Vacuum gasoils are heavy petroleum cuts that are hydrotreated prior to being transformed
into valuable fuels by hydrocracking. Hydrotreatment is a refining process carried out to reduce
the content of heteroatomic molecules in petroleum cuts to meet the stringent fuel specifications
and to prevent catalyst poisoning in downstream conversion processes. Kinetic modeling of
hydrotreatment reactions requires information about the distribution of nitrogen compounds in
vacuum gasoils and in their hydrotreated effluents. Analysis of heavy distillates is a challenge
since nitrogen molecules are present in small amounts in the hydrocarbon matrix. Moreover, a
large number of isomers are distributed over a large boiling point range (350−650 °C). This paper
presents a GC-NCD method developed to determine the nitrogen distribution in vacuum gasoils.
To validate the GC-NCD results, vacuum gasoils, narrow cuts as well as hydrotreated vacuum
gasoils, have been analyzed. Quantitative data were compared to the total nitrogen content
determined by organic elementary analysis, and an excellent agreement between both methods
was found.
Résumé -Modélisation cinétique de l'hydrotraitement de distillats sous vide utilisant une approche de reconstruction moléculaire -Les Distillats Sous Vide (DSV) sont des coupes pétrolières lourdes (gamme de températures d'ébullition 350 à 550 °C) qui peuvent être valorisées en carburants (essence, gazole) par craquage catalytique ou par hydrocraquage. Un hydrotraitement est requis avant ces procédés de conversion afin d'éliminer les impuretés du DSV. De cette manière, le procédé d'hydrotraitement permet d'attendre les spécifications environnementales (teneur en soufre) ainsi que de prévenir l'empoisonnement par les composés azotés des catalyseurs de conversion. De manière à pouvoir développer un modèle cinétique basé sur une description moléculaire précise des DSV, des outils analytiques innovant et des techniques de reconstruction moléculaire ont été utilisés dans ce travail. Un modèle cinétique de regroupement utilisant une représentation de type Langmuir-Hinshelwood a été développé pour l'hydrodésaromatisation, l'hydrodésulfuration et l'hydrodésazotation des DSV. Ce modèle de regroupement a été appliqué de manière satisfaisante à des données expérimentales de prétraitement de charge DSV et a été capable de prédire les évolutions de concentration des espèces aromatiques, azotées et soufrées.
Abstract -Kinetic Modeling of Vacuum Gas Oil Hydrotreatment using a Molecular Reconstruction Approach -Vacuum Gas Oils (VGO) are heavy petroleum cuts (boiling points ranging from 350 to 550°C) that can be transformed into valuable fuels (gasolines, diesels) by fluid catalytic cracking or hydrocracking. Prior to these conversion processes, hydrotreating is required in order to
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