مقدمه1 سوخت و مواد شیمیایی در سراسر دنیا از زغال س��نگ، نفت و گ��از ط��بیعی بدس��ت

انتظار می رود که تقاضای نفت در سراسر دنی��ا ت��ا س��الEIA1می آیند. بر طبق آمار میلیون بش��که در روز اف��زایش خواه��د ی��افت. ب��ا این ح��ال، س��ازمان123 تا 2025

،2025( آمار تولید تقریبی نفت خود را تا س��ال OPEC2کشورهای صادرکننده نفت ) میلیون بشکه در روز پیش بینی می کنند که این نصف تقاضای جه��ان می باش��د.61

در این زمان، انتظار می رود که کشورهایی که در اوپک عضو نیستند تولیدات نف��تی میلی��ون بش��که در روز اف��زایش دهن��د ک��ه این خ��ود62 ت��ا 2025خ��ود را ت��ا س��ال

[1]نشان دهنده ادامه رشد صنایع نفتی در آینده همانند قبل است.

مص�رف س�وخت، ان�رژی و م�واد ش�یمیایی به خ�اطر رش�د س�ریع جمعیت به ش�دت و باقیمان��ده های3افزایش یافته است. ن��یروی محرک��ه ب��رای ف��رآوری نفت س��نگین

در صنایع پاالیشگاهی عبارت است از:4نفتی

سوخت حمل و نقل با کیفیت باال (1تولید محصوالت مقطره میانی(2تخلیه منابع نفت خام(3کاهش عرضه نفت خام معمولی (4افزایش قیمت تمام شده(5

یک منبع جایگزین مناسب برای پرکردن نیازهای تمدن م��درنVRنفت های سنگین و اعم از س��وخت حم��ل و نق��ل، ان��رژی و م��واد پتروش��یمیایی می باش��د. بن��ابراین، پاالیشگاه های نفت کنونی در آینده نه چندان دور با پاالیش��گاه های نفت فوق س��نگین

در سراس��ر جه��ان6 و بیت��ومن5جایگزین خواهد شد. مقادیر زیادی ماس��ه های نف��تی می باش��د. ب��ا پیش��رفتVRوجود دارد ک��ه از لح��اظ خ��واص همانن��د نفت س��نگین و

تکنولوژی های تبدیل نفت سنگین به مواد با ارزش، این خوراک ها نیز می توانند منابعمناسبی برای تولید سوخت حمل و نقل و تولید مواد پتروشیمی باشد.

در دهه ه��ای گذش��ته، محققین ب��ر توس��عه تکنیک ه��ای پ��االیش ب��رای خوراک ه��ای در وVRدسترس مانند زغال سنگ، نفت خام های سبک، واکس، نفت سنگین، مواد زائد،

1 United States Energy Information Administration2 Organization of Petroleum Exporting Countries3 heavy oil4 residue oil5 oil sand6 bitumen

گاز طبیعی تاکید داشته اند. مواد اولیه ب��رای ت��امین بس��یاری از محص��والت نف��تی از قبیل سوخت های حمل و نقل و دیگر محصوالت با نقطه ج��وش پ��ایین، پالس��تیک ها، الیاف مصنوعی، حالل ها، کودهای شیمیایی، آفت کش ها، پاک کننده ها، روان کننده ها،

[1]مواد شیمیایی کاربردی، داروها، واکس ها و کک استفاده می شود.

به مواد سبک تر، کاهش ویسکوزیته و نقطه ج��وش،VRاهداف تبدیل نفت سنگین و ب��اH/C، کاهش ناخالصی های دیگ��ر و اف��زایش نس��بت 2، گوگردزدایی1حذف فلزات

ارزش تجاری ب�اال می باش�د. تع�دادی فرآین�د و تکنول�وژی س�نتزی کاتالیس�تی ب�رای توسعه یافته است. در میان تکنولوژی های تبدیلVRتبدیل نفت سنگین، مواد زائد و

، هیدروکراکینگ فاز دوغ��ابی ب��ه علت قاب��ل اج��را ب��ودن آن ب��رایVRنفت سنگین و تبدیل خوراک های بسیار آلوده بسیار مورد توجه قرار گرفت��ه اس��ت. هی��دروکراکینگ نفت سنگین با کاتالیست های فلزی پخش شده مناسب ترین راه برای بدس��ت آوردن

مواد با نقطه جوش کم یا مقطره میانی با ارزش باال، می باشد.

کاتالیست های استفاده شده برای این فرآیند دارای خواصی است که به آن عملکرد ه��ا، در اولفین هی��دروژنی کردن(. 3دوگان��ه می بخش��د ) کراکین��گ و هی��دروژنی کردن

آروماتیک ه��ا، گ��وگرد، نی��تروژن و اکس��یژن اتف��اق می افت��د در ح��الی ک��ه کراکین��گ می باشد. واکنش کراکینگ گرماگیر اس��ت در ح��الیC-Cبه معنای شکستن پیوندهای

که واکنش هی��دروژنی کردن گرم��ازا می باش��د ولی در ک��ل گرم��ای از راکت��ور خ��ارج می شود. بنابراین، طراحی راکتور و پایداری حرارتی کاتالیست برای هی��دروکراکینگ

بس��یار مهم می باش��د. سیس��تم های هی��دروکراکینگ ف��از دوغ��ابیVRنفت س��نگین و مواد کم ارزش مانند گاز، کک و دیگر مایع��ات ب��ا4درصد تبدیل باال و حداقل حصول

[1]نقطه جوش باال را دارد.

1 demetallation2 desulfurization3 hydrogenation4 yield

خال 2 برج نفتی باقیمانده‌ و سنگین نفت منابع نفت های سنگین، نفت ه��ای ف��وق س��نگین و بیتومن ه��ا در سراس��ر دنی��ا وج��ود دارد.

(6×1012 تریلی��ون )6( تخمین زده اس��ت ک��ه ح��دود IEA )1آژانس بین المللی انرژی بش��که در غ��رب5/2×1012( نفت سنگین در سراس��ر دنی��ا وج��ود دارد: bblبشکه ) 1/0-18/0×1012 بش��که در روس��یه، 1×1012 بشکه در ونزوئال، 5/1×1012کانادا،

بشکه در ایاالت متحده و بقیه آن در بقیه کشورها قرار دارد. بزرگ��ترین من��ابع نفت در ونزوئال قرار دارد. نفت س��نگین همچ��نین در2سنگین دنیا در شمال رود اورینوکو

کشورهای گوناگونی ق�رار دارد و در هن�د، کلمبی�ا، ان�دونزی، چین، مکزی�ک، برزی�ل، ترینیداد، آرژانتین، اروپای شرقی، اکوادور، مصر، عربستان سعودی، عمان، ک��ویت، ترکیه، استرالیا، نیجریه، آنگوال، دریای شمال، رومانی، ایران و ایتالیا تولید می شود.

و5، آتاباس��کا4( واباس��کا3 همچ��نین ماس��ه های نف��تی آلبرت��ا ) ش��امل رود پیس[2] به عنوان من��ابع نفت س��نگین دنی��ا ش��ناخته می ش��وند. یک س��وم من��ابع نفت6کلدلیک

سنگین قابل استفاده، ماسه های نفتی غرب کانادا می باشد. اغلب این من��ابع ب��دلیل ویسکوزیته باال هنوز مورد استفاده قرار نگرفته اس��ت. قیمت نفت س��نگین برطب��ق

نش�ان داده ش�ده اس�ت. این نم�ودار قیمت ه�ای گ�زارش ش�ده1-2شکل در APIدرجه [3] را مقایسه می کند. 2006 و 2002در

1 IEA2 Orinoco River3 Peace River4 Wabasca5 Athabasca6 Cold Lake

و 1-2شکل نفت‌خام قیمت بین APIارتباط

1(MMTPA میلی��ون تن در س��ال )1ظرفیت پاالیش نفت در سراسر جهان به ح��دود رس��یده اس��ت. در ص��نایع پ��االیش نفت، دو ن��وع باقیمان��ده تولی��د خواه��د ش��د.

،AR )2باقیمانده های اتمسفری > ◦C ( از پایین ب��رج تقط��یر اتمس��فری بدس��ت343 خود به برج تقطیر خال فرستاده می شود. قسمت سنگین بدس��ت آم��دهARمی آید.

MPaاز پ��ایین ب��رج تقط��یر خال در فش��ار ( نامی��دهVR )3 باقیمان��ده خال01/0-003/0 (2-2شکل می باش�د.)C 550◦می شود. دمای جوش اتمسفری این باقیمانده ها باالی

[1]

1 million metric tons per annum2 Atmospheric residue3 vacuum residue

درجه TBPمنحنی 2-2شکل با خوراک‌هایی [4]مختلف APIبرای

میلی��ون تن از باقیمان��ده های نف�تی5/617، ح�دود 1998بر طبق گزارش های سال نوش��ته شده اس��ت، در سراس��ر دنی��ا تب��دیل 1-2جدول در فرآیندهای گوناگون که در میلی��ون تن باقیمان��ده نف�تی ب��ه فرآین��دهای تب��دیل725شدند. درحال حاضر، تقریبا

مختلف فرستاده می شود. تبدیل باقیمانده ها یا نفت سنگین به عن��وان ه��دفی ب��رای پاالیشگاه ها تبدیل شده است تا بتوانند محصوالت ب��ا ارزش اف��زوده بیش��تر بدس��ت

[1]بیاورند.

‌MMTPA [1]ظرفیت‌فرآیندهای‌جهان‌برحسب‌1-2جدول‌

اروپاژاپنآمریکافرآیندبقیه‌جها

نمجموع

5/9941405/143387گرمایی1315/055/19دی-آسفالتن

Hydroprocessing5/3025/30975/495/119FCC5/315/125/10375/91باقیمانده

5/17475/471602/2355/617مجموع

مشخصات‌نفت‌سنگین‌و‌باقیمانده‌نفتی2.1 نفت های سنگین بسیار شبیه به نفت خام هستند، ام��ا بازی��ابی آن ه��ا از الی��ه زی��رین زمین ب��ا روش ه��ای معم��ول س��خت می باش��د. عب��ارت »نفت س��نگین« ب��ه ط��ور قراردادی انتخاب شده است به خاطر اینکه این نفت ها برای برداشت از مخزن نیاز

، از لحاظ ماهیتی، ترکیباتی پیچی��ده، ب��هVRبه تحریک حرارتی دارند. نفت سنگین یا

10-20◦ آن ه��ا بین APIرنگ سیاه، با چگالی باال و به شدت ویسکوز هس��تند و درج��ه می باشد.این مواد همچنین دارای وزن مولک�ولی ب�اال، نس�بت هی�دروژن ب�ه ک�ربن )

H/C،پایین می باشد. این م��واد دارای ناخالص��ی هایی از قبی��ل نیک��ل، وان��ادیم، آهن ) کلسیم، سیلیکا، ترکیبات نیتروژن و اکسیژن و گوگرد می باشد. براساس تف��اوت در

دسته آلی طبق��ه بن��دی می ش��وند: ترکیب��ات اش��باع،4قطبی بودن آن، این مواد در درصد ناخالص��ی )فل��زات س��نگین، نی��تروژن،[5]آروماتیک ها، رزین ها و آسفالتن ها.

2-2جدول ( در VRگ�وگرد و غ�یره( و مشخص�ات ف�یزیکی نفت خام ه�ای س�نگین )منب�ع برطبق منبع اصلی نفت و روش به ک��ارگیریVRنشان داده شده است. مشخصات

می توان��د ب��ه نفت س��بک تر ی��ا محص��والت ب��ا ارزشVRپاالیش متفاوت خواهد بود. افزوده بیشتر با به کارگیری فرآیندهای تب��دیل ی��ا فرآین��دهای بهب��ود باقیمان��ده تب��دیل

ICP آنالیز عنصری، ترکیبات خوراک بخش های گون��اگون و آن��الیز 3-2جدول شود. وجود دارد.

[1]‌‌ترکیب‌و‌مشخصات‌فیزیکی‌باقیماند‌ه‌های‌مختلف2-2جدول‌

نفت‌خام

چگال◦ی‌)

API)

Ni+V(ppmw)

S%(wt)

C-Residue(%wt)

‌حصول‌باقیمانده

‌)درصد‌حجمینفت‌خام(

◦C343 + AR

◦C565 + VR

Alaska, north slope

9/14718/12/95/514/21

Canada, Athabasca

8/53744/53/153/854/51

California, Hondo

5/74898/50/122/673/44

Kuwait, Export

0/15751/40/119/458/21

North Sea, Ekofisk

9/2064/03/42/252/13

Venezuela, Bachaquero

4/95090/31/142/700/38

Mexico, Maya

9/76207/43/154/562/31

Iranian-1976/29/97/46-Canada,

Cold Lake8/63330/51/157/838/44

Arabian, 0/131253/48/128/532/23

Safaniya

می باش��د و نس��بتا اتم ه��ای C38-50ترکیبات اش��باع عموم��ا تع��داد کربنش��ان در ب��ازه کمی دارد. ب��ر طب��ق مطالع��ه س��اختاری، این ترکیب��ات از زنجیره ه��ای1غیرکرب��نی

آلکیلی بلند با حلقه های ناچیز آروماتیک و نفتنی��ک تش��کیل شده اس��ت. این ترکیب��ات[4]فرار هستند و در طول فرآیندهای هیدروژنی مقدار کمی کک تولید می کنند.

نس��بت ب��ه ترکیب��ات اش��باع در نفت س��نگین ی��ا باقیمان��ده خال، ترکیب��ات آروماتی��ک، C41-53ترکیباتی با وزن مولکولی بیش��تر هس��تند. تع��داد ک��ربن آروماتی��ک ه��ا در ب��ازه

می باشد. این ترکیبات ساختار س��اده تری نس��بت ب��ه رزین ه��ا و آس��فالتن ها دارن��د و[4]اتم های غیرکربنی کمتری نیز دارند.

%40-53رزین ها چسبناک و ویسکوز هستند. از لحاظ س�اختاری، رزین ه�ا ش�امل وزنی آروماتیک و نفتنیک می باشند. ترکیبات حلقه های آروماتیک و نفتنیک بستگی به

[4]محل مخزن نفتی و فرآیند استخراج نفت خام دارد.

ICP [1]،‌عنصری‌و‌آنالیز‌‌SARAآنالیز‌باقیمانده‌نفت‌خام‌:‌ترکیبات،‌3-2جدول‌

‌تRRرکیب‌درصRRد‌)‌درصRRدوزنی‌کل(

C345 + AR◦نفت خام

ترکیبRRRات

HCSN2VNiNiV

نفت‌خام‌مایا7/209/03/3اشباع

آروماتیک

5/266/242/84/03/37/27/2

9/290/396/399/177/170/131/13رزینآسفالت

ن‌6/203/369/487/810/793/846/85

نفت‌خام‌رودخانه‌کرن17/2>8/21اشباع

آروماتیک

7/287/302/45/75/48/17/2

6/373/602/778/520/638/227/16رزینآسفالت

ن5/58/88/158/395/324/756/80

نفت‌خام‌سنگین‌عربستان

1 hetroatom

17/6>1/20اشباعآروماتی

ک0/316/294/84/34/102/56/1

2/313/468/432/252/282/148/11رزینآسفالت

ن2/129/231/414/718/616/806/86

آسفالتن ها به رنگ های گوناگون )از قهوه ای تا سیاه(، غیر فرار، به ص�ورت بی ش�کل ی��ا نفت س��نگین وج��ود دارد. آس��فالتن ها از ترکیب��اتVRک��ه به عن��وان کلوئی��د، در

نیتروژن، اکسیژن، گوگرد، وانادیم و نیکل تشکیل شده اس��ت. این ترکیب��ات ش��امل مولکول ه��ای آروماتی��ک و نفتنی��ک ، گروه ه��ا ع��املی قط��بی و زنجیره ه��ای ج��انبی

پنت��ان، -nآلکان ه��ا مانن��د -n(. آس��فالتن ها در -3-2شکل آلیافتیک کوچک می باشد )n .[4]هپتان نامحلول است اما در بنزن یا تولوئن محلول است

خال 3-2شکل باقیمانده ساختاری اجزا [4]عمده

VRو نفت سنگین با وجود آسفالتن ها، فل��زات و هی��دروکربن های س��نگین و اتم ه��ای غیرکربنی بسیار کم کیفیت می باشند. بنابراین قبل از آن ک��ه ب��ه عن��وان س��وخت ی��ا

خوراک اولیه تولید مواد شیمیایی به کار گرفته شوند باید بهبود یابند.

فرآیندهای‌تبدیل‌باقیمانده‌برج‌تقطیر‌خال3 ( بدس��ت آم��ده از پ��ایینVR% وزن حجمی باقیمانده های )60در صنایع پاالیش نفت

به دلیل خواص ن��امطلوبی ک��ه داردVRبرج خال در طول پاالیش نفت خام می باشد. به محصوالت باارزش مانن��د س��وخت وVRرا نمی توان استفاده کرد. بنابراین تبدیل

مواد شیمیایی بسیار مهم است. با این وجود هیچ فرآیند اقتصادی و پاکی برای تبدیلVRوجود ندارد که بتواند تمامی استانداردهای بازار را رع��ایت کن��د. توس��عه فرآین��د

یا نفت های سنگین به مواد باارزش تر بستگی به توسعه تکنولوژی فرآین��د،VRتبدیل جایگزینی منبع هیدروژن )به جای هیدروژن خالص( و استفاده از کاتالیست فعال تر و انتخابگرتر در مقابا ارزش افزوده ای که برای محصول نه��ایی ایج��اد می ش��ود، دارد.

بهبود کارآیی کاتالیستی می تواند با گام های زیر بدست آید:

فل��ز واس��طه متف��اوت، افزودنی ه��ا و روش ه��ای1اس��تفاده از پیش ماده ه��ای.1آماده سازی گوناگون

استفاده بیشتر از فلزهای دیگر به جای فلزهای معمول م��ورد اس��تفاده مانن��د.2مولیبدن، نیکل، کبالت و وانادیم

اصالح مشخصات )بافت، اسیدیته، ترکیب شیمیایی(.3استفاده از فازهای فعال جدید مانند کاربیدها و نیتریدها به جای سولفید.4 مانن��د2باال بردن انتخاب گری و فعالیت کاتالیست با افزودن م��واد پیش برن��ده.5

(.B( و برم )F(، فلوئور)Pفسفر )

در فرآیندهای حاضر ازنظر اقتص��ادی ممکن اس��ت ش��رایط فرآین��د معت��دل باش��د و درVRهمچنین منابع هیدروژنی مصرف شود. بعضی از تکنولوژی های مختلف تبدیل

زیر شرح داده می شود.

‌توضیحات‌کیفی‌فرآیندهای‌مختلRRف‌تبRRدیل‌نفت‌هRRای‌سRRنگین‌بRRه‌مRRواد3.1باارزش‌تر

را می توان به صورت زیر دسته بندی کرد:VRتکنولوژی های تبدیل نفت سنگین و

1 precursors2 promoter

،3، کراکین��گ ب��ا بخ��ار2 )حرارتی(: کاهش ویسکوزیته1فرآیندهای کاهش کربن.1، 5 و کک سازی4کراکینگ کاتالیستی بسترسیال باقیمانده

6فرآیندهای جداسازی: دی آسفالتینگ با حالل.27فرآیندهای افزودن هیدروژن: هیدروکراکینگ.3

در فرآیندهای فوق، تس��تفاده اط کاتالیس��ت بس��تگی ب��ه ن��وع فرآین��د دارد. از س��ال فرآیندهای کاهش کربن در صنایع پاالیش نفت مورد استفاده قرار می گرفت��ه1913

اس��ت. در این فرآین��د، خ��وراک )مولکول ه��ای ب��زرگ( تحت فش��ار اتمس��فری گ��رم می شوند تا به مولکول های کوچک تر شکس�ته ش�وند. هی�دروژن داخلی م�اده ک�ع در طی این فرآیند ممکن است آزاد شود به کربن هایی ک��ه در می��ان ترکیب��ات مختل��ف

H/Cپخش می شوند، متصل می شوند. بنابراین، در بخش��ی از م��واد تولی��دی نس��بت افزایش می یابد در حالی که در بخش دیگر این نسبت کاهش خواه��د ی��افت. در این فرآین��د ناچ��ارا ک��ک تش��کیل خواه��د ش��د. در مقاب��ل، در ط��ول فرآین��دهای اف��زودن

در کل خ�وراک ب�دلیل تزری�ق هی�دروژن خ�ارجی در مج�اورتH/Cهیدروژن، نسبت کاتالیست مناسب، افزایش خواهد یافت.

، کک س��ازی8فرآیندهای دی آس��فالتیگ ب��ا حالل و گرم��ایی ) تب��دیل ک��ردن ب��ه گ��از و کاهش ویسکوزیته( فرآیندهای غیرflexicoking، 10، کک سازی بستر سیال9تاخیری

( وRFCCکاتالیستی می باشند. در عوض کراکینگ کاتالیستی بستر س��یال باقیمان��ده ) فرآین��دهای هی��دروژنی ) تص��فیه هی��دروژنی و هی��دروکراکینگ بس��تر ث��ابت، تص��فیه هیدروژنی و هیدروکراکینگ بستر فواره ای ، هیدروکراکینگ فاز دوغ��ابی( کاتالیس��تی

نش��ان دهنده توزی��ع تکنولوژی ه��ای تب��دیل نفت باقیمان��ده درش��کل زی��ر می باش��ند. سراسر دنیا می باشد.

1 carbon rejection2 visbreaking3 steam cracking4 residue fluid catalytic cracking5 coking6 solvent de-asphalting7 hydrocracking8 gasification9 delayed coking10 fluid coking

tlahpsaeD tnevloS -gni%4

gnikoC%23

gnikaerbsiV%03

yH -orpordgnissec

%51

citylataCgnikcarC

%91

‌تاریخچه‌انتخاب‌فرآیندهای‌تبدیل‌باقیمانده‌خال4-3شکل‌

شامل جداس��ازی ف��یزیکی )فل��زات و آس��فالتن ها( ترکیب��ات1آسفالت گیری با حالل موجود در خوراک براساس وزن مولکولی به جای نقطه جوش می باشد. خ��وراک ب��ا

هپت��ان مخل��وط می ش��ود.nپنت��ان و -nحالل پارافین های سبک مانند پروپان، بوت��ان، - آسفالتن ها و دیگ��ر ناخالص��ی ها در پ��ارافین ن��امحلول می باش��ند. بخش ن��امحلول از مخل��وط ج�دا می ش��ود. مح��دودیت های این فرآین��د، قیمت ان��رژی ب��اال، تقاض�ای کم محصوالت تولیدی برای س��وخت موت��ور و مح��دودیت های اس��تفاده این محص��والت، می باشد. با این حال، عالقه به استفاده از آسفالت کیری رو به افزایش است. فرآیند

آسفالت گیری با حالل ممکن است برای بهبود باقیمانده ها کافی باشد.

و باقیمان��ده ها بس��یار مهم می باش��ند. عموم��اVRفرآین��دهای گرم��ایی ب��رای تب��دیل ه��ای کراکینگ حرارتی در فشارهای متوس��ط انج��ام می ش��ود. هی��دروژن از مولکول

بزرگ تر به سبک تر انتقال می یاب��د ک��ه ب��اعث تش��کیل ک��ک ن��یز خواه��د ش��د. در این کاهش می یابد.C/Hفرآیند، نسبت

C◦ خ��وراک در حض��ور ه��وا ت��ا دماه��ای ب��اال )< 2در فرآیند گازی سازی ( گ��رم1000 می شود. خوراک گرم شده به محصوالت اصلی مانند گاز، کربن سیاه و دوده تب��دیل می شود. گازی سازی و تکنولوژی های ترکیبی آن جایگزین مناسبی برای تولی��د ب��رق می باشند. انتخ�ابگری پ�ایین و جداس�ازی مش�کل محص�والت ب�اعث شده اس�ت ک�ه

فرآیندهای گازی سازی نسبت به دیگر فرآیندها کمتر مورد توجه قرار گیرد.

1 Solvent de-asphalting2 gasification

انتخ��ابی1بدلیل آنکه ترکیبات خوراک ممکن است متفاوت باشد، کک سازی ت��اخیری ، کرده اند. در طول این فرآیند، بخشیVRاست که بعضی از پاالیشگاه ها برای بهبود

از محصوالت کامال فلز و کربن می باش�د. انتخ�ابگری محص�ول بس�تگی ب�ه ش�رایط عملیاتی )دما، فشار و زم��ان واکنش( دارد. مق�دار زی��اد تش�کیل ک�ک و حص��ول کم محصوالت مایع این فرآیند را گران کرده است. حتی با درنظ�ر گ�رفتن این مع�ایب، کک سازی تاخیری همچنان در پاالیشگاه ها مورد استفاده ق��رار می گ��یرد. کک س��ازی

فرایندهای گرمایی هس��تند. در این فرآین��دها ک��ک3 و فلکسی کک سازی2بسترسیال گرما را از کوره به راکتور منتقل می کند در حالی که نقش مکان واکنش برای تبدیل

VRب��ه محص��والت گون��اگون را دارد. زم��ان مان��د واکنش دهن��ده م��ایع در راکت��ور ب��ا واکنش تش��کیل ک��ک و محص��والت تع��یین می ش��ود. ش��رایط عملی��اتی و هزینه ه��ای

نشان داده شده است.جدول و شکل زیرفرآیندهای گرماای در

‌فرآیندهای‌گرمایی‌و‌شرایط‌واکنش4-3جدول‌

‌تکنولوژیباقیمانده

پروانه‌دهندهشرایط‌عملیاتی

(MPaفشار )(C◦دما )Chevron Texaco >1000گازی‌سازی

‌کک‌سازیتاخیری

BB Lummus FosterWheeler/UOP

conoco-Philips515-48061/0

‌کک‌سازی‌بسارExxonMobil565-48007/0سیال

‌کک‌سازیفلکسی

Cococo-PhilipsHalliburton KBR

1000-830

‌کاهشABB Lummus510-4500/2-34/0ویسکوزیته

1 delayed coking2 fluid coking3 flexicoking

gniko

C deyaleD

gniko

C diulF

gniko

C ixelF DSC

/BV

)%06( g

nikcarco

rdyH

)%09( g

nikcarco

rdyH

6

7

8

9

)

(

هشک

بررب

الد

یاتلیمع

نهزی

ه

‌هزینه‌های‌عملیاتی‌فرآیندهای‌گوناگون5-3شکل‌

قدیمی تر و از لحاظ هزینه ب��رای بهب��ود باقیمان��ده م��وثرتر1واحد کاهش ویسکوزیته % وزنی گاز و بنزین در این فرآیند تولی��د می ش��ود. ب��ا این ح�ال، در7است. عموما،

ط��ول این فرآین��د، آس��فالتن های موج��ود در محص��والت ب��اقی می مانن��د و تغی��یری نمی کنند. بنابراین، نفت سوخت پایدار بدست می آید. این فرآیند برای من��اطقی ک��ه تقاضای سوخت موتور کم است مناسب می باشد. اگ��ر تقاض��ای س��وخت موت��ور در منطقه ای افزایش یابد و هیچ پاالیشگاهی در آن جا نباشد، کک س��ازی ت��اخیری م��ورد

% وزنی( باقیمان��ده های نف��تی63اس��تفاده ق��رار می گ��یرد. قس��مت اعظم )ح��دود بوسیله فرآین��دهاب گرم��ایی مانن��د ک��اهش ویس��کوزیته و کک س��ازی ت��اخیری بهب��ود می شوند. بسته به شرایط تبدیل و ترکیب خوراک، محصوالت گوناگونی مانن��د نفت��ا، م�واد مقط�ره می�انی، گازوئی�ل خال و ک�ک تش�کیل می ش�وند. بعض�ی از پروژه ه�ای

ایجاد شده اند.VRکراکینگ حرارتی مشخصا برای تبدیل

فرآیندها و تکنولوژی های گرم��ایی ک��ه اس��اس آن ب��ر کک س��ازی اس��ت دارا مع��ایبی است از جمله: تولید مقدار زیاد محصوالت کم ارزش جانبی که نیاز دارد در مراحل بعد وارد فرآیندهای دیگری شوند. فرآیندهای مراح�ل بع�د گ�ران و زم�ان بر هس�تند.

VRبن��ابراین فرآین��دهای گرم��ایی کم اهمیت ت��ر از فرآین��دهای کاتالیس��تی تب��دیل می باشند.

1 visbreaking

( یکی از توس��عه های کراکین��گRFCC )1کراکینگ کاتالیستی بس��تر س��یال باقیمان��دها توس��عه ی��افت. این روش1980( است ک��ه در اوای��ل FCC)2کاتالیستی بستر سیال

نیازمند فاز بخار برای انجام واکنش کراکینگ کاتالیستی اس��ت ک��ه انتخ��ابگری به��تربرای حصول بنزین و تولید کمتر گاز نسبت به روش های گرمایی دارد. باقیمانده ها )

AR و VR( و ناخالصی های موجود درآن )فلزات و اتم های غیر کرب��نی( نقط��ه ج��وش باالیی دارند که باعث می شود تبخیر به سختی صورت گیرد. در پایان واکنش، فل��ز و کک بر سطح کاتالیست رسوب می کند و کاتالیست غیرفعال می شود. خ��وراکی ک��ه به این فرآیندها فرستاده می شود باید دارای مقدار کم فلز، گوگرد و آسفالتن باش��د

درRFCCیا به عبارت دیگ��ر کیفیت خ��وراک بای��د خ��وب باش��د. بن��ابراین، ناکارآم��دی فرآیندهای صنعتی مشخص می شود.

تکنولوژی‌هیدروکراکینگ3.2 در طول دهه های گذشته، هی��دروکراکینگ اعتب��ار زی��ادی در فرآین��دهای پ��االیش نفت س��بک بدس��ت آورده اس��ت. بع��د از تم��ام ص��نعتی ش��دن نفت س��بک، فرآین��دهای

به ک��ار گرفت��ه ش��د. تکنولوژی ه��ایVRهی��دروکراکینگ ب��رای بهب��ود نفت س��نگین و ، بس��تر4، بس��تر جوش��ان3گون��اگون راکتوره��ای هی��دروکراکینگ مانن��د بس��تر ث��ابت

برای بهب��ود باقیمان��ده های نف��تی اس��تفاده ش��د.6 یا راکتور های فاز دوغابی5متحرک اصول عملکرد این راکتورها تقریب��ا یکس��ان اس��ت ام��ا اختالف آن ه��ا در تفاوت ه��ای

نش��ان دهنده اختالف ان��واعج��دول زی��رتکنیکی جزیی و تحمل ناخالصی ها می باشد. مقایس�ه اینج�دول بع�دیش است و VRراکتورهای استفاده شده در هیدروکراکینگ

اختالف بین فرآیندها و پروانه دهنده های این فرآیندها جدول سومراکتورها می باشد.است.

‌مقایسه‌راکتورهای‌فرآیندهای‌مختلف5-3جدول‌

‌بسRRRRRRRRRRRتربستر‌ثابت‌متحرک

‌بسRRRRRRRRRRRترجوشان

‌بسRRRRRRRRRRRتردوغابی

حRRRRRRداکثر‌)Ni+Vدر‌)‌

ppmخوراک،‌

250-25400-50600-100>300

‌تحمRRRRRRRRRRلناخالصی

باالمتوسطپایینپایین

1 residue fluidized catalytic cracking2 fluidized catalytic cracking3 fixed-bed4 ebullated-bed5 moving-bed6 slurry-phase reactor

‌حRRRRRRRRRداکثر‌درصد‌تبRRدیل

◦وزنی‌در‌

C550

50508095

‌شRRRRRRRRرایطعملیاتی

سختسختسختخوب

‌VRمقایسه‌فرآیندهای‌مختلف‌بهبود‌6-3جدول

‌غRRRRRRRRRRRRRیرکاتالیستی

H2افزودن‌استخراجکاتالیستی

پایینمتوسطمتوسطباالسادگیانعطاف‌پذیر

یباالپایینباالپایین

باالمتوسطمتوسطپایینهزینه‌کیفیت

محصولباالمتوسطمتوسطپایین

‌سطح‌تبRRدیلباقیمانده

باالمتوسطمتوسطمتوسط

‌تولیRRRRRRRRRRRدسوخت‌نفت

متوسطمتوسطمتوسطمتوسط

متوسطمتوسطمتوسطباالتولید‌کک‌تعداد‌واحدها‌در‌سراسRRRRر

جهان

معمولیمعمولیباالباال

‌فعالیت‌هRRایاخیر

متوسطمتوسطمتوسطباال

‌آلودگی‌هRRایمحیط‌زیسRRRت

ی

پایینهیچمتوسطباال

باقیمان���������دهضایعات ککمشکالتسنگین

H2نیازمند انرژی زیاد

‌فرآیندهای‌تبدیل‌باقیمانده7-3جدول‌

ن������وعراکتور

پروانه دهندهفرآیند

بس����ترثابت

Continuous catalyst replacement )OCR(UFR, Up-flow reactor

Chevron Lumus Global )CLG(Shell )Bunker flow(

Hycon, Bunker type reactorHyvahl, swin reactor concept

Axen )Swing reactor(Shell

IFP )Axen( بس����ترجوشان

H-OilT-Star

LC-Fining

Microcat-RCVeba combi-cracking

Hydrocrackung distillation hydrotreating )HDH(

Axen )HRI/IFP(Chevron

ABB Lummus

Exxon MobilVeba Oel

Intevep

راکت���وردوغابی

Cash, Chevron activated slurry hydroprocessig

EST, Eni slurry technologyCanMet

Chevron, Eni TechnologiesSnamprogetti

Energy Research LaboratoriesCanada

انتخابگری محص��ول بس��تگی ب��ه مشخص��ات کاتالیس��ت )ش��کل، ان��دازه، مکان ه��ای فعال، ترکیب شیمیایی و غیره( و شرایط آزم��ایش دارد. ش��رایط واکنش ب��رای ه��ر تکنول��وژی به کلی متف��اوت اس��ت. بن��ابراین، م��اهیت خ��وراک، اس��تفاده از سیس��تم

بس��یار ب��ا اهمیت می باش��د.VRراکت��ور مناس��ب و کاتالیس��ت ب��رای هی��دروکراکینگ ب��اال درAPIعموما، تصفیه هیدروژنی مواد مقط��ره می��انی ی��ا خوراک ه��ای ب��ا درج��ه

راکتورهای بستر ثابت انجام می شود.برای اکثر خوراک های پیچیده از بستر جوش��ان ی��ا بس��تر متح��رک اس��تفاده می ش��ود. راکت��ور بس��تر ث��ابت نیازمن��د خ��روج م��داوم کاتالیست غیرفعال شده و اضافه شدن سریع کاتالیست تازه اس��ت. در راکتوره��ای بستر متحرک، کاتالیست تازه از ب��االی راکت��ور وارد و کاتالیس��ت غیرفع��ال ش��ده از پایین خارج می شود. در راکتورهای بستر متح��رک همچ��نین کاتالیس�ت مصرف ش��ده اف��زایش می یاب��د و افت فش��ار ت��ا ح��دی ک��اهش می یاب��د. عموم��ا، هی��دروکراکینگ خوراک های سنگین در بستر ثابت نیازمن��د بس��ترهای پندگان��ه ی��ا ترکی��بی کاتالیس��ت می باشد. اگر کیفیت خوراک ب��رای راکتوره��ای بس��تر ث��ابت بس��یار پ��ایین می باش��د، راکتورهای بستر متحرک در حالت س��ری ی��ا ت��رکیب بس��تر جوش��ان ب��ا بس��تر ث��ابت

می تواند موثر باشد.

عموما، کاتالیس�ت های فل��زی پشتیبانی ش��ده ب��رای هی��دروکراک خ�وراک س��نگین در راکتورهای بسترثابت ی��ا بسترجوش��ان به��تر می باش��ند. فع��الیت کاتالیس��تی معم��وال بستگی به فلزهای فعال و ساپورت کاتالیست )اس��یدی ی��ا ب��ازی( مانن��د آلومی��نیوم،

،Al2O3-ZrO2آلومی��نیوم اکس��یدهای ترکی��بی ) Al2O3-MgOو غ��یره(، م��واد متخلخ��ل ، دارد. عموم���ا، کاتالیس���ت های1میکرومتخلخ���ل )زئ���ولیت( و م���واد مزوپ���روس

ساپورت شده بوسیله روش اشباع رطوبت مرطوب یا اولیه آم��اده می ش��ود. در این روش ترکیبات اولیه بر ساپورت رسوب می کن��د. کاتالیس��ت آغش��ته معم��وال خش��ک می شود و ب��رای واکنش هی��دروکراکینگ اس��تفاده می ش��ود. قب��ل از واکنش، عام��ل گوگرد در محل یا خارج از محل اضافه می شود تا شکاف کاتالیست یه فرم سولفید

درآید.

نفوذ خوراک، افت فشار و انتقال جرم از جمله مسائل در راکتورهای بس��تر ث��ابت ، بستر جوشان یا بستر متح��رک می باش��ند. درون ذره، انتق��ال ج��رم بین م��ایع و ف��از جامد، اندازه ذرات و دامنه سرعت هم زدن نیز جزء مشکالتی است که باید در نظر

دور ب��ر دقیق��ه( و300گرفت��ه ش��ود. نف��وذ می توان��د ب��ا س��رعت هم زدن ب��اال )< واکنش دهنده های ترکیب کنترل شود. ب��رای رف��ع مش��کالت مهم و و ص��نعتی ک��ردن

فرآیند، راکتورهای فاز دوغابی یک گزینه جایگزین می تواند باشد.

دوغابی 3.3 فاز در هیدروکراکینگ فرآیند توسعه‌های هیدروکراکینگ سود منحصربفردی دارد. محدودیت های ایجادشده در فرآیندهای ب��اال )خصوصا راکتورهای بستر ثابت( در راکتورهای فاز دوغابی می تواند برطرف ش��ود.

در راکتورهای فاز دوغابی یک نی��از اساس��ی محس��وب می ش��ود.VRبنابراین، تبدیل اولین فرآین��د هی��دروکراکینگ ف��از دوغ��ابی ب��رای تولی��د1920-1930بین س��ال های

مقطرات کم کیفیت از زغال سنگ مایع توسعه یافت. در تالش های اولیه، این فرآین��د تحت فشار باال انجام می گ��رفت ک��ه هزین��ه ب��اال و دیگ��ر مس��ائل عملی��اتی را در پی داشت. پس از آن هیدروکراکینگ فاز دوغابی ب��ه عن��وان ی��ک راه ح��ل ب��القوه ب��رای

به ت��رتیب ب��هVR سنگین به سوخت حمل و نقل شناخته شد. زغال سنگ و VRتبدیل عنوان هیدروژناسیون در جنگ جهانی دوم مورد استفاده قرار می گ��رفت. در اواخ��ر

و نفت سنگین در راکتورهای دوغابی توس��عه کمی یافت��هVR ، هیدروکراکینگ 1970 ، عالقه من��دی ب��ه این فرآین��دها به خ�اطر اف�زایش قیمت مقط�رات1980بود.بعد از

می�انی و تقاض�ا، بیش�تر ش�د. فرآین�دهای هی�دروکراکینگ ف�از دوغ�ابی هم اکن�ون در سراسر جان مورد مطالعه قرار گرفته است. در این فرآیندها، کراکین��گ ح��رارتی و هیدروژناسیون در راکتور با خوراک هایی با نسبت هیدروژن گوناگون اتفاق می افت��د. تحت فشار بالی هیدروژن، کک بر سزح کاتالیست رسوب می کن��د ک��ه ممکن اس��ت

1 mesoporous

ب��ه ترکیب��ات آلی گ��ازی تب��دیل ش��ود. محص��والت گ��ازی از س��طح کاتالیس��ت خ��ارج می شود که کاتالیست را در مدت طوالنی فع��ال نگ��ه می دارد. بااین ح��ال، در ط��ول فرآین��دهای هی��دروکراکینگ ف�از دوغ��ابی، کاتالیس�ت کاتالیس�ت تنه�ا یک ب�ار میتوان��د استفاده شود چون بوسیله ترکیبات نی��تروژن دار و گ��وگرددار و ترکیب��ات فل��زآلی ب��ا

وزن مولکولی باال )آسفالتن ها( موجود در خوراک غیرفعال می شود.

هیدروکراکینگ متنوع ترین فرآیند مدرن تبدیل خوراک ه�ای س��نگین اس��ت. انعط�اف شرایط عملیاتی با توجه به خوراک و جداسازی محصوالت تولیدشده برای عرضه و تقاضا، مقرون به صرفه ترین پاالیشگاه ها را فراهم کرده است. انعطاف در عملی��ات ممکن است توسعه خانواده های خاص کاتالیست، خصوصا ط�راحی فرآین�دهایی ک�ه برای موثرتر بودن کاتالیست، می شود. طیف خوراک های تجاری از نفتا تا باقیمانده، انتخاب بین محصوالت هیدروکراک شده را اجازه می ده��د. این مس��ئله ممکن اس��ت باعث شود که بنزین با اوکتان باال در یک زم��ان و مقط��رات می��انی مانن��د س��وخت جت، سوخت دیزل یا نفت سوخت در زم��ان دیگ��ر تولی��د ش��ود. نس��بت محص��والت

سوخت جت و موتور مورد نیاز می تواند گوناگون باشد.

در طول هیدروکراکینگ، سه ف��از در راکت��ور می توان��د مش��اهده ش��ود: جام��د )ک��ک، ناخالص��ی های فل��زی، ترکیب��ات ک��ربن آلی واکنش ن��داده و کاتالیس��ت(، م��ایع )نفت��ا

C◦سبک: 130IBP:نفت��ا س��نگین ، ◦C C◦، گازوئی��ل اتمس��فریک: 220-130 340-220، و گازوئیل فوق سنگین C540-450 ◦، گازوئیل سنگین خال:C 450-340◦گازوئیل سبک:

،CH4، CO، CO2 واکنش نداده، H2( و گاز )C 847◦ <، تقطیر نشده ها:C847-540 ◦خال:C2H6، H2S، C3H8، C4H10.)و غیره

مطابق توزیع نقطه جوش، محصوالت مایع هیدروکراکینگ به صورت کمی ب��ا تقط��یر ، تس��ت هایASTM2( ان��دازه گیری می ش��ود. عموم��ا، SIMDIST )1شبیه سازی ش��ده

D2887 و D5307 طیف نقطه ج��وش ◦ C538-55( n :پارافین ه��اC5-C44روش تقط��یر .) )C750-36◦( که طی��ف نقط��ه ج��وش HTSD )3شبیه سازی شده دما باال n :آلک��انC5-

C120.را پوشش می دهد نیز برای اندازه گیری کمی محصوالت مقط��ر به ک��ار می رود) ASTM D2892 و D5236بهتر است.4 برای محاسبه نقطه جوش حقیقی اتمسفریک

روش دیگر محاسبه غلظت محصوالت مایع هیدروکراکینگ است.

مطابق وضعیت فیزیکی خوراک، دو نوع فرآیند هی��دروکراکینگ در ص��نعت اس��تفاده می شود. اگر خوراک، مقطرات سنگین که مس��تقیما از کراکین��گ نفت بدس��ت آی��د،

1 simulated distillation2 American Society for Testing and Materials3 high temperature simulated distillation4 true atmospheric boiling point

نامی��ده می ش��ود و اگ��ر خ��وراک باقیمان��ده ب��رج1فرآین��د هی��دروکراکینگ مقط��رات ن��ام می گ��یرد. مشخص��ات2پاالیش��گاه باش��د، فرآین��د هی��دروکراکینگ باقیمان��ده

داده شده است. عموما، هی�دروکراکینگ باقیمان�ده2جدول خوراک های گوناگون در در مقایسه با هیدروکراکینگ مقطرات در دماهای باالتری انجام می ش��ود. بن��ابراین، هیدروکراکینگ باقیمانده به کاتالیس��ت های مختلفی نی��از دارد. کاتالیس��ت های به ک��ار گرفته شده باید ناخالصی های فلزی و آسفالتن های موجود در خوراک را تحمل کنن��د. در هی��دروکراکینگ مقط��رات، س��اپورت کاتالیس��ت عموم��ا آلومین��ا ی��ا دیگ��ر م��واد میکرومتخلخل می باشد در حالی که هیدروکراکینگ باقیمانده اساسا به س��اپورت های میکرومتخلخل اسیدی یا بازی دارد به خاطر اینکه باقیمانده ها جرم مولک��ولی بیش��تر و اندازه بزرگ تری دارند. کاتالیس��ت هی��دروکراکینگ باقیمان��ده بای��د متخلخ��ل و ه��ر دوس��طح آن فع��ال باش��د. روش کراکین��گ ح��رارتی ممکن اس��ت در هی��دروکراکینگ مقطرات بهتر باشد اما در فرآیندهای باقیمانده کاتالیس��ت حتم��ا م��ورد نی��از اس��ت. انتخاب کاتالیست و سیستم واکنش بسیار مهم هستند. فرآیند باید با توج��ه ب��ه ن��وع

خوراک و الگوی تماس واکنش دهنده ها انتخاب شود.

بدون کم��ک کاتالیس��ت هایVRهم اکنون، توسعه فرآیندهای پاالیش نفت سنگین یا پر بازده غیرقابل تص��ور اس��ت. هی��دروکراکینگ هم از این قاع��ده مس��تثنی نیس��ت. درواقع، توسعه این فراین��دها دو ش��رط الزم دارد: فع��الیت کاتالیس��ت و انتخ��ابگری

آن.

( شکس��ت پیون��د بین1کاتالیس��ت های هی��دروکراکینگ ذات��ا دارای دو نقش هس��تند: اتم های کربن هیدروکربن های با وزن مولکولی باال به شکل هیدروکربن های کوچک تر

( هیدروژناس��یون مولکول ه��ای غیراش��باع موج��ود در خ��وراک ی��ا تولیدش��ده در2و مرحله کراکینگ. بجز این، کاتالیس��ت ها نقش بس��زایی در اختم��ام رادیکال ه��ای آزاد

دارد. عموم��ا س��اپورت کاتالیس��ت اس��تفادهC-Cتولیدشده در طول شکست پیون��د خصوصا کبالت،7 و 6شده در این فرآیند سولفید فلزهایی شامل فلزات گروه های

مولیبدن، تنگستن یا نیکل می باشد. با این ح��ال، ناخالص��ی های موج��ود در باقیمان��دهفعالیت کاتالیستی را کاهش می دهد.

هی��دروکراکینگ نیازمن��د ش��رایط خاص��ی اس��ت مانن��د راکت��و ب��زرگ، فش��ار ج��زیی متوس�ط. این عوام�ل ب�اAPIهی�دروژن ب�اال، ناخالص�ی های کم و خ�وراک ب�ا درج�ه

انتخاب یک کاتالیست مناسب و بهبود پایداری بوسیله انتخاب یک راکتور مناسب که تحت ش��رایط عملی��اتی متوس��ط ب��ه خ��وبی ک��ار کن��د، ک��اهش می یاب��د. مشخص��ات کاتالیست برای هیدروکراکینگ خوراک های سنگین بس��یار مهم اس��ت چ��ون خ��وراک

1 distillate hydrocracking2 residual hydrocracking

شامل فلز و دیگر ناخالصی هایی است که کیفیت نفت را کاهش می ده��د. بن��ابراین، ترکیب شیمیایی و مشخصات بافت مانند اندازه، شکل، سطح فعال و تخلخل بسیار تاثیرگذار می باشد. کاتالیست ها ماکرومتخلخ��ل و مزومتخلخ��ل ممکن اس��ت س��طح مناس��بی ب��رای واکنش ه��ای هی��دروکراکینگ اس��ت. قط��ر تخلخ��ل یکی دیگ��ر از

(. خ��وراک ب��اش��کل زی��رفاکتوره��ای مهم ب��رای تب��دیل خوراک ه��ای س��نگین اس��ت) محتویات فلز باال و آسفالتن ها نیازمند کاتالیست های باتخلخل های بزرگ است تا این مواد درشت مولکول وارد مکان های فعال کاتالیست شود. چنانچه قط��ر تخلخ��ل کم باشد رسوب خارجی فلز و ک��ربن ب��ر س��طح کاتالس��یت و مس��دود ش��دن تخلخل ه��ا بوجود می آید. بااین حال ط�راحی و ت�رکیب کاتالیس�ت های متخلخ�ل ب�ا فع�الیت ب�اال

مسئله مهمی بین محققین می باشد.VRبرای هیدروکراکینگ

هیدروکراکینگ 6-3شکل واکنش بر ویژه سطح مساحت و منافذ قطر تاثیر

بعضی از فرآیندهای هی�دروکراکینگ ف�از دوغ�ابی در مقی�اس آزمایش�گاهی مطالع�ه ش��ده اس��ت و بعض��ی دیگ��ر ب��ه مرحل��ه پ��ایلوت رس��یده اند و تع��دادی نی��ط ص��نعتی

شده اند. بعضی تکنولوژی ها با کاتالیست های جام��د آزم��ایش ش��ده اند ک��ه بعض��ی ازآن ها بسیار گران می باشند و هزینه فرآیند را بسیار باال می برند.

دوغابی 4 فاز هیدروکراکینگ فرآیندهای مشتق شده است.coal liquefaction که برای Bergius مستقیما از فرآیند VCCفرآیند

واحد تجاری س��اخته و راه ان��دازی ش��د.12 در آلمان ،1945 تا 1927بین سال های بعد از جنگ جه��انی دوم اغلب واح��د ها برچی��ده ش��د و یکی از واح��دهای موج��ود ب��ه واحدی برای بهبود باقیمانده های پاالیشگاه تبدیل شد. پس از چند سال همه واح��دها

ب��رای اولین ب��ار پس از1970 در VCCبه دالیل اقتصادی از رده خارج شدند. فرآیند بش��که در روز در3500باال رفتن قیمت نفت احیا شد و یک واحد جدید با ظ��رفیت

شروع به کار کرد. به علت1981( آلمان ساخته شد و در Bottrop )1شهر بتتروپ کاهش قیمت نفت و افزایش قاب��ل توج��ه قیمت گ��از ط��بیعی این واح��د ن��یز از رده

،BP توسط Vebaخارج شد. با مالکیت VCC ج��زئی از برنام��ه پ��االیش پیش��رفته BP قرارگرفت. در این فرآیند، باقیمانده با افزودنی پ��ودر ش��ده ش��امل آهن و فلزه��ای واسطه دیگر، به ح��الت دوغ��ابی درمی آین��د.نقش اص��لی این اف��زودنی جلوگ��یری از

C◦تشکیل کک می باشد. شرایط عملیاتی bar و 485-440 می باشد. درص��د250-220 % ادعا شده است.90تبدیل تا باالی

Exxon توسط M-cokeتکنولوژی Mobil group-توسعه یافته است. آن ه�ا از فس�فر MPaمولیب��دیک اس��ید و مولیب��دن نفتن��ات تحت فش��ار ب��ه عن��وانC440◦ در 17

% بدست آم��د. اگرچ��ه،90کاتالیست استفاده کرده اند. در این واکنش درصد تبدیل کاتالیست فعالیت باال را نشان می دهد اما دبی در این فرآیند به خ��اطر هزین��ه ب��االی

ن��یزMICROCAT-RC بش��که در روز مح��دود شده اس��ت. فرآین��د 1کاتالیس��ت ب��ه Exxonتوسط Mobilبرای تبدیل باقیمانده های نفتی توس��عه ی��افت. آن ه��ا به خ��وبی

را ب��رای واکنش هی��دروکراکینگ2کاتالیس��ت های منگ��نز و مولیب��دن محل��ول در نفتmμپخش کردند )ذرات ریز ب��ا ان��دازه های کم�تر از (. در این فرآین��د تش�کیل ک�ک1

به س��ختی انج��ام می ش��ود. بازی��ابی س��خت کاتالیس��ت یکی از عیب ه��ای این روشاست.

همان طور که در باال توض��یح داده ش��د،هم��ه تکنولوژی ه��ای به روز دوغ��ابی، تب��دیل کاملی را ندارند.تنها راه رسیدن به درصد تبدیل باال، بدون تاثیر گذاش��تن ب��ه درص��د حصول کلی مواد با ارزش، برگشت دوباره بخش تبدیل نشده به راکت��ور می باش��د.

1 Bottrop2 oil-soluble

در این حالت زمان ماند زیادی تنها برای شکستن مولکول های بزرگ ص��رف خواه��د شد، بدون این که برش تقطیر میانی و بنزین تغییری یابند.با این ح��ال، این راه ح��ل مدت زیادی استفاده نشد. برگشت بخش سنگین به داخل راکت��ور ب��اعث مش��کالت

در ح��الیEniعملیاتی و کارایی خواهد شد. این مسئله در مراک��ز تحقی��ق و توس��عه براساس طرح جریان برگش��تی خ��اص ک��ه تب��دیل کام��لESTبررسی شد که فرآیند

هم��ه م��واد، ح��تی م��واد س��نگین را اج��ازه می داد. پیش��رفت این پ��روژه از ف��از راکتور دوغ��ابی ص��ورت گ��رفت ک��ه ظ��رفیت آن151آزمایشگاهی به فاز پایلوت با

در پاالیش��گاه2006 بشکه در روز اعالم شد. این واحد س��ال 1250توسط شرکت تارانتو در ایتالیا به بهره برداری رسید.نتایج فوق العاده این واحد باعث شد که واح��د

بشکه در روز در پاالیشگاه سانازارو دی بورگون��دی )23000صنعتی آن با ظرفیت Sannazzaro de Burgondiدر شمال ایتالیا در دست ساخت قرار گیرد این پاالیشگاه )

شامل بزرگترین راکتورهای هیدروکراکینگی است که تاکنون س��اخته ش��ده اس��ت و اولین واح�د هی��دروکراکینگ باقیمان��ده های س��نگین بس�تر دوغ��ابی اس��ت. این واح�د

ط��رح س��ادهش��کل زی��رهم اکنون آماده است و در مرحله راه اندازی قرار دارد. در شده فرآیند قابل مشاهده است.

دوغابی 7-4شکل فاز تکنولوژی شده ساده فرآیند Eni (EST)طرح

ESTتفاوت اندکی با روش های صنعتی قبل دارد. محلول الئوم مولیبدینیوم به عنوان ( قبل از ورود به راکتور به خوراک اضافه می ش��ود. واکنش درprecursorپیش ماده )

C◦دمای bar و فشار 450-400 با هیدروژنی که از پ��ایین راکت��ور داده می ش��ود،150 اتفاق می افتد. تحت شرایط واکنش، پیش ماده کاتالیست ب��ه ن��انو ذرات پخش ش��ده

-in( تب��دیل می ش��ود. این روش آماده س��ازی در مح��ل )MoS2مولیبدینیوم س��ولفید )

situ به پخش )MoS2.به عنوان یک کاتالیست، در راکتو دوغابی کمک زی��ادی می کن��د روز( مشخص��ات الیه ه��ای100در ط��ول دوره آزم��ایش ص��نعتی )ح��دود شکل زی��ر

MoS2را در مقابل میانگین ابعاد شعاعی کاتالیست نشان می دهد. در مراح�ل اولی��ه تک الی��ه تب��دیل می ش��ود و ذراتMoS2% ذرات کاتالیس��ت ب��ه 80واکنش، ح��دود

باقیمانده اکثرا دوالیه می شوند و به مقدار کم به سه الیه یا بیشتر تب��دیل می ش��وند. هنگامی که واکنش ادامه می یابد، کاتالیست به مقدار کمی تمایل به پیوستن ب��ه هم دارند، اما با این وجود مقدار باقیمانده کاتالیست تک الیه همچنان باال می ماند )حدود

نشان دهنده این اس��تشکل زیری. شکل باالیی روز واکنش ( 50% بعد از 75-70 50 آنگس�تروم ب�ه 45ک�ه ابع�اد می�انگین ش�عاعی ذرات کاتالیس�ت مق�دار کمی از

آنگستروم افزایش می یابد.

نتایج فرآیند باالیی پایداری و فع�الیت کاتالیس�تی ب��اال، ث��ابت مان��دن ش��کل و ان��دازه کاتالیست حتی در طول دوره آزمایش می باشد. بعد از واکنش، محصوالت بوس��یله تقطیر از هم جدا می شوند. باقیمانده تبدیل نشده بخش سنگین پ��ایین ب��رج تقط��یر خال، شامل کل کاتالیست، به راکتور برگشت داده می شود و فقط قسمت ک��وچکی

% خ��وراک1-3( خ��ارج می ش��ود )purgeاز بخش سنگین به عن��وان جری��ان زدایش ) تازه( تا از تجمع کک و سولفیدهای نیکل و وانادیم موجود در خوراک جلوگیری کن��د.

از بین می رود. بن��ابراین،MoS2ب��ه علت وج��ود جری��ان زدایش، مح��دودیت مق��دار مقدار مشخصی به صورت پیوسته به راکت�ور داده می ش�ود ت�ا غلظت آن را در ح�د

نگه دارد. جریان زدایش می تواند به عنوان سوخت در صنایع سیمانppmwچند هزار و فوالد به کار رود. برای به کارگیری جریان زدایش به علت ویسکوزیته زی��اد بای��د ب��ا

(. جری��انVGOموادی که بتواند ویسکوزیته آن راتنطیم نماید، مخلوط شود )مانن��د centrifugalزدایش را همچنین می ت��وان وارد decanterک��رد ت��ا م��ایع آن از قس��مت

جامد )کیک( جدا شود .قسمت مایع دوباره به راکتور برگشت داده می ش��ود و کی��ک که شامل هیدروکربن های سنگین، کک و س��ولفیدهای فل��ز می باش��د، ب��رای بازی��ابی فلزهای آن) مولیبدن، وانادیم و نیکل( به بخش دیگری فرس��تاده می ش��ود. ب��ه علت اینک��ه بخش اعظم کاتالیس��ت از دس��ت نرفت��ه اس��ت و ب��ه بخش واکنش برگش��ته است، غظت کاتالیست این فرآیند نسبت به دیگر تکنول��وژی دوغ��ابی بس��یار بیش��تر

اس��ت. این یکی دیگ��ر از ویژگی ه��ای مثبت این فرآین��د اس��ت ک��ه می توان��د ک��اراییبسیار باالیی از خود نشان دهد.

فرآیند با توجه به نوع خوراک بسیار منعطف است: کارخانه ب��ا خوراک ه��ای مختلفی ( کانادا، محصوالت نف��تی ازbitumenاز قبیل نفت خام های مختلف سنگین، قیرهای )

(.خالصه عملکرد کلی فرآیند به شرح زیر است :tar sandماسه های نفتی )

%99(: بیشتر از HDMحذف فلزات)Conradson Carbon Residue reduction (HDCCR) 97: بیشتر از%

%85(: بیشتر از HDSکاهش گوگرد )%40(: بیشتر از HDNکاهش نیتروژن )

% خوراک تازه110حجم حصول کلی محصول : بیشتر از

این نت��ایج ب��ا تالش ه��ای محققین ک��ه ب��رای توس��عه فرآین��دهای مهم پاالیش��گاهی از تنه��اESTمطالعات آزمایشگاهی تا کارخانه ای در ابعاد بزرگ صورت گرفت��ه اس��ت.

فرآیند هیدروکراکینگ باقیمانده است که باقیمانده را به صورت کامل تبدیل می کند.

کاتالیست 8-4شکل مشخصات : )MoS2ارزیابی صنعتی تست طول ذره aدر هر الیه‌های میانگین MoS2 (bتعدادذرات شعاعی MoS2ابعاد

ب��اال وdemetallation درص��د تب��دیل ب��اال، فل��ززدایی CANMETفرآیند هیدروکراکینگ هیدروکراکینگ باقیمانده را نتیجه می دهد. این فرآیند برای بهبود قیر س��نگین ح��اوی رس معدنی بوسیله افزودنی بازدارنده تش��کیل ک��ک، ک��ه نبای��د ب��ا فلزه��ای س��نگین

موجود در خوراک مسموم شود، استفاده می شده است. افزودنی از س��ولفات آهن که با عث هیدروژناسیون می شود و مانع تشکیل کک می شود، تشکیل ش��ده اس��ت.

C◦ش�رایط عملی�اتی راکت�ور bar و 460-440 می باش�د. واح�د ب�ا ظ�رفیت150-100 درPetro-Canada در پاالیش��گاه 1986 بشکه در روز باقیمانده های سنگین در 5000

س��ال فع��الیت آن ادام��ه داش��ت. محص��والت15مونترال شروع به کار کرد و برای تولیدی برای بهبود به واحد دیگری فرستاده می شود ت��ا محص��والت نه��ایی مطل��وب

شوند.

برای بهبود تکنولوژیNatural Resources Canada (NRCan) با UOP، 2006در سال CANMET 2007 ش��روع ب��ه همک��اری کردن��د. در س��ال ،UOPحق��وق انحص��اری

از قبیل الیسنس، بازاریابی و توسعه راCANMETتکنولوژی هیدروکراکینگ دوغابی UOPبدست آورد. درنهایت، این اکتساب منجر به توس��عه فرآین��د Uniflexش��د ک��ه

UOP و CANMETترکیبی از تجهیزات تکنولوژی ه��ای فرآین��د Unicracking و UOP

Unionfining نش��ان دهنده اطالع��ات اساس��ی جریان ه��ای فرآین��دزی��ر ب��ود. ش��کل همچ��نین کاتالیس��ت های جدی��دی درUOP می باش��د. UOPهی��دروکراکینگ دوغ��ابی

% برس��انند مع��رفی90مقی��اس ن��انو ک��ه می توانن��د درص��د تب��دیل را ت��ا ب��االی کرد.کاتالیست با خ��وراک باقیمان��ده مخل��وط می ش��ود ت��ا عالوه ب��ر اف��زایش س��طح تماس درصد تبدیل آسفالتن ها نیز باال برود که این خود منجر ب��ه ک��اهش تولی��د ک��ک

خواهد شد.

دوغابی 9-4شکل هیدروکراکینگ فرآیند UOPطرح

PDVSA HDH-Plus

INTEVEP شروع شده است.برای چن��د س��ال، 1978 از HDHتوسعه تکنولوژی )the R&D affliate of Venezuelan PDVSA( با Veba Oelشروع به همکاری کردند و ی��ک

بشکه در روز ساختند. در پایان همکاری، ه��ر150واحد پایلوت در آلمان با ظرفیت Vebaدو شرکت برای توسعه فرآیند دوغابی فعالیت خ��ود را جداگان��ه ادام��ه دادن��د.

Oel همان طور که در قسمت های قبل توض��یح داده ش��د فرآین��د VCC.را توس��عه داد

INTEVEP فرآیند HDHرا اف��زایش مقی��اس داد ک��ه نتیج��ه آن بهب��ود فرآین��د ب��ود و ب��ا بود. این فرآیند شاملHDH Plus آن را توسعه داد که نتیجه آن IFP/Axensهمکاری

کاتالیستی است که جزء اصلی آن ترکیبات آهن یا مولیبدن که در باقیمانده برج خال پخش ش��ده اند. م��واد جام��د ) مثال ک��ک( ب��رای کم��ک ب��ه کن��ترل تش��کیل ک��ف ب��ا اندازه هایی که در حرکت سیال اختاللی ایجاد نکند، ب��ه راکت��ور اض��افه می ش��ود. در

( از ب��رج تقط��یر خال گرفت��هVRورودی خوراک دوغابی، جایی که باقیمانده برج خال ) افزوده می شود. این خ��وراک ب��ه واح��د فرس��تاده و گ��رمVRمی شود، ذرات کک به

می ش�ود. قب�ل از وارد ش�دن ب�ه ک�وره، کاتالیس�ت و هی�دروژن ب�ه خ�وراک تزری�ق می شود. نفت باقیمانده به خوبی به اجزای سبک تر تبدیل می شود و مواد تولیدی در

قرار می گیرند تا)SHP )sequential hydroprocessingفرآیندهای هیدروژنی پی در پی

ی��ک فرآین��دSHPتص��فیه هی��دروژنی و هی��دروکراکینگ بیش��تری ص��ورت بگ��یرد. می باش��د.HDH-Plusهیدروکراکینگ معمول برای بهب��ود م��واد تب��دیل ش��ده از واح��د

را نشان می دهد.HDH-Plusفرآیند شکل زیر

فرآیند 10-4شکل معمولی HDH-Plusپیکربندی

نشان دهنده شرایط عملیاتی و مشخصات فرآیند می باشد.جدول زیر

‌HDH-Plusشرایط‌عملیاتی‌فرآیند‌8-4جدول‌

barg 210-170فشار‌راکتورH2barg 150-125فشار‌جزئی‌C460-430◦دمای‌راکتور

H2Nm3/m3 700-600نسبت‌گاز‌تصفیه‌ یا بیشتر%85سرعت‌تبدیل

سال2مدت‌اجرا

باقیمانده های تبدیل نشده پایین راکتور )مایع دوغابی سنگین( به برج فلش در واح��دwork-upفرس��تاده می ش��ود ت��ا م��واد س��بک را از بخش تب��دیل نش��ده بازی��ابی

( فرستادهflakerکند.باقیمانده پایین برج خال فلش برای انجماد به واحد برفک زنی )می شود. مواد جامد جدا شده و خارج می شود.

Puerto در پاالیشگاه HDH-Plusبرای اولین بار تکنولوژی La Cruzدر ونزوئال تج��اری بشکه در روز باقیمان��ده ب��رج خال50000سازی شده است. ظرفیت این پاالیشگاه

می باشد.Orinocoاز نفت خام خیلی سنگین

دوغابی 4.1 فاز فرآیندهای کاتالیست‌های فرآیدهای هیدروکراکینگ فاز دوغابی با فعالیت باال و انتخاگری درمقاب��ل محص��والت ارائه شده است. فعالیت کاتالیستی ممکن است با تشکیل کک، رس��وب محص��والت نامطلوب،فلزها و آسفالتن ها بر سطح کاتالیست ک��اهش یاب��د. گرم��ا و س��ایش ن��یز ممکن است کاتالیست را غیرفعال کند. مط��ابق مشخص��ات ف��یزیکی کاتالیس��ت دو

اس��تفادهVRگونه کاتالیست وجود خواهد داشتذکه برای هیدروکراکینگ فاز دوغ��ابی می شود: همگن )محلول در آب و محلول در نفت( و غیرهمگن.

جامد 4.1.1 پودری کاتالیست‌های

ب��ر ن��انوتیوب آم��ادهCo/Mo کاتالیست هایی با نس��بت مختل��ف 1بوسیله روش لقاح Gudaoشده است. VR با کاتالیست های آماده ش��ده در ml500 راکت��ور در ◦C ب��ا430

MPa8 فشار H2مورد آزمایش قرار گرفت. فعالیت کاتالیس��تی به ش��دت تحت ت��اثیر می باش�د. در این ش�رایط واکنش،5/0 می باشد و بهترین نس�بت آن Co/Moنسبت

% وزنی گازوئی��ل خال و1/51% وزنی گازوئی��ل اتمس��فریک، 17/43% وزنی گاز، 5 بر پایه کربن فعال ساخته)Ni-Mo )NMC% وزنی کک تشکیل می شود. سولفید 4/4

C◦شد و برای هیدروکراکینگ باقیمانده نفتی خاورمیان��ه اس��تفاده ش��د. آزم��ایش در ب��وده اس��ت. محص��والتMPa5 س��اعت و فش��ار اولی��ه هی��دروژن 2 برای 450-350

نیز محاسبه شد. 2گوناگونی شناسایی و حصول

Ni-Mo عربس��تان در سیس��تم ات��وکالو ناپیوس��ته ب��ا اس��تفاده از VRهی��دروکراکینگ ب��ار دم��ا اف��زایش داده2موجود تجاری با پایه آلومینا انجام شد ک��ه در حین واکنش

%( بدون تشکیل لجن بدست آمده است. دماهای دو50شد. درصد تبدیل باال )باالی C◦مرحل��ه واکنش بس��یار حی��اتی می باش��د. مرحل��ه اول ) ( ب��رای جلوگ��یری از390

( محصوالت مقطره راC 450-430◦تشکیل لجن مهم است در حالی که مرحله دوم )تولید می کند.

1 impregnation method2 yield

Marlimبرای تب��دیل VR1 کاتالیس��ت های لجن آهن( قاب��ل عرض��ه اس��ترالیایی ALو ) NiO-MoO3-Al2O3 )NiMo( در ◦C MPa تحت فشار 460-440 هیدروژن اس��تفاده7/14

-83شد. مطایق ش��رایط واکنش و کاتالیس�ت استفاده ش��ده ب��رای هی��دروکراکینگ، ب��ه عن��وان2 ب��ا لجن قرم��زVR% وزنی تب��دیل بدس��ت آم��د. در آزم��ایش دیگ��ر، 54

C◦کاتالیست در طیف دمایی MPa ساعت در فش��ار هی��دروژن 2 به مدت 500-470 امتحان شد. بهبود مشخصی در تولید محص��والت مطل��وب ش��امل نفت��ا، دی��زل و15

گازوئیل خال مشاهده شد.

ترکیبات خ��اص آهن مانن��د اکس��یدهای آهن، س��ولفیدهای آهن ی��ا ت��رکیب ه��ر دو، در وFe2O3% وزنی 7 اس��تفاده ش��د. هنگ��امی ک��ه واکنش در حض��ور 3فرآین��د بری��دن

ppm400 کبالت برای هیدروکراکینگ VR وزنی بوده اس��ت.4/0، حصول کک تنه��ا % کاهش شدید رسوب کک را در منطقه واکنش زمانی که ی��ک ری��ز کات��الیزور4خولبز

خاکستر استفاده شد را گزارش کرده است.

% وزنی نمک های فلز مانند آهن، کبالت، مولیبدن با انواع گوناگون زغال10بعالوه، پوش��یده می ش��ود. م��واد پوش��یده ش��ده خ��رد6، بتمنس5مانن��د زغال س��نگ قه��وه ای

مخلوط می گردد.VR مش الک می شود و با 60می شود و به ذراتی با اندازه کمتر ،Si ساپورت شده با افزودنی هایی مانن��د اکس��ید Mo و Niکاتالیست های Al و Tiب��ا μmان��دازه ذرات آم��اده ش��د. افزودنی ه��ا ب��اعث تولی��د بیش��تر7 توس��ط لت20-4

مقطرات میانی می کند.

VR( ای که از واح�د تقط�یر خال بدس�ت می آی�دDVU-VRدر حالل هی�دروکربن های ) فوق بحرانی با استفاده از کربن فعال هیدروکرکاک می شود. واکنش فوق بحرانی در

◦C %2/69 انج�ام می ش�ود. درص�د تب�دیل ب�اال )MPa45/3 ب�ا فش�ار هی�دروژن 400 % وزنی( و کیفیت ب��االی محص��والت تولی��د ش��ده )5/13وزنی( با تش��کیل ک��ک کم)

% باقیمان��ده(2/11% گازوئی��ل خال و 1/27% مقطرات میانی، 9/34% نفتا، 0/13بدست آمد.

نفت خ��ام مغولس��تان ب��ا اس��تفاده از کاتالیس��ت تج��اری موج��ودARاخ��یرا، نمون��ه NiMo/Al2O3 در ◦C MPa10 س���اعت تحت فش���ار هی���دروژن 2 ب���رای 470-450

C◦هیدروکراک شده است. در و حصول بخش س��بک تر ب��ترتیب ب��هAR، تبدیل 470

1 iron-slurry2 red mud3 Breaden4 Khulbs5 lignite6 bituminous7 Lott

DQAR% وزنی می رس��د. نت��ایج مش��ابه ب��رای باقیمان��ده 9/53% و 6/90 MEAR کشور ایران در یک فرآیند دومرحله ای قرار گرفت.در مرحله اول،VRبدست آمد.

روی خ�وراک اص�لی بهب�ود پیرولیتی�ک انج�ام ش�د در حالی ک�ه در مرحل�ه دوم، نفت شکسته شده و بدست آمده از مرحله اول با استفاده از یک کاتالیست نانومتخلخ��ل

(Na-ZSM-5، Na-Y، H-SAPO-34 و A1MCM-41 .هیدروکراک می شود )Ni-Moکه ب��ر پای��ه آلومین��ا و س��یلیکا-آلومین��ا ب��ا خ��واص ب��افتی مختل��ف تهی��ه ش��د و ب��رای

%70 بدست آمده از از نفت خام مایا به کار گرفته شد. بیش��تر از VRهیدروکراکینگ و آسفالتن ها به هیدروکربن هاس سبک تر بدست آمد. غیرفعال شدنVRوزنی تبدیل

کاتالیست بوسیله رسوب ک��ک مطالعه ش��ده اس��ت: رس��وب ک��ک به ط��ور عم��ده در ن��انو\NiMoاولین اجرا رخ می دهد. هیدروکراکینگ باقیمانده های سنگین با کاتالیست

)γ-Al2O3س��اختارهای NiO/MoO3 در ات��وکالو ب��ا فش��ار33/0 ب��ا نس��بت ج��رمی ) % وزنی تبدیل می تولند بدست2/55 انجام شد.C300-260◦ و دمای MPa5هیدروژن

بیش تر می باشد.NiMo/H-ZSM-5آید؛ نتایج بدست آمده با

ی��ا خوراک ه��ای س��نگین کم کیفیتVRبعضی از نکاتی ک��ه در ط��ول هی��دروکراکینگ بدس��ت آم��د عبارت اس��ت از: ک��اهش تش��کیل ک��ک، جلوگ��یری از انس��داد مناف��ذ کاتالیست های ساپورت شده. سرعت واکنش باال با استفاده کاتالیس�ت های محل�ول در نفت بدس��ت آم��د. کاتالیس�ت های محل��ول در نفت ب��ا اس��تفاده از س��ولفیدها، ی��ا

،VIII( Mo، Ni، Co، W، Cr، V تا IVاکسیدها، یا ترکیب هر دو یا نمک فلزات گروه Fe، Cu، Zn.و غیره( با اسیدهای آلی بدست می آید

‌کاتالیست‌های‌پخش‌شده‌محلول‌در‌نفت‌برای‌فرآیندهای‌فاز‌دوغابی9-4جدول‌

RRپروانه‌دهنده

‌ترکیبRRRRاتکاتالیست

‌مقRRRRRRRدارخوراککاتالیست

مرجعنتیجه

Exxon ResearchandEngineeringCo.

Molybdenumalicyclic ornaphthenate

Heavy oilwith CCR<5 wt%

50-200ppmSolid, noncolloidalcatalyst

50-200ppmSolid, noncolloidalcatalyst50 wt% reductionof CCR

Fe2O3 andMo naphthenate

Cold Lakecrude oil

50-200ppm in situPrepared in situCan be recycled

50 wt% reduction of CCR Coke yield 1 wt%

IronCold Lake0.5-2.0wt% Conversion

molybdenumcrude oilSolidparticles with lowSA and PV

<50 wt%

CrO3

tert-butyl alcohol

Heavy oilwith CCR5-50 wt%

0.1-2.0 wt%Solid chromium-containing catalyst

Conversion of80-85 wt%

Alberta OilSandsTechnology &ResearchAuthorit

Iron pentacarbonylor molybdenum 2-ethyl hexanoate

Athabascabitumen+ 50 wt%diluent

0.1-0.5 wt%Well-dispersed colloidal particles

90 wt% Conversion0.3 wt%coke yield

Mo, Ni acetylacetonates or 2-ethyl hexanoate

Athabascabitumen

50-300 ppm mixtureof asphaltene& Metal doped cokeCan be recycled

Low coke yield

Chevron Inc.Mo or W salts offatty acids (C7-C12)

Arabiancrude

300-l000 ppm80 wt%

Universal OilProducts Co.

Non-stochiometricvanadium sulfide

Wyomingsour crudeoil

Well-dispersed colloidal particles

High Ni, Vremovalactivity

نفت 4.1.2 در محلول پخش‌شده کاتالیست‌های

برای آماده سازی کاتالیست های محلول در نفت، فلزات به پیش م�اده محل�ول نف�تی داده می ش��و ت��ا ترکیب��ات فل��زآلی تش��کیل ش��ود. کاتالیس��ت به ص��ورت همگن در راکتوری ک��ه باقیمان��ده ها ی��ا مفت س��نگین در آن ق��رار دارد پخش می ش��ود. فش��ار

نشان دهنده بعض��ی از9جدولکافی هیدروژن به بهبود سرعت واکنش کمک می کند نتایج واکنش های کاتالیستی محلول در نفت است.

به کار گرفته می شود. اینUOPکاتالیست نمک های آمونیوم وانادیوم سولفید توسط ترکیب به شکل کلوئید با آسفالتن یا ترکیب�ات فل�زآلی موج�ود در خ�وراک درمی آی�د.

کاتالیست محل��ول در نفت را ک��ه به ش��کا کلوئی��د در راکت��ور1شورای پژوهش آلبرتا1 Alberta Research council

-اتیل هگزان��وات را2 مولیب��دن نفتن��ات و نیک��ل دی-Strauszدرمی آید را اص��الح ک��رد. و نفت س��نگین به ک�ار ب��رد. کاتالیس��ت ب��ا خوراک ه��ایی ک��هVRب��رای هی��دروکراکینگ

پراکنده درآمده ان��د واکنش می ده��د. میس��ل توس��ط تب��ادل لیگان��د و1به شکل میسلفرآیندهای کمپلکس های مولکولی تشکیل می شود.

VR-اتیل هگزانوات ب��ا نفت س��نگین و 2افزودنی ها مانند آهن پنتاکربونیل یا مولیبدن مخلوط می شود تا واکنش هیدروکراکینگ انجام می شود. این کاتالیس��ت ها به خ��وبی در خوراک به شکل کلوئیذ پخش می شوند تا تشکیل کک را در دماهای باال به ت��اخیر بیندازند. در نتیجه درصد تبدیل باال می توان��د در این فرآین��دها بدس��ت آی��د. مولیب��دن

VRدی تیوکربوکس��یالت، نیک��ل وآهن نفتن��ات و ترکیب��ات آن ه��ا ب��رای هی��دروکراکینگ اس��تفاده ش��د. هنگامی ک��ه کاتالیس��ت چن��د ج��زئی دو فل��زی محل��ول در نفت2لیاهه

استفاده شود، ترکیبات پیچیده سولفید شکل می گیرد که با هم باعث هیدروکراکینگVR.می شوند

( کاتالیس�ت های محل�ول درFRIPP )3موسس�ه تحقیق�اتی نفت وپتروش�یمی فوش�ون نفت ب��رای هی��دروکراکینگ باقیمان��ده در راکتوره��ای بس��تر سوسپانس��یون درس��ت

انج��ام4 گ��وداوVR ب��ر روی Dongکرده است. مطالعات ارزیابی کاتالیس��تی توس��ط (بدست آم��د. کاتالیس��ت فع��الیت ب��اال وC538◦<% وزنی حصول مقطرات )70شد.

جل.گیری از تشکیل کک را نشان داد.

با استفاده از آمونیوم کبالت مولیبدات الیه الیه ش��دهCo-Moکاتالیست های دو فلزی درست شد. کربوکسیالت اسید اولئیک با ذرات فلزی پیوند شیمیایی برقرار می کند. کاتالیس��ت شناس��ایی ش��د و ب��رای هی��دروکراکینگ نفت س��نگین اس��تفاده ش��د. این کاتالیست هم بخوبی پخش شد و باعث شد که فعالیت تب��دیل گ��وگرد و آس��فالتن ها ترویج یابد و حصول محصوالت مایع نیز بیشتر ش��ود. نت��ایج آزمایش��گاهی نش��ان داد که دوفلزی ها در صورتی که فلزها با کاتالیست پیوند ش��یمیایی برق��رار کنن��د بس��یار

موثرتر می توانند باشند.

با باقیمانده اتمسفریکC425◦ ساعت در دمای 2ترکیب نیکل محلول در نفت برای با همان گوگرد اولیه، تجزیه شد. غلظت کاتالیست، فش��ار و دم��ای واکنش5لیائوهه

مشخصا بر حصول نفت سبک و تشکیل کک تاثیرگذار بود. کاتالیس��ت های دو فل��زیCo-Moیا تک فلزی با پوشش الیه الیه شده با آمونیوم کبالت مولیبدات ) سنتز ش��ده

1 micell2 Liaohe3 Fushun Research Institute and Petrochemicals4 Gudao5 LiaoHe

ب�ا روش ته نش�ینی( و اس�ید اولئی�ک بدس�ت آم�ده اس�ت. مطالع�ات آطمایش�گاهینشان داد که کاتالیست در مقابل تبدیل آسفالتن ها و گوگرد فعال است.

آب 4.1.3 در محلول پخش‌شده کاتالیست‌های

کاتالیست های محلول در نفت نشان دادند که رسدین به فعالیت ب��اال و جلوگ��یری از تشکیل کک با توجه به نحوه پراکندگی در خوراک امکان پذیر است. بااین حال، هزینه درست کردن این کاتالیست ها و بازیابی آن ه�ا م�انع توس�عه آن ه�ا ب�رای فرآین�دهای هیدروکراکینگ فاز دوغابی شده است. برای کاهش هزینه کاتالیس��ت های محل��ول در نفت، ترکیبات محل��ول در آب و ارزان ت�ر به عن��وان کاتالیس�ت توس��عه یافت��ه اس��ت. کاتالیس���ت محل���ول در آب نیازمن���د پیش آماده س���ازی مانن���د پراکنده س���اختن و

ppmامولسیونی کردن می باشند. بازی��ابی کاتالیس��ت اگ��ر بیش��تر از اس��تفاده1000 شود بسیار مهم می باشد.

فسفو مولیبدیک اس��ید و آمونی��وم مولیب��دن دو گ��روه کاتالیس��ت های محل��ول در آب می باشند. کاتالیست های محلول در آب توسط با حل شدن نمک فلزی در محل�ول و بع��د ت��رکیب ب��ا خ��وراک ب��ه ش��کل امولس��یون آم��اده می ش��وند. هی��دروژن زدایی و گوگردزدایی گام های ضروری هس�تند ک�ه بای�د قب�ل از این ک�ه کاتالیس�ت در راکت�ور

فعالیت کاتالیست های گون�اگون محل�ول در،10جدول واکنش دهد، انجام پذیرد. در آب نشان داده شده است.

دوغابی 10-4جدول فاز فرآیندهای برای آب در محلول پخش‌شده کاتالیست‌های

پروانه‌دهنده

‌ترکیبRRRRاتکاتالیست

‌مقRRRRRRدارخوراککاتالیست

مرجعنتیجه

ChevronInc.

Mo, Ni oxide withaqueous ammonia

AthabascaVR 60wt%VGO 40wt%

4-10wt%MoO3 withaqueous ammonia to form amixture

sulfur, nitrogen & metal removal < 98wt%

ExxonResearchandEngineering Co.

Phospho molybdicacid ammoniumhepta-molybdatemolybdenumoxalate

Arabian VR or ColdLake crudeoil

0.2-5wt% SolidMo & Pcontaining catalyst

Coke yield islow

Ni and Momultimetalliccatalyst

Arab LightVR

Ratio of Ni andMo varied

High HDMactivity

from0.1 to 10

Nickel carbonateammoniumdimolybdateammonium metatungstate

Low sulfurdiesel oil

Bulk multimetallic catalyst

High HDS,HDN activity

UniversalOilProductsCo

Mo, V &Fe metal oxideor salt andheteropoly acid

Lloydminster VR

Solid,non-colloidalcatalyst

60-65wt% Conversion, 1wt% cokeyield

PetroChinaCompanyLimited

Ni, Fe, Mo &Fe-Co liquidcatalyst

KaramayAR

Highly dispersedmultimetalliccatalyst

80-90wt%Conversion1wt% coke yield

همراه با خوراک، ترکیبات فلز، اسید هتروپلی و آب در راکتور وج��ود دارد. هنگ��امی که ترکیبات فلز اضافه می شود به ترکیبات فلزآلی تبدیل می شود. ترکیب فلزآلی و

درP/Moاسید هتروپلی اثرهم افزایی بر فع��الیت کاتالیس��تی دارد. نس��بت مش��خص ب��ا اس��تفاده از محل��ول آبی1کاتالیست توسط شرکت مهندسی و تحقیقاتی اکسون

به شکل مولیبدن سولفید وH2Sفسفومولیبدیک اسید آماده شده است. کاتالیست با پیش آماده می شود. ترکیب مولیبدن درVRفسفر برای هیدروکراکینگ نفت سنگین و

ازH2Sمحلول آبی آمونیاک برای ایجاد آمونیوم مولیبدات، حل می ش��ود. س��پس، گ��از درون محلول می گذرد. مقداری از مولیبدن حل می ش��ود و مق��داری دیگ��ر به ش��کل مولیبدن اکسی سولفید جامد جدا می شود. حذف آمونی��اک ب��رای فع��الیت کاتالیس��تی حی��اتی اس��ت. ف��از آبی مشخص��ا نش��ان داد ک��ه فع��الیت کاتالیس��تی ب��ه تب��دیل

چندمرحله ای سولفید بستگی دارد.

توس��عه داده ش��دهFRIPPکاتالیست های دوفلزی یا چن��دفلزی محل��ول در آب توس��ط %1/0است. این کاتالیست ها فعالیت باال و مقاومت در مقابل تشکیل کک دارند )>

% وزنی70% و 60 در Mo-Ni ب��ا کاتالیس��ت VR و ARوزنی تشکیل کک(. زمانی ک��ه ( بدس��ت آم��ده م��وردC500◦>م��ورد آزم��ایش ق��رار گ��رفت، مق��دار مقط��رات )

1 Exxon Research and Engineering Company

% وزنی مقط��رات70% وزنی و 75اندازه گیری قرار گرفتند. بیش��ترین حص��ول در از نفت خ��ام عربس��تان س��عودی بدس��تVRمیانی از باقیمانده اتمسفریک لیائوهه و

آمد.

کاتالیست های محلول در آب چندفلزه با پیش ماده های فلزی گون��اگون مانن��د س��دیم مولیب��دات، نیک��ل نی��ترات و آهن نی��ترات آم��اده می ش��ود. ارزی��ابی نت��ایج کاتالیس��ت پیشنهاد می دهد که ترکیبات چندفلزه تمایل به جلوگیری از تولید کک دارند. مطالع�ه مشخص��ات کاتالیس��ت نش��ان می ده��د ک��ه ش��رایط واکنش و رون��د آماده س��ازی

توس��ط1 کامای��اARکاتالیست، مشخص��ا ب��ر پراکن��دگی کاتالیس��ت تاثیرگ��ذار اس��ت. کاتالیس��ت چن��د فل��زه در راکت��ور دوغ��ابی هی��دروکراک ش��د. نفت هیدروکراک ش��ده

دوباره به سمت کاتالیست تازه برگشت داده می شد و تبدیل کامل مشاهده شد.

VRدر حض��ور پن��د کاتالیس��ت چن��د فل��زه غ��یرآلی2 گرفته ش��ده از نفت خ��ام گودائ��و محل��ول محلول در آب و محل��ول در نفت هی��دروکراک ش��د. آمونی��وم هپتامولیب��دات

( وATM(، آمونی��وم ت��ترا مولیب��دات )APM(، آمونیوم فسفو-مولیب��دات )AHMدرآب ) ( بیش��ترینMoDTP(، مولیب��دن لی��تیو فس��فات )MoDTCمولیب��دن لیتیوکربوکس��یالت )

فعالیت هیدروکراکینگ را در روش پراکنده سازی باال نشان داد.

گوگرد وفسفر شدیدا بر عملکرد هیدروکراکینگ تاثیر می گذارند. در حض��ور فس��فر، ،C240◦افزودنی های خ��ارجی گ��وگرد فع��الیت کاتالیس��تی را اف��زایش می ده��د. زی��ر

هیدروژن سولفید تولید شده در راکتور فعالیت کاتالیستی زا شتاب می دهد. فس��فر با وانادیوم برای بهبود حذف وانادیوم از محص��والت فع��ل و انفع��ال انج��ام می ده��د. بن��ابراین، اف��زودن فس��فر به خ��اطر تجزی��ه وان��ادیوم از غیرفع��ال ش��دن کاتالیس��ت

جلوگیری می کند.

در همه فرآیندهای باال، فرآیندهای پودر جامد، محلول در آب و محلود در روغن، اگر غلظت فلط فعال به ک�ار گرفته ش��ده زی��اد باش��د، فرآین��د گ�ران می ش��ود. بن��ابراین،

بازیابی کاتالیست برای کاهش هزینه های فرآیند بسیار ضروری به نظر می رسد.

هیدروکراکینگ 5 واکنش‌های مکانیسم م��ورد تحقی��ق ق��رارVRمکانیس��م واکنش ه��ای هی��دروکراکینگ نفت س��نگین ی��ا

گرفته اس��ت. مطالع��ات کمی ب��ر مکانیس��م واقعی واکنش ه��ای هی��دروکراکینگ در پرداخته ان��د. تع��دادی ازVRمراجع وجود دارد که اکثرا هم به آسفالتن های موجود در

1 Kamaya2 Gudao

مطالعات گزارش کرده اند که هی��دروکراکینگ نفت س��نگین از ش��رایط واکنش کانن��د تاثیر می پذیرد. H2S، فشار اولیه H2دما، فشار اولیه

هیدروکراکینگ نفت سنگین تنها به مکان های فعال کاتالیست بستگی ندارد )اسید/باز و فلز( و فرآیندهای فیزیکی مانند نفوذ به تخلخل ه��ا، ج��ذب در س��طح، واکنش ه��ای سطح بر مکان هاب فعال کاتالیست، دفع و نف�وذ محص�والت ن�یز تاثیرگ�ذار هس�تند. این فرآیندها توسط مشخص��ات ب��افتی کاتالیس��ت کن��ترل می ش��ود. هی��دروکراکینگ نفت سنگین )مخصوصا آسفالتن ها( اساسا با مکانیسم یون کربونیوم اتفاق می افت��د

(. یون کربونیوم با واکنش با مولکول مادر یا یک یون کربنیوم دیگر پایدارشکل زیر) را برای ایجاد اجزا پایدار کوچکتر )گ��از ی��اC-Cمی شود. یون های کربونیوم پیوندهای

دیگ�ر ترکیب�ات اش�باع( مش ش�کند ی�ا ب�ا دیگ�ر ترکیب�ات الفینی�ک واکنش می ده�د و مولکول های بزرگ ت��ر ایج��اد می کنن��د )رزین ه�ا(. مولکول ه�ای الفین کربونی��وم تحت ب��ازآرایی ق��رار می گیرن��د )واکنش ه��ای ایزومریزاس��یون( و به آن ه��ا هی��دروژن داده

درH2S و نقش HDM1می ش��ود ت��ا به ش��کل ترکیب��ات اش��باع در بیاین��د. مکانیس��م هی��دروکراکینگ نفت س��نگین ب��ا توج��ه ب��ه س��ختی آن��الیز فل��زات واس��طه مح��دود

شده است.

HDM ب��ر کاتالیس��ت های گ��وگردی ارائ��ه شده اس��ت. HDMاخیرا، مکانیس��م واکنش برای وانادیم و نیکل شامل جذب و هیدروژناسیون کمپلکس فلز واس��طه ب��ه ش��کل ساختار کلری مربوطه )یکی از پیوندهای دوگانه پیرول( که هیدروژن ب��ه آن اف��زوده

اسید برونستد را درست می کن��د ک��هH2Sمی شود، می باشد. بااین حال، فشار جزئی عمل جذب و هیدروژناسیون را تسهیل می کند وهمچنین انعطاف پذیری قابل توجهی در لیگاند فلزی و کاهش پایداری کمپلکس فلزه��ای واس��طه را س��بب می ش��ود. ب��ر

و هیدرودی آس��فالت )HDM از فرآین��دهای H2Sاساس این مطالعه، اف��زایش مق��دار HDAs جلوگ��یری نمی کن��د. بااین ح��ال، فرآین��دهای )HDS2 و HDNبه ص��ورت قاب��ل

در مقاله ه��ای گون��اگون گ��زارشHDM ب��ر H2Sتوجهی منع می شوند. دیگ��ر ت��اثیرات شده است. مطالعه واکنش نشان داد ک��ه گازه��ای س��بک، نفت )اش��باع، آروماتی��ک( مالتن ه��ا )اش��باع، آروماتی��ک، رزین(، آس��فالتن ها و ک��ک پیون��دهایی ب��ا فل��ز واس��طه

سس�ت می ش��ود. حض��ورN( برقرار می کنند و بن��ابراین پیون��د فل��ز-V یا Niمرکزی ) را به��تر می کنن��د. بن��ابراین،HDAs کراکین��گ مولکول ه��ای آس��فالتن ی��ا SHگروه های

مولکول های هیدروکربن پیچیده در بعضی از واکنش های موازی لحظه ای ب��ه رق��ابت می پردازن��د )تص��فیه هی��دروژنی، هی��دروکراکینگ، ایزومریزاس��یون ی��ا آلکیالس��یون،

هیدروژن زدایی، حلقوی سازی و غیره(.

1 hydrodemetalation2 hydrodesulfurization

خال 11-5شکل باقیمانده هیدروکراکینگ برای شده ازائه مکانیزم‌های

آینده 6 و کنونی توسعه‌های تا چند سال دیگر، نفت خ��ام باتوج��ه ب��ه محت��وای ب��االی ناخالص��ی ها مانن��د نی��تروژن، گوگرد و فلز سنگین تر خواهد شد. پاالیشگاه ها باید تکنول��وژی فرآین��د استفاده ش��ده برای هیدروکراکینگ خوراک های سنگین به محص��والت ارزش��مند و دوس��تدار محی��ط زیست را بهبود بخش�ند. هم اکن�ون، راکتوره�ای بس�تر ث�ابت، بس�تر متح�رک، بس�تر

در دسترس می باش��ند.VRگسترش یافته یا بستر جوشان برای بهبود نفت سنگین و فرآیندهای هیدروکراکینگ فاز دوغ��ابی زم��انی ک��ه ب��ا تکنولوژی ه��ای موج��ود ت��رکیب

می شود بسیار جذاب می باشد.

دارای مولکول های پیچیده می باشد که مشکالت متعددی در ط��ولVRنفت سنگین و تبدیل نفت سنگین ایجاد می کند. تکنولوژی ای فرآین��دها ب��رای بدس��ت آوردن ح�داکثر حص��ول محص��وال خ��اص ب��ه فاکتوره��ای زی��ادی مانن��د مشخص��ات خ��وراک، فع��الیت کاتالیستی و انتخابگری آن، پارامترهای س��ینتیک واکنش، ش��رایط عملی��اتی و زم��ان تم��اس بسس��تگی دارد. مس��ئله اص��لی در نظرگ��رفتن همه ی این مس��ائل ب��ا هزین��ه معقول است. در طول فرآین��دهای هی��دروکراکینگ، کاتالیس��ت بای��د فل��زات و دیگ��ر ناخالصی های موجود در خوراک را با حفظ عملکرد باالی خود )فع�الیت، انتخ�ابگری، پایداری و قابل بازی�ابی ب�ودن( و داش�تن هزین�ه خ�وب، تحم�ل کن�د. این ه�ا مس�ائل

اساسی پاالیشگاه ها می باشند.

Shell's بعضی از فرآیندهای یکپارچ��ه ) Hycon System، Chevron's OCR Systemو Axens/IFP's Systemتوس���عه یافته اس���ت و تج���اری شده اس���ت. بااین ح���ال، در )

فرآیندهای بسترثابت، جایگزینی کاتالیست به صورت آنالین در راکتوره��ای ناپیوس��ته قابل ترجیح است اما این فرآیند نمی تواند در نفت های سنگین و ناخالصی های فل��زی باال به خوبی عمل کند و باید طراحی راکت��ور و ش��رایط عملی��اتی بهب��ود داده ش��ود. فرآیندهای بستر جوشان انتخابگری بیشتر، تبدیل باالی خوراک، حصول م��ایع بیش��تر و مص��رف هی��دروژن کم��تری دارن��د. بااین ح��ال، برگش��ت ترکی��بی واکنش دهن��ده ها، هزینه های عملیاتی زیاد، ابزار کنترلی زیاد و بازده پایین راکتور از مشکالت استفاده

می باشد. قبل از این که فرآیندهای ف��از دوغ��ابیVRاز این روش برای هیدروکراکینگ تجاری شوند باید بر بعضی از موانع غلبه کرد. گام های اساس��ی ش��امله بهینه س��ازی ش��رایط واکنش، پ��ایین آوردن هزین��ه ط��راحی راکت��ور و اس��تفاده از کاتالیس�ت های بسیار فعال و انتخابگر می باشد. با استفاده از مساحت، قطر مناف��ذ، ان��دازه ذرات، ترکیب��ات فل��زی و ذرات فل��ز انتخ��ابگری و فع��الیت کاتالیس��ت محاس��به می ش��ود. کاتالیست ها باید قیمت منطقی، مقاومت مکانیکی باال داشته باشند و قاب��ل بازی��ابی باشند. در صنعت، کاتالیست های براساس آلومینا سیلیکا آلومینا باید اس��تفاده ق��رار

ب�ا دیگ�ر تکنولوژی ه�ا مانن�د فرآین�دهایVRگیرد. در آینده نزدی�ک، تکنول�وژی بهب�ود گرم��ایی و فرآین��دهای دی-آس��فالت ت��رکیب می ش��ود. در فرآین��دهای ف��از دوغ��ابی، اس�تفاده از هی�دروژن خ�الص مس�ئله بس�یار مهمی اس�ت ک�ه هزینه ه�ای زی�ادی را

متحمل فرآیند می کند. گاز هیدروژن باید با منابع دیگر هیدروژن جایگزین شود.

نتیجه‌گیری7 تقاضا یسوخت حمل و نقل و کاربرد محصوالت پتروشیمی به سرعت رو به افزایش

ف��راوانVRاست. ب��رخالف مح��دودیت من��ابع نفت ه��ای س��بک، نفت ه��ای س��نگین و هستند. بنابراین، تکنیک هایی که می توانند نفت سنگین را بهبود دهند، نیاز به توس��عه

دارند. یکی از روش های بسیار پیشرفته ب�رای این ه�دف هی�دروکراکینگ کاتالیس�تی می باشد. فرآیند هیدروکراکینگ فاز دوغابی بس��یار م��وثر اس��ت و یکی از گزینه ه��ای جذاب برای غلبه بر محدودیت های ایجاد شده در دیگ��ر تکنول��وژی ه��ا اس��ت. ه��دف اصلی تصفیه باقیمانده بدست آوردن محصوالت با کیفیت، مایعات ویسکوزیته پایین

با نقطه جوش کم، می باشد.

برای فرآیندهای هیدروکراکینگ، تشکیل کک می توان��د ب��ا هی��دروژن زی��اد من��ع ش��ود. بن��ابراین، عم��ر کاتالیس��ت به هم��راه فع��الیت کاتالیس��تی ب��اال زی��اد ش��ود. عملک��رد کاتالیست هیدروکراکینگ می تواند بوسیله انواع ساپورت، ترکیبات مختلف س��ازنده، روش تهیه و شرایط واکنش کنترل شود. بنابراین، توسعه کاتالیست های خاص برای

و دیگ�ر نفت ه�ایVRبدس�ت آوردن فع�الیت ب�اال و انتخ�ابگری ب�رای هی�دروکراکینگ سنگین ضروری به نظر می رسد. در این موقع باید غیرفعال ش�دن کاتالیس�ت ممکن است توسط ناخالصی های فلزی و صدمه فیزیکی در نطر گرفته شود. بعالوه، طول

عمر کاتالیست بوسیله تغییر مشخصات بافتی زیاد شود.

و نفت سنگین، سه فاز کاتالیستیVRدر فرآیندهای فاز دوغابی برای هیدروکراکینگ توسعه داده شده است: کاتالیست غیرهمگن با ساپورت فل��زی، کاتالیس��ت محل��ول در آب و کاتالیس��ت پخش ش��ده همگن محل��ول در نفت. کاتالیس��ت پ��ودری جام��د غیرهمگن فعالیت کاتالیستی کم ب��ا توج��ه پراکن��دگی ضعیفش��ان در راکت��ور دارن��د و ذرات جام در پایین راکتور تشکیل می ش��وند. بااین ح��ال، کاتالیس��ت های همگن ک��ه به ش��دت پراکن��ده می ش��وند . س��طح بیش��تری ب��ه تاوج��ه ب��ه نس��بت حجمی دارن��د. بنابراین، نتیجه فعالیت کاتالیستی باال تشکیل محصوالت باکیفیت می باش��د. اگرچ��ه،

و نفت س��نگین مناس��بVRاین گون��ه کاتالیس��ت ب��رای هی��دروکراکینگ ف��از دوغ��ابی است، اما مح��دودیت های درس��ت کردن و جداس��ازی کاتالیس��ت ها نی��از دارد ک��ه این

تکنولوژی ها برای استفاده در صنعت، کاربردی شود.

مراجع8

[1] R. Sahu, B. J. Song, J. S. Im, Y.-P. Jeon, and C. W. Lee, “A review of recent advances in catalytic hydrocracking of heavy residues,” Journal of Industrial and Engineering Chemistry, vol. 27, pp.

12-24, 7/25/, 2015.[2] L. Atkins, M. Warren, C. Barnes, R. Favela, and T. Higgins, “Heavy crude oil: global analysis and

outlook to 2030,” Hart energy consulting report, 2011.

[3] F. Biasca, R. Dickenson, E. Chang, H. Johnson, R. Bailey, and D. Simbeck, “In upgrading heavy crude oils and residue to transportation fuel: technology economics, and outlook, Phase 7 )Garland R. Report Coordinator(,” SAF Pacific Inc. Eng. & Economic Consultant May, 2003.

[4] A. N. Sawarkar, A. B. Pandit, S. D. Samant, and J. B. Joshi, “Petroleum residue upgrading via delayed coking: A review,” The Canadian Journal of Chemical Engineering, vol. 85, no. 1, pp. 1-

24, 2007.[5] J. G. Speight, The chemistry and technology of petroleum: CRC press, 2014.