A simple multicomponent description of the influence of the particle and pore size of commercial catalysts on the hydrodesulfurization of heavy gas oil in (small) trickle-flow reactors

• Published in: Chemical engineering and processing 1987, Vol.22 (3), p.157-162
• Main Authors: Gosslink, J.W, Stork, W.H.J
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Applied sciences; Crude oil, natural gas and petroleum products; Energy; Exact sciences and technology; Fuels; Processing of crude oil and oils from shales and tar sands. Processes. Equipment. Refinery and treatment units
• ISSN: 0255-2701; 1873-3204
• DOI: 10.1016/0255-2701(87)80042-9

Catalysts for the catalytic hydrodesulfurization (HDS) process are still being improved, for instance by optimization of particle size and shape and pore structure. They are generally tested in small-scale trickle-flow equipment. A simple multicomponent model has been developed to describe the influence of the particle and pore sizes on the heavy gas oil HDS performance in such equipment. The model is based on both the diffusion through the catalyst pores and the chemical HDS reaction on the catalyst inner surface of the individual sulfur components. It makes use of a broad distribution function for the HDS reaction rate constants k, and assumes that all the components have the same effective diffusion coefficient < D >. This model, which has the mean value of k, that is < k >, and < D > as the only two parameters, gives an excellent description of the HDS performance of Co/Mo/Al 2O 3 catalysts over broad ranges of space velocities and catalyst particle sizes. Katalysatoren für katalytisch hydrierende Entschweflungsprozesse werden auch heute noch verbessert, zum Beispiel durch Optimierung von Porenstruktur, Partikelform und -größe. Üblicherweise werden sie in kleinen Rieselbettanlagen getestet. Zur Beschreibung des Einflusses von Partikel- und Porengröße auf das Ergebnis der hydrierenden Entschweflung von schweren Gasölen in einer solchen Anlage wurde ein einfaches Mehrkomponenten-Modell entwickelt. Das Modell berücksichtigt sowohl die Diffusion durch die Katalysatorporen als auch die an der Inneren Oberfläche des Katalysators ablaufende Entschweflungsreaktion der einzelnen schwefelhaltigen Komponenten. Es verwendet eine breite Verteilungsfunktion für die Reaktionskonstanten k der Reaktion und legt einen einheitlichen, effektiven Diffusionskoeffizienten D für alle Komponenten zugrunde. Dieses Modell, das als einzige Parameter den Mittelwert von k, d.h. k , und D aufweist, beschreibt den ablaufenden Entschweflungsvorgang an einem Co/Mo/Al 2O 3-Katalysator über weite Bereiche von Raumgeschwindigkeit und Partikelgröße des Katalysators in ausgezeichneter Weise.