Fundamentals of bitumen coking processes analogous to granulations: A critical review

Authors

  • Murray R. Gray

    Corresponding author
    1. Department of Chemical and Materials Engineering, University of Alberta, Edmonton, AB T6G 2G6, Canada
    • Department of Chemical and Materials Engineering, University of Alberta, Edmonton, AB T6G 2G6, Canada
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Abstract

A number of coking processes use hot particles to heat liquid bitumen or petroleum residue to cause cracking reactions. These particles may be mineral or coke solids. Interactions of these particles, in fluid beds, moving beds and other types of contactors, are governed by the liquid films on the particle surfaces. This paper explores the analogy between granulation and coking, and suggests that the key relationships that will govern the behavior of wet particles in coking processes are the Stokes number of the particles, the thickness or the liquid films, and the diameter and surface roughness of the particles. The implications for distribution of liquid feed in the reactor, fouling, and defluidization or bogging are discussed. This analysis suggests experiments that can be performed under non-reactive conditions with scaled variables in order to study phenomena that cannot be observed in situ in high-temperature cracking processes.

Abstract

Plusieurs procédés de cokéfaction utilisent des particules chaudes pour chauffer les résidus liquides de bitume ou de pétrole et provoquer des réaction de craquage. Ces particules peuvent être des solides de minéraux ou de coke. Les interactions de ces particules, dans les lits fluides, les lits mobiles et autres types de contacteurs, sont gouvernées par les films liquides à la surface des particulés. On explore dans cet article cett analogie entre la franulation er la cokéfaction et on suggère que les principales relations qui gouverneront le comportement de particules, l'épaisseur des films liquides ainsi que le diamètre et la rugosité de surface des particules. On examine les répercussions sur la distribution de l'alimentation liquide dans le réacteur, le refoulement, la défluidisation ou l'enlisement. On propose dans cette analyse des expériences qui peuvent être réalisées dans des conditions non réactive avec des variavles mises à l'échelle dans le but d'étudier les phénomènes qui ne peuvent pas être observés in situ dans des procédés de craquage à haute température.

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