Cinétique de la calcination du coke de pétrole en atmosphères neutre et oxydante

Authors


Abstract

Une étude cinétique de la dévolatilisation d'échantillons représentatifs de coke de pétrole est menée sous des conditions proches de celles existant dans les fours industriels de calcination. On analyse les effets de la nature du milieu (neutre ou oxydant), du taux de chauffage et du pourcentage d'oxygène en milieu oxydant. Les expériences sont réalisées dans un four à induction et mettent en oeuvre des analyses thermogravimétriques et chromatographiques. Les résultats montrent que, sous certaines conditions, la nature du milieu influence le processus de dévolatilisation. En atmosphère oxydante, un taux de chauffage faible et un contenu faible en matières volatiles favorisent une attaque du coke par l'oxygène. Les comportements réactionnels sont établis en suivant les concentrations de CH4, H2, CO et CO2. Dans les régions où le coke n'est pas attaqué, un modèle cinétique permet de comparer les paramètres (ordre de réaction, énergie d'activation et facteur pré-exponentiel) caractérisant le phénomène de dévolatilisation dans les deux milieux (neutre et oxydant). On constate que le milieu oxydant favorise une augmentation de l'énergie d'activation.

Abstract

A devolatilization kinetic study of oil coke samples under conditions close to those of industrial calcination furnace is presented. The effects of the surrounding conditions (neutral or oxydizing medium), the heating rate and the percentage of oxygen in an oxydizing environment are analyzed. Experiments are carried out in an induction oven and involved thermogravimetric and chromatographic analyses. Results show that, under certain conditions, the nature of the environment influence the devolatilization process. A slow heating rate and a low content in volatiles promote the coke degradation by oxygen in an oxydizing medium. The reactive schemes are derived by tracking the concentration of CH4, H2, CO and CO2. In regions where the coke is not degraded, a kinetic model is used to compare the parameters describing the develotilization phenomena in the two media (neutral and oxydizing), i.e.: the reaction order, the activation energy and the pre-exponential factor. It is shown that the oxydizing medium promotes an increase in the activation energy.

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