Kinetic parameters determination of FCC gasoline hydrotreating using genetic algorithms

Abstract

The kinetics parameters for the simultaneous reactions of hydrodesulfurization and hydrogenation of synthetic Fluid Catalytic Cracking (FCC) naphtha over CoMo/ -Al2O3 catalyst were determined. The proposed kinetic model considered a Langmuir-Hinshelwood adsorption mechanism (with 16 steps) with just one kind of active site. The amount of experimental data obtained was relatively limited, thus a genetic algorithm accompanied by an optimization through the Nelder-Mead Simplex method were used for the parameter estimations. Trimethylpentenes and 2-methylthiophene were used as representative molecules of unsaturated and sulfur compounds in FCC naphtha respectively. It was possible to calculate kinetic and thermochemical parameters, such as activation energies, adsorption heats and frequency factors with a good enough approach. This methodology results very useful since it allows the parameters determination with accuracy, reducing the amount of experimentation in comparison with traditional methodologies. . O modelo cinético proposto considerou um mecanismo de adsorção de Langmuir-Hinshelwood (com 16 passos) com um único tipo de lugar ativo. A quantidade de dados experimentais foi relativamente baixa, portanto, para a estimativa de parâmetros foram utilizados algoritmos genéticos em conjunto com o método de minimização de NelderMead Simplex. Trimetil-pentenos e 2-metil-tiofeno foram usados como moléculas representativas de compostos insaturados e sulfurados de uma nafta de FCC, respectivamente. Foi possível calcular com uma boa aproximação parâmetros termoquímicos e cinéticos, tais como, energias de ativação, calores de adsorção e fatores de frequência. Esta metodologia resulta muito útil já que permite a determinação de parâmetros com boa aproximação reduzindo a quantidade de experimentação, em comparação com as metodologias tradicionais. ABSTRACT DETERMINACIÓN DE PARÁMETROS CINÉTICOS DEL HIDROTRATAMIENTO DE UNA NAFTA DE FCC USANDO ALGORITMOS GENÉTICOS Se determinaron los parámetros cinéticos para las reacciones simultáneas de hidrodesulfuración e hidrogenación de una carga representativa de una nafta de Craqueo Catalítico Fluidizado (FCC, de sus siglas en inglés) sobre un catalizador CoMo/ -Al 2 O 3 . El modelo cinético propuesto consideró un mecanismo de adsorción de Langmuir-Hinshelwood (con 16 pasos) con un único tipo de sitio activo. La cantidad de datos experimentales fue relativamente baja, por lo tanto para la estimación de parámetros se utilizaron algoritmos genéticos en conjunto con el método de minimización de Nelder-Mead Simplex. Trimetilpentenos y 2-metiltiofeno fueron usados como moléculas representativas de compuestos insaturados y sulfurados de una nafta de FCC, respectivamente. Fue posible calcular con una buena aproximación parámetros termoquímicos y cinéticos, tales como, energías de activación, calores de adsorción y factores de frecuencia. Esta metodología resulta muy útil ya que permite la determinación de parámetros con buena aproximación reduciendo la cantidad de experimentación, en compara...

Parametric Study on Intrinsic Reaction for Straight Run Heavy Naphtha Hydrodesulfurization over CoMo/Al2O3 Catalyst

“…Vrinat et al [10] estimated coefficients of reaction kinetics for ultra HDS of (4, 6-DMDBT), to uncover the retarding effect of hydrogen sulfide on ReS2 catalysts. Carlos et al [11] determined the kinetic parameters of gasoline hydrotreating over CoMo/γ-Al2O3 catalyst using genetic algorithm technique. They suggested the L-H model with mechanism of sixteen stages utilized one type of active site.…”