انجاز اطروحة الدكتوراه في قسم الهندسة الكيمياوية الموسومة ” معالجة الشمع الرخو بطرق التكسير الحراري والحافز

يتضمن هذا البحث القيام بدراسة معالجة الشمع الرخو والذي ينتج كناتج ثانوي  وبكميات كبيرة قليلة الفائدة من وحدة سحب  الشمع بواسطة المذيب (مثيل اثيل كيتون+تولوين ) في مصفى الدورة وذلك باستخدام تفاعل التكسير الحراري والتفاعل الحفاز في مفاعل ذي الطبقة الثابتة وبجريان مستمر وتحت ظروف عمل متشابهة من ضغط ودرجة حرارة وسرعة فراغية.

– التكسير الحراري تم بمدى درجات حرارة بين ºC ( 480 – 540  )  وسرعة فراغية 〖hr〗^(-1) 1.0 -2.5 وتحت الضغط الجوي الاعتيادي . اقصى تحول تم الوصول اليه بواسطة هذا التفاعل الى(83.83 ) % وزنا عند درجة حرارة 540 ºC   وسرعة فراغية  1.0  〖hr〗^(-1)

– التكسير بالعامل المساعد تم بنفس مدى درجات الحرارة ºC ( 480 – 540 )  وسرعة فراغية  1.1 – 2.49) ) 〖hr〗^(-1)  وتحت الضغط الجوي الاعتيادي واقصى تحول تم الوصول اليه بواسطة هذا التفاعل  كان  (89 ) % وزنا عند درجة حرارة ºC 540    وسرعة فراغية 1.1)  〖hr〗^(-1) واستعمال الزيولايت كعامل مساعد0

– تم التوصل الى ان التحول في كلا العمليتين يزداد مع ارتفاع درجة الحرارة ويقل مع ارتفاع السرعة الفراغية0

– عند مقارنة التحول لكلا النوعين من التكسير لظروف عمل متشابه تبين حصول تحول عالى عند التكسير بوجود العامل المساعد مقارنة مع التكسير الحراري0 

– تم تقطير السائل الناتج من التكسير الحراري والتكسير الحفاز للشمع الرخو بواسطة جهاز التقطير ( ASTM D- 86 ) وذلك لفصل الناتج المتقطر الى جزئيين تحت ºC  220 ويسمى بالكازولين وفوق 220 ºC  ويسمى زيت التزيت الخفيف وذلك لغرض اجراء حسابات توازن كتلة للناتج السائل و الغاز و الفحم . 

-اظهرت نتائج المقارنة بين تفاعل التكسير الحراري و التكسير الحفاز لهذه المقاطع , حصول ناتج اعلى للكازولين بطريقة التكسير الحفاز مقارنة بالتكسير الحراري و تحت نفس الظروف من درجة الحرارة وسرعة فراغية , حيث كان ناتج الكازولين ( 60.33 – 51.56   ) % وزنا على التوالي .

– اعتمادا على كمية الكازولين المنتجة تم تحديد ظروف العمل الجيدة لكلا النوعين من التكسير حيث كانت درجة الحرارة 500 ºC   والسرعة الفراغية 〖hr〗^(-1)  1.0 للتكسير الحراري في حين كانت للتكسير بوجود العامل المساعد  540 ºC   وسرعة فراغية 〖hr〗^(-1)   1.1 

– تم تقطير السائل الناتج من التكسير و التكسير الحفاز للشمع الرخو بواسطة جهاز التقطير  ASTM D- 5236)  ) في مركز البحث و التطوير النفطي التابع لوزارة النفط وذلك لفصل الناتج السائل الى مكوناته الخفيفة  (نافثا خفيفة , نافثا ثقيلة , كيروسين , زيت الغاز ) بالتقطير الجوي ولغاية  (390 ) ºC ومكونه الثقيل , زيوت التزييت بواسطة التقطير تحت الضغط المخلخل 60 ملم زئبق .

– تم اجراء بعض الفحوصات المختبرية الفيزياوية و الكيمياوية لهذه المقاطع في مركز البحث والتطوير النفطي وذلك لغرض مقارنتها مع الفحوصات القياسية لهذه المقاطع التجارية لامكانية استخدامها صناعيا في انتاج الكازولين والكيروسين والديزل وزيوت التزييت0

– تم دراسة حركية التفاعل الحراري وحركية التفاعل بوجود العامل المساعد وذلك لحساب سرعة التفاعل وطاقة التنشيط 0

– تم عمل موديل رياضي لحساب مقدار التحول للشمع الرخوعند مختلف الظروف ومقارنته مع التحول العملي وذلك بالاعتماد على قانوني Fick’s الاول والثاني واجراء معادلة توازن كتلة على شريحة داخل المفاعل وكانت معادلة الموديل الرياضي كالاتي :-

C_A/C_AO =1-X_A=(4 a exp⁡〖 [ 1/2 N_Pe ]〗)/((1+a)^2  〖exp 〗⁡[ a/2  N_Pe ]-(1-a)^2  exp⁡〖 [ ( -a)/2 〖 N〗_Pe ]〗 )

  

عند مقارنة مقدار التحول الحاصل للشمع الرخو بواسطة التكسير الحراري والتكسير بالعامل المساعد مع مقدار التحول المحسوب بواسطة الموديل الرياضي وعند ظروف عمل درجة حرارة 540 ºC  وسرعة فراغية 2.0 〖hr〗^(-1) كانت درجة المقبولية تتراوح بين(90% – 100).