Optimization of a commercial hydro-isomerization process

İzomerizasyon prosesleri, petrol rafinerilerinde en sık kullanılan proseslerden biridir. İzomerizasyon ünitesinin ürünü olan izomerat, oktan sayısı kolaylıkla ayarlanabildiği ve benzin içeriğindeki benzen ve sülfür kısıtlamalarına uyduğu için önemlidir. UOP PenexTM prosesi, izomerizasyon için en çok tercih edilen uygulamadır. PenexTM düşük oktanlı hafif naftanın katalitik izomerizasyonuyla, yüksek oktanlı ve dallanmış izomerler elde etmek için üretilmiştir. Proseste aynı zamanda benzen azaltma reaksiyonları da olduğundan, ürün yüksek oktanlı ve düşük benzen içerikli olarak elde edilir. Bu tez kapsamında, Tüpraş İzmir Rafinerisinde bulunan kararlı halde ve belirlenen koşullarda çalışan PenexTM ünitesinin optimizasyonu yapılmıştır. Optimizasyon için HYSYS Optimizer yazılımı kullanılmıştır. Karar değişkenleri serbest değişkenlerin analizi yapılarak, kısıtlar alınmak istenilen ürünün özelliklerine dayanarak belirlenmiştir. Optimizasyon, SQP ve BOX yöntemlerinin birleşimi olan karışık modda, dokuz tane karar değişkeni ve iki tane kısıt ile yapılmıştır. Amaç fonksiyonu maksimum izomer varil miktarı olarak belirlenmiştir. Optimizasyon yapılırken ünitenin katalizörü değiştiğinden, öncesi ve sonrası olmak üzere iki farklı optimizasyon yapılmıştır. Sonuçlar, ünitenin tüm elemanlarının sıcaklığının 0.5-5 °C aralığında, ve deizohekzanizer kolonu geri besleme hızının 180 m3/d ve stabilizer tepe buharı miktarının 35 ton/h değerlerinde, birinci durum için optimum koşula 85.5 oktan numarası ve 4673 izomerat varil miktarıyla ulaşılabileceğini göstermiştir. Katalizör değişimiyle, deizohekzanizer geri besleme hızının değişimi 100 m3/d'ye, stabilizer tepe buhar miktarının değişimi 15 ton/h'ye düşmüştür. Ünite elemanlarının sıcaklık değişimleri ikinci durum için aynı kalmıştır. İkinci durumun optimize edilmiş hali için elde edilen oktan numarası 87, izomerat varil miktarı 5232'dir.