Study Of Jet Fuel Production / By Ahmed Mohamed Selim Abdelhamid ; Under the Supervision of Prof. Dr. Hamdy Abdelaziz Mostafa

Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2023.

Bibliography: pages 104-108.

Many industrial processes are available to produce jet fuels according to the
feedstock type, feedstock source, and feedstock impurities. Kerosene caustic wash is one
of these industrial processes to produce jet fuel. In this study, an analysis of the key
parameters of kerosene caustic wash process was conducted to improve the total
performance of the treatment process. The investigated parameters are: caustic
concentration (from 0.03wt% to 3.0 wt%), caustic volume (from 110% of theoretical to
250%), number of treatment stages (one and two stages), wash water type (demineralized
water and alkaline soft water), wash water volume (10% and 30% of kerosene feed
volume), wash water pH, operating temperature, and type of mixing.
The study also discusses the reduction of kerosene acidity to the standard
specification of jet fuel via another treating agent, which is available inside oil refineries.
The suggested treating agent is treated alkaline water with pH 11. The investigated
parameters are: reaction time, number of treatment stages, and residual water content in
the treated kerosene.
Finally, the present study discusses the high-quality jet fuel production with low
freezing point (less than minus 60 °C) from Egyptian crude oils, such as Western Desert
crude oil. The study investigates the effect of changing the kerosene final boiling point
on freezing point of the produced jet fuel.
Results revealed that the reaction between sodium hydroxide and naphthenic acids
is a diffusion-controlled chemical reaction. The diluted caustic solution (0.5 wt%) is
better than the concentrated one (3 wt%). Higher excess caustic volume has a slight effect
on kerosene acidity. Performing the caustic treatment process in one stage is sufficient
and the two-stage process has no effect on acidity. Washing caustic-treated kerosene with
demineralized water (pH=7) has a slight adverse effect on kerosene acidity. Wash water
should be slightly alkaline (pH 7.5-8) to prevent the reverse reaction of sodium
naphthenates back into naphthenic acids. Increasing wash water volume (more than 10
vol% of kerosene feed) has no noticeable effect on water content of treated kerosene.
Alkaline treated water with pH =11 could be used as a treating solution to reduce
kerosene feed acidity to the limits of jet fuel. With kerosene feeds containing acidity up
to 0.055 mg KOH / g, using the alkaline treated water will reduce the total acidity to
0.015 mg KOH / g with water volume up to 50% of kerosene feed volume. However,
with higher acidity values (0.070 mg KOH / g), the required alkaline treated water
volume is more than 100% of kerosene feed volume.
Straight run kerosene produced from the atmospheric distillation of Egyptian
Western Desert crude oil is suitable as jet fuel product without any treatment processes.
The ASTM final boiling point can be controlled to produce high quality jet fuel with a
low freezing point. In order to obtain jet fuel with a freezing point of less than -60°C
from Western Desert crude oil, the ASTM final boiling point of kerosene must not exceed
214°C. However, the jet fuel volume will decrease by 15%.

عملية غسيل الكيروسين بالصودا الكاوية هى إحدى العمليات الصناعية المستخدمة لإنتاج وقود النفاثات من الكيروسين. في هذه الرسالة ، تم إجراء تحليل للعومل الرئيسية لعملية غسيل الكيروسين بالصودا الكاوية وذلك بهدف تحسين الأداء الكلي لعملية المعالجة. العومل الرئيسية التي تمت دراستها هي: تركيز الصودا الكاوية ، حجم الصودا الكاوية ، عدد مراحل المعالجة ، درجة حرارة التفاعل ، نوعية مياه الغسيل ، وحجم مياه الغسيل. كذلك ناقشت الرسالة كيفية إنتاج وقود النفاثات ذو درجة التجمد المنخفضة من بعض الخامات البترولية المصرية.
أظهرت النتائج أن التفاعل بين هيدروكسيد الصوديوم والأحماض النافثينية هو تفاعل كيميائي خاضع للإنتشار Diffusion-controlled. المحاليل المخففة من الصودا الكاوية أفضل من المحاليل المركزة. استخدام المزيد من الصودا الكاوية المخففة له تأثير طفيف على حامضية الكيروسين المنتج. إن إجراء عملية المعالجة بالصودا الكاوية على مرحلة واحدة كافٍ ولا تؤثر العملية المتكونة من مرحلتين على حامضية الكيروسين المنتج. كما أن رفع درجة الحرارة يؤثر سلبياً علي عملية المعالجة.
إن غسل الكيروسين (المعالج مبدئياً بالصودا الكاوية) بمياه منزوعة الأملاح (الرقم الهيدروجيني = 7) له تأثير سلبي طفيف على حامضية المنتج كما يؤدي زيادة حجم المياه منزوعة الأملاح إلى زيادة طفيفة في حامضية الكيروسين المنتج. يجب أن يكون ماء الغسيل قلويًا قليلاً لمنع التفاعل العكسي لنافثينات الصوديوم إلي الأحماض النافثينية المقابلة. أفضل مدى للرقم الهيدروجينى لمياه الغسيل المستخدمة بعد عملية غسيل الكيروسين بالصودا الكاوية هو (7.5 – 8). زيادة حجم مياه الغسيل ليس له تأثير ملحوظ على المحتوى المائي للكيروسين المعالج.
كما ان الكيروسين المنتج من خام الصحراء الغربية يصلح كوقود نفاثات دون أي عمليات معالجة. ويمكن التحكم فى درجة نهاية الغليان لقطفة الكيروسين لإنتاج وقود النفاثات ذو درجة التجمد المنخفضة. وللحصول على وقود النفاثات ذو درجة تجمد أقل من -60 °م من خام الصحراء الغربية ، يجب الا تزيد درجة نهاية الغليان للكيروسين عن 214 °م ، مع مراعاة التحقق من باقى المواصفات

Issued also as CD

Text in English and abstract in Arabic & English.