Estudio, modelamiento y simulación de los procesos simultáneos de hidrodesulfurización (HDS), hidrodesnitrogenación (HDN) e hidrodesaromatización (HDA) en gasóleos de vacío

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dc.contributor.advisorKafarov, Viatcheslav Victorovich
dc.contributor.advisorNúñez, Manuel Laureano
dc.contributor.authorJiménez Inocencio, Favio Yovany
dc.contributor.evaluatorÁlvarez, Hernán Darío
dc.contributor.evaluatorMaciel Filho, Rubens
dc.contributor.evaluatorRamírez García, Álvaro
dc.date.accessioned2022-05-04T21:32:06Z
dc.date.available2022-05-04T21:32:06Z
dc.date.created2007
dc.date.issued2007
dc.description.abstractFue desarrollado el modelamiento y la simulación de un reactor industrial para hidrotratamiento del tipo Trickle Bed, empleando gasóleos de vacío y otras fracciones pesadas del petróleo e información obtenida en planta piloto a condiciones cercanas a las industriales. Fueron tenidas en cuenta las tres principales reacciones de hidrotratamiento: hidrodesulfurización (HDS), hidrodesnitrogenación (HDN), e hidrodesaromatización (HDA). Así mismo, fueron determinados efectos inhibitorios y promotores entre diferentes moléculas puras tales como decahidro-naftaleno, naftaleno, antraceno, pireno (mono, di, tri, poli - aromáticos), carbazol (nitrógeno no básico), acridina (nitrógeno básico), dibenzoiofeno (azufrado), y agua, mezcladas en un gasóleo de vacío severamente hidrotratado (carga matriz) así como en otras fracciones de vacío sin hidrotratar. Técnicas analítica tales como espectroscopía UVVis para familias de aromáticos, resonancia magnética nuclear para contenido de aromáticos y otros análisis, destilación simulada (SimDis) y otras pruebas estándar (ASTM) para determinar nitrógeno básico, nitrógeno total, azufre total y otras propiedades, fueron empleadas en la investigación. Los resultados mostraron tendencias claras para las propiedades fisicoquímicas y familias de aromáticos con respecto a la temperatura de hidrotratamiento y al punto de ebullición de las cargas. De igual modo, fueron obtenidos órdenes de reactividad cuantitativos para compuestos aromáticos, nitrogenados y azufrados. Se encontraron correlaciones muy cercanas a las lineales para contenidos de azufre y nitrógeno en las cargas, indicando que los contenidos de nitrógeno pueden también ser usados para determinar la reactividad de las cargas. Por otro lado efectos inhibitorios y promotores cuantitativos fueron detectados, dependiendo de la carga, los reactivos y las condiciones de operación. En particular, el efecto de adición de agua entre 2.5 y 7.5% consistió en la reducción de productos poli condensados, la aceleración de la hidrogenación de mono-aromáticos, la promoción de la conversión en términos de azufre y carbón Conradson, y en la reducción de los puntos de ebullición. Varias posibles explicaciones para los resultados obtenidos fueron discutidas. Finalmente, fue desarrollado un programa numérico apropiado bajo una interfase amigable que incluyó técnicas de diseño secuencial de experimentos y programación cuadrática secuencial para la simulación del reactor de hidrotratamiento. Los resultados simulados mostraron un buen acuerdo con los datos experimentales de planta piloto.
dc.description.abstractenglishThe modeling of an industrial trickle bed reactor (TBR) for hydrotreating (HDT) of vacuum gas oils (VGO) and other heavy fractions oils was developed based on experiments carried out under typical industrial conditions at pilot plant. Simultaneous reactions for hydrodesulfurization (HDS), hydrodenitrogenation (HDN), hydrodearomatization (HDA) and inhibition effects among different molecules such as decahydro-naphtalene, naphthalene, anthracene, pyrene (mono-, di-, tri-aromatic), carbazole (non-basic nitrogen), acridine (basic nitrogen), dibenzotiophene (sulfur), and water, mixed with a vacuum gas oil severely hydrotreated (matrix feed), were taken into account. Analytical techniques selected for this research were nuclear magnetic resonance (NMR), for aromatic content and other analysis, ultra violet–visible spectrometry (UV–Vis), for aromatic families, simulated distillation (SimDis), and standard tests (ASTM) to determinate basic nitrogen, total nitrogen, total sulfur, and other physicochemical properties of vacuum gas oils. The results showed tendencies for physico-chemical properties, aromatic families, and reactivity orders for sulfur, nitrogen and aromatic compounds with respect to temperature and boiling point, likewise linear relationships between sulfur and basic nitrogen content for feed oils were obtained, indicating that the nitrogen content could be used to determine the reactivity of different feedstocks. On the other hand, quantitative inhibitory and promoter effects on HDS, HDN and HDA were obtained depending of feedstock, reactive and operative conditions. Particularly, the effect of addition of water between 2.5 and 7.5% consisted in reduction of poly-condensates products, acceleration of mono-aromatic hydrogenation, promotion of the conversion in terms of sulfur and con-carbon, and reduction of boiling points. Several possible explanations to these results are discussed. Finally, a suitable numerical program with a user-friendly interface was written for the simulation of industrial hydrotreating reactor. The simulated results showed a good agreement with experimental data obtained at pilot plant.
dc.description.cvlachttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000259721
dc.description.degreelevelDoctorado
dc.description.degreenameDoctor en Ingeniería Química
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/10483
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.programDoctorado en Ingeniería Química
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Química
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectHidrotratamiento
dc.subjectGasóleos de Vacío
dc.subjectHDS
dc.subjectHDN
dc.subjectHDA
dc.subjectModelamiento
dc.subjectSimulación
dc.subjectReactor Trickle Bed
dc.subject.keywordHidrotreating
dc.subject.keywordVacuum Gas Oil
dc.subject.keywordHDS
dc.subject.keywordHDN
dc.subject.keywordHDA
dc.subject.keywordModelling
dc.subject.keywordSimulation
dc.subject.keywordTrickle Bed Reactor
dc.titleEstudio, modelamiento y simulación de los procesos simultáneos de hidrodesulfurización (HDS), hidrodesnitrogenación (HDN) e hidrodesaromatización (HDA) en gasóleos de vacío
dc.title.englishStudy, Modeling and Simulation of Simultaneous Hydrodesulfurization (HDS), Hydrodenitrogenation (HDN) and Hydrodearomatization (HDA) Processes during Hydrotreating (HDT) of Vacuum Gas Oils
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Doctorado
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