Ham petrol distilasyon ünitesi ve dizel hidrodesülfürizasyon ünitesinin aspen HYSYS simülasyonu

Abstract

Fosil yakıtlar dünyada önemli enerji kaynaklarından biridir. Ham petrol yeraltından çıkarıldıktan sonra, ham petrolü kullanılabilir hale getirebilmek için rafinerizasyon işlemlerinden geçirilmesi gerekmektedir. Dizelin içerisindeki kükürdü temizlemeden kullanmak SO2 emisyonuna sebep olmaktadır. Bu durum aracın motor ömrünü kısaltmakta, çevreyi ve insan sağlığını kötü etkilemektedir. Bu çalışmada, öncelikle ham petrol fraksiyonlarına ayırma işlemi olan distilasyon ünitesinin ve hidrodesülfürizasyon ünitesinin simülasyonu çok yaygın bir proses mühendisliği programı olan Aspen Hysys ile gerçekleştirildi. Distilasyon ünitesinde ve hidrodesülfürizasyon ünitesi için kullanılan ekipmanlar ve fraksiyonlama işlemi için gerekli parametreler ticari bir ham petrol rafinerisinden alındı. Ham petrol distilasyon ünitesinde 208,3 m3/s hacimsel akış hızı ile Kerkük ham petrolü beslendi. Distilasyona giren ham petrolün farklı sıcaklık aralıklarında (328-368 oC aralığında) oluşan ürünlerindeki parametreler arasındaki farklılıklar incelendi. Aynı yöntem kullanılarak harman petrol (Alaska, Azeri Hafif, Basra Ağır, Brent ve Kerkük) içinde simülasyon yapılarak sonuçlar incelendi. İçeriğinde ağırlıkça %1.89 kükürt olan dizel, desülfürizasyon ünitesine 20,8 m3/s hacimsel akış hızında beslendi. Reaktörün verimi %80 iken, reaksiyon sonucunda dizel içerisinde kükürt derişimi 8,2 ppm gözlemlendi. Desülfürizasyon ünitesinde farklı hidrojen akış hızlarına göre (5,21-7,29-9,37 m3/s) dizel üzerindeki farklılıklar incelendi. Diğer tüm ürünler, satış için gerekli olan kükürt ppm aralıklarında desülfürizasyon ünitesinde üretildi ve rafineri marj (5,8 $/varil) hesaplaması yapıldı.

Petroleum fossil fuel is the most important energy sources of the world. After the crude oil is removed from the underground, it is necessary to undergo refining processes to make crude oil available. Using this diesel fuel without removing these sulphur compounds leads to the emission of SO2. It also reduces the life of engine and unwanted effects to the environment and human health. In this study, firstly, simulation of distillation unit and hydrodesulphurization unit which is a crude oil fractionation process was conducted with Aspen Hysys, a very common process engineering program. The equipment and parameters required for fractionation used in the distillation unit and hydrodesulphurization unit were obtained from a commercial crude oil refinery. Kirkuk crude oil was fed to the distillation unit with a volume flow rate of 208.3 m3/h. Differences between in products formed at different temperature ranges (between 328-368 oC) in distillation were investigated. The results were simulated by using the same method in the blend oil (Alaska, Azeri Light, Basra Ağır, Brent and Kirkuk). The diesel, which contained 1.89% sulfur by weight, was fed to the desulphurization unit at a flow rate of 20,8 m3/h. While the yield of the reactor was 80%, 8,2 ppm by concantration of sulfur was observed in the diesel reaction. Moreover, also the effects of different operation parameter values such as hydrogen flow rate etc. were investigated on simulation. According to the different hydrogen flow rates (5,21-7,29-9,37 m3/ h) in the desulphurization unit, differences diesel were investigated. All other products were produced in desulphurisation unit in sulfur ranges required for sale and refinery margin (5,8 $/barrel) was calculated.