Distribuzione dei prodotti di hydrocracking catalitico di composti modello

Scopo di questa tesi è stato reperire nuovi dati sperimentali per il processo di hydrocracking al fine di riutilizzarli in successivi lavori di ottimizzazione per alcuni modelli già definiti. In questa sperimentazione, ci si è avvalsi di alcune semplificazioni importanti, quali l’utilizzo di un solo componente in alimentazione (n-dodecano) e lo sviluppo del processo nella sola fase gas. Quest’ultima semplificazione ci ha permesso di studiare gli effetti della sola cinetica, trascurando gli effetti termodinamici dovuti all’equilibrio liquido-vapore. I risultati sono stati analizzati in modo critico alla luce dello schema cinetico ampiamente accettato per il processo di hydrocracking e confrontati con altri dati sperimentali reperibili in letteratura. È stata proposta nel dettaglio la procedura sperimentale e la risoluzione adottata per il problema di flash avuto nella raccolta dei prodotti liquidi. Per ovviare a tale questione si è raccolto il liquido evaporante in un pallone chiuso e si e lasciato il tutto ad equilibrare prima di effettuare le analisi. Per ricostruire la composizione del liquido presente nel serbatoio è stato proposto, poi, un metodo di calcolo che tenesse conto del fenomeno di flash. Ci si è avvalsi di un disegno fattoriale CCD (central composite design) per studiare l’effetto delle condizioni operative (temperatura, velocità spaziale, pressione e rapporto H2/paraffina) sulla conversione e sul contenuto di isomeri dei prodotti. La temperatura è stata variata tra 325 e 365 °C, la pressione tra 20 e 80 bar, la velocità spaziale tra 1 e 3 h-1 e il rapporto idrogeno/paraffina tra 0,05 e 0,15 w/w. Il catalizzatore impiegato negli esperimenti è stato un silico-alluminato amorfo con platino come elemento attivo. La temperatura ha mostrato il più grande effetto sulla conversione della paraffina, ma un ruolo importante è stato giocato anche dalla velocità spaziale e dalla pressione, mentre un effetto minore si è visto nel caso della variazione del rapporto idrogeno/paraffina. I risultati hanno indicato una relazione diretta tra conversione e temperatura, mentre un effetto opposto è stato evidenziato dalle altre variabili. L'effetto di pressione e rapporto idrogeno/paraffina è stato spiegato trovando riscontro nel meccanismo di reazione ampiamente accettato per il processo di hydrocracking di n-paraffine su catalizzatore bifunzionale.