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Keywords:

  • fluid coking;
  • coke yield;
  • agglomerate;
  • heat transfer;
  • heating rate

Abstract

The ultimate coke yield was determined for agglomerates of Athabasca vacuum residue and coke particles by heating on Curie-point alloy strips in an induction furnace at 503 and 530°C until all toluene-soluble material was converted. Coke yield results from agglomerates were compared to the coke yield results from reacting thin films of vacuum residue. The average coke yield from the agglomerates was 23%, while the coke yield from thin films of 20 µm thickness was 11%, which supports the role of mass transfer in coke formation reactions. The ultimate coke yield was insensitive to vacuum residue concentration, agglomerate size, and reaction temperature. The temperature profile within agglomerates was measured by implanting a thermocouple, and a simple heat transfer model was used to describe the temperature variation with time. The effective thermal diffusivity of the agglomerates was 0.20 × 10−6 m2/s. Control experiments on reaction in thin liquid films confirmed that heating rates in the range of 14.8–148 K/s had no effect on the ultimate yield of coke yield.

Le rendement final du coke a été déterminé pour les agglomérats de résidu sous vide d'Athabasca et les particules de coke chauffées sur des bandes d'alliage au point de Curie dans un four à induction à une température de 503°C et à 530°C jusqu'à ce qu'il y ait conversion de tout matériau soluble dans le toluène. Les résultats de rendement du coke d'agglomérats ont été comparés aux résultats du coke obtenu de pellicules minces réactives de résidu sous vide. Le rendement de coke moyen des agglomérats était de 23% alors que le résultat du coke de pellicules minces d'une épaisseur de 20 µm était de 11%, ce qui appuie le rôle de transfert de masse lors de réactions de formation de coke. Le rendement final de coke suite à de longs temps de réaction était insensible à la concentration de résidu sous vide, à la taille de l'agglomérat et à la température de réaction. Le profil de température des agglomérats était mesuré en implantant un thermocouple et un simple modèle de transfert calorifique a été utilisé pour décrire la variation de température dans le temps. La diffusivité efficace des agglomérats était de 0,20 × 10−6 m2/s. Des expériences de contrôle sur la réaction dans des pellicules liquides minces confirmait que les taux d'échauffement de l'ordre de 14,8 à 148 K/s n'avaient aucun effet sur le rendement final du coke.