CC BY
51
УДК 541.123.546.2183
Ameer Abed Jaddoa, Аббас Хамид Ибрагим, Б. Т. Бурганов, Т. Р. Билалов, Ф. М. Гумеров
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОКИСЛЕНИЯ
НИКЕЛЬ-МОЛИБДЕНОВОГО КАТАЛИЗАТОРА DN-3531 С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
АВТОМАТИЧЕСКОГО ПРОТОЧНОГО ХЕМОСОРБЦИОННОГО АНАЛИЗАТОРА
Ключeвыe cnoca: cвepxкpитичecкий флюид, кaтaлизaтop, проточный хемосорбционный анализатор ChemBETPulsar
TPR/TPD.
Представлены результаты анализа окисления Никель-Молибденового (Ni-Mo) катализатора DN-3531 с использованием автоматического проточного хемосорбционного анализатора.
Key words: supercriticalfluid, catalyst, flow chemisorption analyzer ChemBET Pulsar TPR / TPD.
The results of the analysis of the oxidation of Nickel-Molybdenum (Ni-Mo) catalystDN-3531 using an automated flow chemisorption analyzerare presented.
Введение
DN-3531 является идеальным катализатором для производства дизтоплива со сверхнизким содержанием серы (ДССС) при средних и высоких давлениях в условиях, когда эксплуатационные характеристики установки гидрообессеривания (HDS) улучшены путем высокоинтенсивной денитрификации и гидрогенизации. DN-3531 - это никель-молибденовый (Ni-Mo) катализатор, производимый по технологии ASCENT компании Criterion [1]. Этот катализатор нашел свое применение в процессе гид-рообессеривания киросина, реализованного, в том числе, на ОАО «ТаифНК». Однако срок службы этого катализатора не превышает 6 лет по истечении которых его необходимо менять. Причина столь короткого срока службы - процесс промежуточной высокотемпературной паровоздушной регенерации этого, проводимой раз в 1-2 года. Продление срока службы катализатора возможно при применении альтеративных методов регенерации, к числу которых относится и разработанная на кафедре ТОТ КНИТУ сверхкритическая флюидная регенерация [2,3,4]. Однако эффективность процесса регенерации можно оценить лишь оценив характеристики обработанных образцов катализатора в сравнении с исходным. Одним из методов оценки является метод термопрограммируемого окисления (ТПО).
Термопрограммируемое окисление (ТПО)
ChemBETPulsar TPR/TPD - автоматический проточный хемосорбционный анализатор [5]. Он имеет весь необходимый функционал для проведения рутинных автоматизированных анализов термопро-граммируемого окисления, восстановления, десорбции, а также импульсного титрования для определения активной площади поверхности металла и дисперсности, среднего размера частиц металла нанесенных гетерогенных катализатора. Также имеется возможность определения удельной и общей площади поверхности катализаторов по методу БЭТ.
Температурно-программируемоеокисление ТПО это эксперимент, при котором анализируется окисление образца в зависимости от температуры. Эксперимент проводится при линейном повышении
температуры, при этом система детектирования записывает профиль характеристики окисление образца. СИетБЕТ ТРИ/ТРБ имеет весь необходимый функционал для проведения рутинных автоматизи-рованныханализов ТПО.
Методика проведения анализа
Смесь 5% О2+95%Не1 разделяется на две части. Один поток направляется в камеру сравнения детектора по теплопроводности 6.
Другой поток проходит через кварцевую трубку с образцомЗ, затем через фильтр поступает в измерительную камеру детектора 5. По мере нагревания кварцевой трубки с помощью печки 4 (скорость нагрева 5 °С/мин), образец начинает поглощать кислород из смеси, что фиксируется детектором по теплопроводности (рис. 1). Предварительно все образцы были дегазированы в токе Не при температуре 200°С.
\
1/
i-f
А
\
V
41
Рис. 1 - Принципиальная схема автоматического проточного хемосорбционного анализатора СИешБЕТРи^аг ТРЯ/ТРБ: 1 - баллон с (5%02+95%Не), 2 - вентиль, 3 - трубка собраз-цом, 4 - печка, 5 - фильтр,6-камера сравнения, 7 -измерительная камера, 8 - детектор по теплопроводности
Результаты использования метода термопро-граммируемого окисления (ТПО) к образцам ни-
кель-молибденового катализатора представлены на рисунке 2.
О 100 200 300 400 500 600 700 300
Теш1ерлт}ра,°С
Рис. 2 - Кривые ТПО различных образцов Никель-Молибденового катализатора, 1 - дизакти-вированный катализатор, 2 - образец, регенерированный чистым СК СО2, 3 - образец, регенерированный СК СО2+ацетон, 4 - образец регенерированный СК СО2 + ДМСО
Наибольшее поглощение кислорода наблюдается на дезактивированном образце никель-молибденового катализатора, в то время как образец, регенерированный с использованием СК-СО2,
модифмицированном ДМСО, поглощает наименьшее количество О2. Можно сделать вывод, что регенерация в этом случае удаляет наибольшее количество углеводородных отложений из дезактивированного образца никель-молибденового катализатора, что, в свою очередь, должно положительно сказаться на его активности.
Литература
1. Боресков, Г. К. Катализ / Г. К. Боресков. - Новосибирск : Наука, 1971. - 267 с.
2. АтеегАЬайМ^аРегенерация катализаторов с использованием сверхкритических флюидных сред. AmeerAbedJaddoa, Билалов Т.Р., Хайрутдинов В.Ф., Гу-меров Ф.М. // Вестник Казанского технологического университета, 2014, Т. 17, № 19, С. 155-158.
3. Гумеров Ф.М. Катализаторы: регенерация с использованием сверхкритического флюидного СО2-экстракционного процесса / Гумеров Ф.М., Б. ЛеНейндр, А.А. Сагдеев,AmeerAbedJaddoa, и др. // Монография, изд. «Бриг», Казань, 2015. - 264с.
4. Gumerov F.M. Regeneration of spent catalyst and impregnation of catalyst by supercritical fluid / F.M. Gumerov, B. Le Neindre, T.R.Bilalov, Ameer Abed Jaddoa ,et all // Монография. New York, Nova publisher, 2015. - 188 c., впе-чати
5. ChemBETTPR/TPD, Chemisorption Flow Analyzer ,Chemisorption Flow Analyzer , OPERATION MANUAL , TPRWin ver. 3.5 , P/N 05090 Rev D , P/N 05090 Rev D 151 of 151, Quantachrome Instruments 2009.
© Ameer Abed Jaddoa - асп. каф. теоретические основы теплотехники КНИТУ, [email protected]; Аббас Хамид Ибрагим - студ. К(П)ФУ,[email protected]; Б. Т. Бурганов - м.н.с кафедры ОХТ КНИТУ, [email protected]; Т. Р. Билалов - к.т.н., доцент кафедры теоретические основы теплотехники, КНИТУ, [email protected]; Ф. М. Гумеров -д-р техн. наук, проф., зав. каф. теоретических основ теплотехники КНИТУ, [email protected].
© Ameer Abed Jaddoa - Ph.D. student of Theoretical foundations of Thermal Engineering department, KNRTU; Abbas Hamid Ibrahim - student of Kazan Federal University, [email protected]; B. T. Burganov - junior research worker of the Department of General chemical technology, KNRTU; T. Bilalov - Ph.D., Associate Professor of Theoretical foundations of Thermal Engineering department, KNRTU; F. Gumerov - Dr. of Sciences, prof., Head of Theoretical foundations of Thermal Engineering department, KNRTU.
