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Modeling cat cracker catalyst demetallization

Authors


Abstract

Vanadium and nickel have been identified as the major poisons that lead to the deactivation of cracking catalysts. These metals can be demetallized by a multistage process involving gas solid non-catalytic reactions in porous particles. Mathematical models for predicting the removal rate of vanadium when diffusion, reaction, and reaction and diffusion are controlling have been developed. It is generally accepted that vanadium is deposited on specific sites in the interior of the catalyst. This is verified since a diffusion controlled model for the removal of vanadium is in close agreement with experimental results. The parameters of the diffusion controlled model were estimated by constrained nonlinear regression. A total of five lumped mass transfer parameters for vanadium removal were determined using data from a laboratory demetallization unit. These parameters were then used to predict vanadium removal and compared with experiment.

Abstract

Le vanadium et le nickel ont été designes comme étant des poisons majeurs qui conduisent à la désactivation de catalyseurs de craquage. Ces métaux peuvent ětre démétallisés par un processus multiphasique faisant intervenir des réactions gaz-solides non catalytiques dans des particules poreuses. On a développé des modèles mathématiques pour la prédiction de la vitesse de retrait du vanadium lorsque la diffusion, la réaction, et la réaction et la diffusion conjointement contrǒlent le processus, il est généralement admis que le vanadium est déposé sur les sites spécifiques à l'intérieur du catalyseur. Cela est vérifié par un modèle contrǒlé par la diffusion pour le retrait du vanadium qui montre un bon accord avec les résultats expérimentaux. Les paramètres du modèle contrǒlé par la diffusion ont été estimés par régression non linéaire contrainte. En tout, cinq paramètres de transfert de matière globaux pour le retrait du vanadium ont été déterminés à l'aide de données d'une unité de démétallisation de laboratoire. Ces paramètres ont été ensuite utilisés pour la prédiction du retrait de vanadium puis comparés à l'expérience.

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