Modeling of Catalytic Hydrodemetallation L'hydrométallation catalytique

• Main Author: Wei J.
• Format: Article
• Language: English
• Published: EDP Sciences 2006-11-01
• Series: Oil & Gas Science and Technology
• Online Access: http://dx.doi.org/10.2516/ogst:1991026

The removal of organo-metallic compounds of vanadium and nickel by hydrotreating is an important step in the cleaning and upgrading of fuel oil and resids. Unlike the elements of sulfur, nitrogen and oxygen, which are converted to gases in the hydrotreatment, vanadium and nickel are deposited on the catalysts and deactivate them after a period of time on stream. The mechanism of deactivation was theorized to take place by covering active catalyst sites and by blocking diffusion paths. A goal of catalyst design is to make a structure that would absorb as much metal as possible without being blocked. Recent experiments have shown that these metal sulfides do not deposit in continuous and uniform layers, and the prevailing mode is that of discrete large crystallites of up to several hundred Angstroms in diameter. Most of the surface of the aged catalyst appears no to be covered by metal deposits. This mode of deposition has been modeled successfully by a Random Sphere and a Random Needle Model. This implication on design and operation is that it is better to have few large crystallites than to have continuous uniform layers. <br> L'extraction des composés organo-métalliques du vanadium et du nickel par hydrotraitement constitue une étape importante de la purification et de l'amélioration du fuel-oil et des résidus. Contrairement aux éléments soufre, azote et oxygène qui sont transformés en gaz au cours de l'hydrotraitement, le vanadium et le nickel se déposent sur les catalyseurs et au bout d'un certain temps les d��sactivent. Le mécanisme de la désactivation a été expliqué par le fait qu'il se produit une obstruction des sites actifs du catalyseur et un blocage des voies de diffusion. Dans l'étude d'un catalyseur le but recherché est de concevoir une structure qui absorbe autant de métal que possible sans être bloquée. Des expériences récentes ont révélé que ces sulfures métalliques ne se déposent pas en couches uniformes et continues, et le mode qui prévaut est celui de larges cristallites discontinus dont le diamètre peut atteindre plusieurs centaines d'Angströms. La majeure partie de la surface des catalyseurs utilisés ne présente pas de dépôts de métal. Une bonne représentation de ce mode de déposition est donnée par le modèle de la sphère aléatoire (Random Sphere) et de l'aiguille aléatoire (Random Needie). Par conséquent, il vaut mieux avoir quelques grands cristallites que des couches uniformes continues.