracking of Arabian residua in tetralinI التكسير الهيدروجيني لبقايا النفط العربي باستخدام التترالين

Abstract

Heavy Arabian vacuum residua were hydrocracked noncatalytically using tetralin as a hydrogen donor solvent A bolted closure packless high temperature high pressure autoclave with a magnedrive assembly was used batchwise for this purpose The effects of temperature pressure and reactants ratio on the performance of the system were studied The products were analyzed both qualitatively and quantitatively Methods of analysis included hydrocarbon group analysis using an HPLC simulated distillation using a GC sulfur determination and API gravity asphaltene and carbon residue determination according to ASTM standards Tetralin proved to be an effective donor for Arabian residua HPLC and simulated distillation analysis showed that heavy compounds of the residuum were converted into lighter ones When a ratio of tetralin to residuum less than 1 1 by weight was used coke formed in amounts proportional to tetralin For ratios greater than 1 1 no coke formation was observed A ratio of 2 1 was found to be a suitable ratio and was used in all runs It was found that a minimum initial pressure of nitrogen gas (05 MPa) was sufficient to keep the reactants in the liquid state Otherwise pressure had no effect on the conversion As the temperature was increased the conversion to lighter products increased The relative percentage change of both asphaltenes and carbon residue increase with temperature Degree of desulfurization also increased with temperature This preliminary study was limited to use a maximum temperature of 435 Qc Increasing the temperature beyond this limit causes gas venting and thus a loss of gaseous products The system will be modified to work at higher temperatures by the method of rapid injection

أجريت في هذا البحث دراسة مبدئية لتكسير بقايا النفط العربي الثقيل عن طريق الهدرجة باستخدام وسط مانح للهيدروجينات هو التترالين، دون استخدام الحوافز، حيث جرى ذلك في مفاعل الأوتوكلاف والذي يعمل بالتشغيل المتقطع تحت ضغط عال وحرارة مرتفعة تضمن البحث دراسة تأثير كل من نسب المواد المتفاعلة، ودرجة الحرارة، والضغط، وقد جرى تحليل النتائج كما وكيفا باستخدام طرق تحليلية عديدة هي طريقة تحليل المجموعات الهيدروكربونية، وطريقة التقطير المحاكي، وطريقة تعيين المحتوى الكبريتي، وطريقة إيجاد الوزن النوعي النفطي، وطرق تعيين المحتوى الأسفلتي والبقية المتفحمة وفقا لمعايير ASTM أثبت هذا البحث مبدئيا أن التتراليين مانح جيد وملائم لبقايا النفط العربي، حيث تبين بالتحليل الكيفي تحول المكونات الثقيلة في البقايا إلى مكونات خفيفة بفعل الهدرجة أما من حيث العوامل المؤثرة فقد لوحظ بالنسبة للمواد المتفاعلة تكون الفحم الكربوني عندما كانت النسبة المستخدمة بين التترالين والبقية النفطية 1 1، ولم يتكون الفحم عندما كانت النسبة أعلى من 1 1، ووجد أن النسبة 2 1 ملائمة للعمل بها، لذا فقد استخدمت في كل التجارب أما من حيث تأثير درجة الحرارة والضغط فقد تبين من هذا البحث أن حدا أدنى من الضغط الغازي لابد من توافره من أجل الحفاظ على المواد المتفاعلة في حالة السيولة (حيث يكفي ضغط من النيتروجين قدره 05 ميغا باسكال في بداية التشغيل)، وليس للضغط أي تأثير آخر على التحول الكيماوي كما تبين أن التحول يزداد بارتفاع درجة الحرارة، حيث لوحظ ارتفاع نسبة تحول كل من الأسفلتين والبقية المتفحمة مع زيادة درجة الحرارة كما لوحظ أن درجة تحويل الكبريت المنزوع ازدادت بارتفاع درجة الحرارة وقد جرى العمل في المدى 400435 م حيث إن أي زيادة خارج هذا المدى تؤدي إلى تجاوز حد الأمان في النظام وهروب الغازات الناتجة، وهذا يعني ضرورة تعديل النظام من أجل تعمق الدراسة وتوسيعها مستقبلا للتمكن من دراسة حركية التفاعلات الناتجة