Desülfürizasyon ünitesinde katalizör deaktivasyonunun incelenmesi
The examination of catalyst deactivation in the desulfurization unit
- Tez No: 1009400
- Danışmanlar: DOÇ. DR. EMİNE EKİNCİ, PROF. DR. NURAY OKTAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Deaktivasyon, Desülfürizasyon, Deactivation
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Günümüzde çevresel düzenlemeler ve sürdürülebilir enerji politikaları doğrultusunda petrol rafinerilerinde kükürt giderimi büyük önem taşır duruma gelmiştir. Bu bağlamda, hidrodesülfürizasyon (HDS) prosesleri, özellikle orta distilat ürünlerinde yani dizel, nafta, kerosen gibi ürünlerdeki kükürt içeriğinin düşürülmesinde etkin bir yöntem olarak kullanılmaktadır. HDS proseslerinde yaygın olarak kullanılan iki tip katalizör mevcuttur, bunlar CoMo/Al2O3 (kobalt-molibden/alümina) ve NiMo/ Al2O3 (nikel-molibden/alümina) katalizörleridir. Proses tasarımlarına, operasyon koşullarına göre tercih edildikleri sistemler farklılık göstermektedir. HDS proseslerinde daha sık kullanılan CoMo/Al2O3 katalizörleri, yüksek aktivite ve seçicilik özellikleriyle öne çıkmaktadır. Ancak zamanla bu katalizörlerin aktivitesinde azalma meydana gelmekte ve bu durum ürün verimini ve proses verimini doğrudan etkilemektedir. Bu çalışmada, rafineri gibi büyük ölçekte faaliyet gösteren bir HDS prosesinde kullanılan CoMo/Al2O3 katalizörünün deaktivasyon davranışı detaylı olarak incelenmiştir. Katalizör deaktivasyonunun ana nedenleri olan kok oluşumu, metal birikimi ve sinterleşme modelleri değerlendirilmiş; proses verilerinden yola çıkarak kinetik modellemeler yapılmıştır. Farklı sıcaklık, basınç ve besleme bileşimi koşullarında katalizör performansı analiz edilmiş ve deneysel sonuçlarla uyumlu matematiksel bir deaktivasyon modeli geliştirilmiştir. Bu çalışma kapsamında, katalizör deaktivasyonunun deneysel veriler üzerinden matematiksel olarak modellenmesine ek olarak, proses güvenilirliğini bütünsel açıdan değerlendirebilmek amacıyla ilgili birim üzerinde ayrıntılı bir proses tehlike analizi (HAZOP) uygulanmıştır. HAZOP çalışması, proses akış şemasındaki kritik düğümlerin sistematik biçimde incelenmesi, olası sapmaların“kılavuz kelimeler”kullanılarak değerlendirilmesi ve bu sapmaların potansiyel neden–sonuç ilişkilerinin ortaya konulması prensibine dayanmaktadır. Böylece çalışma, yalnızca katalitik performans ve deaktivasyon kinetiğini değil, aynı zamanda proses emniyetini de bütüncül bir yaklaşımla analiz eden kapsamlı bir değerlendirme ortaya koymaktadır. Proses özelinde yapılan katalizör deaktivasyonunun değerlendirilmesi ve tehlike analizi ile elde edilen sonuçlar, hem mevcut katalizör ömrünün optimize edilmesi hem de reaktör tasarım ve işletme stratejilerinin iyileştirilmesi açısından önemli bulgular sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Today, sulfur removal in petroleum refineries has become extremely important in line with environmental regulations and sustainable energy policies. In this context, hydrodesulfurization (HDS) processes are used as an effective method for reducing the sulfur content in middle distillate products, namely diesel, naphtha, kerosene, and similar products. There are two types of catalysts commonly used in HDS processes: CoMo/Al2O3 (cobalt-molybdenum/alumina) and NiMo/Al2O3 (nickel-molybdenum/alumina) catalysts. The systems in which they are preferred to differ depending on process designs and operating conditions. CoMo/Al2O3 catalysts, which are more commonly used in HDS processes, stand out with their high activity and selectivity properties. However, over time, the activity of these catalysts decreases, directly affecting product yield and process efficiency. This study details the deactivation behavior of CoMo/Al2O3 catalysts used in a large-scale HDS process, such as a refinery. The main causes of catalyst deactivation, namely coke formation, metal accumulation, and sintering models, were evaluated; kinetic models were developed based on process data. Catalyst performance was analyzed under different temperature, pressure, and feeding conditions, and a mathematical deactivation model consistent with experimental results was developed. Within the scope of this study, in addition to mathematically modeling catalyst deactivation based on experimental data, a detailed HAZOP was performed on the relevant unit to evaluate process reliability from a systemic perspective. The HAZOP study is based on the principle of systematically examining critical nodes in the process flow diagram, evaluating possible deviations using“guide words,”and revealing the potential cause-effect relationships of these deviations. Thus, the study presents a comprehensive assessment that analyzes not only catalytic performance and deactivation kinetics but also process safety with a holistic approach. The results obtained from the evaluation of catalyst deactivation specific to the process and the hazard analysis provide important findings for both optimizing the current catalyst life and improving reactor design and operating strategies.
Benzer Tezler
- Development of a novel regenerable sorbent for hot gas desulfurization
Sıcak gaz desülfirizasyonu için rejenere edilebilen yeni bir sorbent geliştirilmesi
AYŞEGÜL AKSOY
Yüksek Lisans
İngilizce
1994
Çevre MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYSEL ATIMTAY
- Flue gas desulfurization by wet lime scrubbing
Başlık çevirisi yok
F.SEZER TURALLIOĞLU
Doktora
İngilizce
1994
Çevre MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ADEM ÖZER
- Investigation of combustion characteristics of indigenous lignite in a 150 kWt circulating fluidized bed combustor
150 kWt dolaşımlı akışkan yataklı yakıcıda yerli linyitin yanma özelliklerinin incelenmesi
AYKAN BATU
Doktora
İngilizce
2008
EnerjiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. NEVİN SELÇUK
YRD. DOÇ. DR. GÖRKEM KÜLAH
- Ham petrol distilasyon ünitesi ve dizel hidrodesülfürizasyon ünitesinin aspen HYSYS simülasyonu
The aspen HYSYS simulation of crude oil rafinery distillation unit and diesel hydrodesulphurization unit
TUĞÇE SELİN GÜNŞEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN BOZDAĞ