Choice of laboratory scale reactors for HDT kinetic studies or catalyst tests

Pitault, Isabelle; Fongarland, Pascal; Mitrovic, Marijana; Ronze, Didier; Forissier, M.

doi:10.1016/j.cattod.2004.07.051

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“…Due to the strong turbulent mixing promoted by the use of an impeller, mass transfer coefficients between the phases (gas-liquid and solid-liquid) are usually higher (Pitault et al, 2004). Also, due to the strong agitation, these reactors present lower temperature and concentration gradients (Forni, 1997).…”

Section: Catalyst Screening Toolmentioning

confidence: 99%

“…With the continuous development of newer and more efficient catalysts and the growing interest in the use of complex fluids such as heavy crude feedstock or biomass-derived fluids, the catalyst testing and selection task in lab-scale reactors may become hindered by interphase mass transport limitations, external to the particles, or by mixing limitations. In these cases, measuring the mass transfer coefficients prior to the catalyst kinetic assessment is recommended (Pitault et al, 2004).…”

Section: Catalyst Screening Toolmentioning

confidence: 99%

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CFD Applied to Process Development in the Oil and Gas Industry – A Review

Raynal

Augier

Bazer-Bachi

et al. 2015

Oil Gas Sci. Technol. – Rev. IFP Energies nouvelles

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-Computational Fluid Dynamics (CFD) is increasingly used in the oil and gas industry. The present article aims to show how CFD can be used at all steps of the development of a new process, with a focus on refining technologies. Those different steps consist first of setting up tools that will be used during the development phase, second of obtaining data in complement with experiments required for the process development, and finally, of troubleshooting actions or technology developments that will make the process even more efficient. A large number of applications corresponding to various flow configurations, single-phase or gas-liquid, gas-solid or even gas-liquid-solid, characterised by significantly different scales and requiring adapted simulation approaches, are discussed based on original results and a review of the literature. Perspectives are given in particular on the multi-scale approach and physical phenomena coupling.Résumé -La simulation numérique des écoulements appliquée au développement de procédés dans le monde de l'industrie du pétrole et du gaz -une revue -La simulation numérique des écoulements, ou Computational Fluid Dynamics (CFD), est un outil de plus en plus employé dans les secteurs pétrolier et gazier. Cet article permet d'illustrer comment l'outil numérique est utilisé lors des différents stades de développement d'un nouveau procédé, en particulier dans le monde du raffinage. Ces différentes phases correspondent tout d'abord à la mise au point des équipements qui seront utilisés pour le développement, puis au complément des essais lors de la phase de développement proprement dite et enfin à des actions support pour la résolution de problèmes opératoires ou l'amélioration de technologies qui permettront d'optimiser le procédé. De nombreuses applications correspondant à différents types d'écoulements, monophasique ou gaz-liquide, gazsolide et gaz-liquide-solide, caractérisées par des échelles de résolution différentes et requérant des approches de simulations adaptées sont discutées sur la base de résultats originaux et d'une revue de travaux déjà publiés. Des perspectives sont aussi données tant sur les aspects approche multi-échelles que sur le couplage de phénomènes.

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Section: Catalyst Screening Toolmentioning

confidence: 99%

Section: Catalyst Screening Toolmentioning

confidence: 99%

CFD Applied to Process Development in the Oil and Gas Industry – A Review

Raynal

Augier

Bazer-Bachi

et al. 2015

Oil Gas Sci. Technol. – Rev. IFP Energies nouvelles

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“…However, the problem of using rotating foam is that the stirring speed is limited and the best performance of rotating foam remained below that of stationary basket at a high stirring speed. Moreover, the use of a gas-inducing impeller with stationary basket widely enhances the Gas-Liquid (GL) mass transfer [13]. Thus, we propose here to combine the advantages of stationary catalytic basket reactor (efficient GL distribution through the stationary basket) and the advantages of foam (high porosity) by replacing the stationary basket with annular foam blocks.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

A New Concept of Stirred Multiphase Reactor Using a Stationary Catalytic Foam

et al. 2018

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Abstract:Developing new stirred gas-liquid-solid reactors with high mass transfer capabilities is still a challenge. In this publication, we present a new concept of multiphase reactor using a stationary catalytic foam and a gas-inducing impeller. The gas-liquid (GL) and liquid-solid (LS) mass transfer rates in this reactor were compared to a stirred reactor with basket filled with beads. Batch absorption of hydrogen and measurement of α-methylstyrene hydrogenation rate on Pd/Al 2 O 3 catalyst were used to evaluate k GL a GL coefficients and k LS coefficients, respectively. With similar LS transfer rates to the basket-reactor and much higher GL transfer rates, the new reactor reveals a very promising tool for intrinsic kinetics investigations.

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“…Una vez sellado se comienza con las condiciones de operación 300 °C, 40 bar de H2 y agitación de 1000 rpm a estas condiciones se evitan limitaciones por fenómenos de transferencia de masa externa e interna, tal como corroboran diversos estudios para este tipo de sistema de reacción [59], [63]. Para realizar las pruebas catalíticas, las reacciones de HDO se llevaron a cabo en un reactor batch de suspensión de tanque agitado marca Parr, modelo 5500 cuyo esquema se representa en la Figura 3.2.…”

Section: Evaluación Catalítica De La Hdounclassified

Proceso de hidrodesoxigenación de anisol sobre catalizadores de Ni-Ru soportado en TiO2

Santos¹

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En este trabajo se determinó la actividad y selectividad de catalizadores monometálicos Ni, Ru y bimetálicos NiRu soportados en TiO2 (P-25) y SBA-15 en la HDO de anisol. Además, se realizó un estudio del efecto de las condiciones de reacción (T=250-350 °C, CA= 0.1-0.3 mol·L-1) en NiRu/TiO2 con el fin determinar la mayor selectividad para la obtención de productos desoxigenados y proponer un modelo cinético. Finalmente se realizó modificaciones en cuanto a la carga metálica de Ni a contenidos de 0.5, 1 y 5 % en peso de metal con el sistema NiRu/TiO2. Los catalizadores fueron preparados por impregnación en humedad incipiente a partir de soluciones de Ni·(NO3)2·6H2O y Ru·(NO)(NO3)3 como precursores metálicos, a un contenido nominal de rutenio 0.5 % y 5% peso de metal en níquel. Además de los catalizadores bimetálicos, se impregnaron de manera individual los metales de Ni y Ru con los soportes TiO2 y SBA15. Los catalizadores monometálicos de Ni y Ru soportados en SBA15 mostraron velocidades iniciales de reaccion de 3.3x10-5 y 1.85x10-5 mol·gcat·s-1, respectivamente, en la HDO de anisol. Al combinar ambos metales la velocidad se incrementó hasta el valor de 7.92x10-5 mol·gcat·s-1 superando la actividad de los catalizadores monometálicos dos veces más grande para Ni/SBA15 y cuatro para Ru/SBA15 lo que sugiere un efecto de promoción entre Ni y Ru. Por último, cuando se utilizó TiO2 como soporte, el Ni presentó una velocidad inicial de 2.0 x10-5 mol·gcat·s-1. Al evaluar el catalizador monometálico de Ru la velocidad observada fue de 8.3 x10-5 mol·gcat·s-1. con la adición del segundo metal, la velocidad fue 45% menos favorable comparado con Ru/TiO2 y 50% más grande que Ni/TiO2 mostrando un efecto desfavorable al combinar ambos metales. Finalmente, la selectividad cambio por el tipo de catalizador y soporte, los catalizadores de Ru/TiO2, Ru/SBA15 y NiRu/TiO2 obtuvieron como producto principal benceno lo que indicó que la ruta preferente para este tipo de sistemas fue la demetoxilación (DMO). Por último, para los catalizadores Ni/TiO2, Ni/SBA15 y NiRu/SBA15 la vía prioritaria fue la hidrogenación (HYD) por su alto contenido en metoxiciclohexano.

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Choice of laboratory scale reactors for HDT kinetic studies or catalyst tests

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CFD Applied to Process Development in the Oil and Gas Industry – A Review

A New Concept of Stirred Multiphase Reactor Using a Stationary Catalytic Foam

Proceso de hidrodesoxigenación de anisol sobre catalizadores de Ni-Ru soportado en TiO2

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