Developing novel systems for processing high-value refinery products

Haider M. H. Alkhafaji

doi:10.52716/jprs.v16i3.1001

المؤلفون

Haider M. H. Alkhafaji وزارة النفط/ شركة تسويق النفط

DOI:

https://doi.org/10.52716/jprs.v16i3.1001

الكلمات المفتاحية:

High-value refinery products, catalytic processes, hydrocracking, hydrotreating, machine learning, process optimization, sustainability, refining technology, separation technologies, product yield.

الملخص

تظهر هذه الدراسة إنشاء أنظمة جديدة لتحسين إنتاج المنتجات القيمة من المصافي. وتهدف إلى زيادة الكمية المنتجة، وتحسين سير العملية، وجعلها أكثر مراعاة للبيئة. وتستخدم الدراسة مجموعة من العمليات الكيميائية المتقدمة وأحدث طرق الفصل. وتركز هذه الدراسة على استخدام محفزات جديدة في عمليات التحويل الهيدروجيني والهدرجة. ويُستخدم التعلم الآلي لتحسين هذه المحفزات والتنبؤ بكيفية عملها بشكل جيد في مواقف مختلفة. وللاختبار مدى نجاح هذه الأنظمة الجديدة، تم إعداد مفاعل صغير ذو تدفق مستمر. ويتيح لنا ذلك رؤية تأثير الإعدادات المختلفة بسرعة على جودة المنتج وكميته. وأظهرت نتائج الاختبار زيادة كبيرة تصل إلى 30٪ في كمية المنتجات القيمة المنتجة مقارنة بطرق التكرير التقليدية. ويعزى ذلك إلى الاستقرار والانتقائية الأفضل للمحفزات الجديدة، مما أدى أيضًا إلى انخفاض كبير في المنتجات الثانوية غير المرغوب فيها.وأسهم استخدام تقنيات الفصل الأفضل في سهولة الحصول على المنتجات القيمة وتحسين كفاءة عملية التكرير. ويُظهر الاستخدام الفعال للتعلم الآلي لتحسين هذه العمليات أنه يمكن أن يكون مفيدًا للغاية في البحث والتطبيقات العملية في صناعة التكرير.تساهم الأفكار الجديدة في هذه الدراسة بشكل كبير في جعل عمليات التكرير النفطية أكثر استدامة، مما يسمح بممارسات أكثر مراعاة للبيئة. وتسلط النتائج الضوء على الحاجة إلى استخدام التقنيات الجديدة في التكرير لمواكبة الطلب المتزايد على المنتجات القيمة مع تقليل التأثير البيئي. وسيساعد ذلك في التحول نحو مصادر الطاقة النظيفة ودعم نجاح الصناعة على المدى الطويل.

المراجع

M. J. Kaiser, A. de Klerk, J. H. Gary, and G. E. Handwerk, “Petroleum refining: Technology, economics, and markets”, (5th ed.), CRC Press, 2019.

R. W. Baker, “Membrane separation in the process industries”, (2nd ed.), Elsevier, 2012.

IEA (International Energy Agency), “The Role of Low-Carbon Fuels in the Clean Energy Transitions of the Power Sector”, 2021. https://www.iea.org/reports/the-role-of-low-carbon-fuels-in-the-clean-energy-transitions-of-the-power-sector

R. Turton, R. C. Bailie, W. S. Whiting, and J. A. Shaeiwitz, “Analysis, synthesis, and design of chemical processes”, (5th ed.), Pearson Education Limited, 2018.

Consumer Demand for Sustainable Products: Deloitte. (2022). Global Consumer Trends 2022. https://www2.deloitte.com/us/en/pages/consulting/articles/future-of-retail-consumer-trends-2022.html

C. Moretti, A. Moro, R. Edwards, M. V. Rocco, and E. Colombo, “Analysis of standard and innovative methods for allocating upstream and refinery GHG emissions to oil products”, Applied Energy, vol. 206, pp. 372-381, 2017, doi: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2017.08.183

E. A. Silveira, A. Caldeira-Pires, S. M. Luz, and C. M. Silveira, “Mass and energy allocation method analysis for an oil refinery characterization using multi-scale modeling”, International Journal of Life Cycle Assessment, vol. 22, no. 11, pp. 1815-1822, 2017, doi: https://doi.org/10.1007/s11367-017-1369-9.

S. Kusch-Brandt, and M. A. T. Alsheyab, “Wastewater Refinery: Producing Multiple Valuable Outputs from Wastewater”, J, vol. 4, no. 1, pp. 51-61, 2021, doi: https://doi.org/10.3390/j4010004.

Erdöl-Vereinigung, Jahresbericht 2015. Zürich, Switzerland: Erdöl-Vereinigung, 2016. [Online] Available:https://www.erdoel.ch/de/brennstoffe-und-waermemarkt/publikationen/jahresbericht/2016 [Accessed: Aug. 5, 2026].

W. G. Sullivan, E. M. Wicks, and C. P. Koelling, “Engineering Economy”, 17th ed. Harlow, U.K.: Pearson Education, 2020, ch. 8, "Rate of Return Analysis."

International Energy Agency (IEA), World Energy Outlook 2025. Paris, France: IEA, 2025. [Online]. Available: https://www.iea.org/reports/world-energy-outlook-2025.

H. Lasi, P. Fettke, H. G. Kemper, T. Feld, and M. Hoffmann, “Industry 4.0”, Business & information systems engineering, vol. 6, no. 4, pp. 239–242, 2014, doi: https://doi.org/10.1007/s12599-014-0334-4.

J. H. Gary, G. E. Handwerk, and M. J. Kaiser, “Petroleum Refining: Technology and Economics”, 6th ed. Boca Raton, FL, USA: CRC Press, 2019.

J. Lee, B. Bagheri, and H. A. Kao, “A cyber-physical systems architecture for Industry 4.0-based manufacturing systems”, Manufacturing Letters, vol. 3, pp. 18–23, 2015, doi: https://doi.org/10.1016/j.mfglet.2014.12.001.