Single Event Kinetic Modelling without Explicit Generation of Large Networks: Application to Hydrocracking of Long Paraffins - Université Claude Bernard Lyon 1 Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Oil & Gas Science and Technology - Revue d'IFP Energies nouvelles Année : 2011

Single Event Kinetic Modelling without Explicit Generation of Large Networks: Application to Hydrocracking of Long Paraffins

Modélisation cinétique par événements constitutifs sans génération explicite de grands réseaux : application à l’hydrocraquage des paraffines longues —

Résumé

The single event modelling concept allows developing kinetic models for the simulation of refinery processes. For reaction networks with several hundreds of thousands of species, as is the case for catalytic reforming, rigorous relumping by carbon atom number and branching degree were efficiently employed by assuming chemical equilibrium in each lump. This relumping technique yields a compact lumped model without any loss of information, but requires the full detail of an explicitly generated reaction network.Classic network generation techniques become impractical when the hydrocarbon species contain more than approximately 20 carbon atoms, because of the extremely rapid growth of reaction network. Hence, implicit relumping techniques were developed in order to compute lumping coefficients without generating the detailed reaction network. Two alternative and equivalent approaches are presented, based either on structural classes or on lateral chain decomposition. These two methods are discussed and the lateral chain decomposition method is applied to the kinetic modelling of long chain paraffin hydroisomerization and hydrocracking. The lateral chain decomposition technique is exactly equivalent to the original calculation method based on the explicitly generated detailed reaction network, as long as Benson’s group contribution method is used to calculate the necessary thermodynamic data in both approaches.
Le concept de modélisation par événements constitutifs permet de développer des modèles cinétiques pour la simulation des procédés de raffinage. Pour des réseaux réactionnels de centaines de milliers d'espèces, comme cela est le cas pour le reformage catalytique, le regroupement rigoureux par nombre d'atomes de carbone et degré de ramification a été utilisé efficacement en faisant l'hypothèse de l'équilibre chimique dans chaque groupe. Cette technique de regroupement conduit à un modèle regroupé compact sans perte d'information, mais nécessite tous les détails d'un réseau réactionnel complet, généré de manière explicite. Les techniques classiques de génération de réseaux deviennent inutilisables quand les hydrocarbures contiennent au delà d'environ 20 atomes de carbone à cause de la croissance extrêmement rapide du réseau réactionnel. Ainsi, des techniques implicites de regroupement ont été développées afin de calculer les coefficients de regroupement sans avoir à générer le réseau réactionnel détaillé. Deux approches alternatives et équivalentes sont présentées, basées soit sur une décomposition en classes structurales, soit une décomposition en chaînes latérales. Ces deux méthodes sont comparées et la méthode de décomposition en chaînes latérales est appliquée à la modélisation cinétique de l'hydrocraquage des paraffines longues. La méthode de décomposition en chaînes latérales est strictement équivalente à la méthode originelle basée sur la génération explicite du réseau réactionnel détaillé, pour autant que la méthode de contribution de groupe de Benson soit utilisée pour calculer les propriétés thermodynamiques dans chacune des approches.
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Origine : Publication financée par une institution

Dates et versions

hal-01930923 , version 1 (28-11-2018)

Identifiants

Citer

D. Guillaume, E. Valéry, J.J. Verstraete, K. Surla, P. Galtier, et al.. Single Event Kinetic Modelling without Explicit Generation of Large Networks: Application to Hydrocracking of Long Paraffins. Oil & Gas Science and Technology - Revue d'IFP Energies nouvelles, 2011, 66 (3), pp.399-422. ⟨10.2516/ogst/2011118⟩. ⟨hal-01930923⟩
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