ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ГИДРИРОВАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ СЕОЛИТНЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ, СИНТЕЗИРОВАННЫХ С СОЛЯМИ Nİ, CO, MO Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ

УДК 66.094.37:547, 313.4:547.3

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ГИДРИРОВАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ СЕОЛИТНЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ, СИНТЕЗИРОВАННЫХ С СОЛЯМИ Ni, Co, Mo

Гусейнов Адыгозел Самидхан1 оглы

канд.тех.наук, доцент кафедры «Нефтехимическая технология и промышленная экология», Азербайджанский Государственный Университет Нефти и Промышленности,

г. Баку, Азербайджанская Республика.

Гасанова Айнура Ровшан2 кызы докторант кафедры «Нефтехимическая технология и промышленная экология», Азербайджанский Государственный Университет Нефти и Промышленности

Джафарли Самир Айдын3

оглы - магистрант кафедры «Нефтехимическая технология и промышленная экология», Азербайджанский Государственный Университет Нефти и Промышленности,

г. Баку, Азербайджанская Республика.

Тел. (+99412) 4937566 (служ), (+99455) 0555257680, (моб).

Азербайджанска Республика, Баку, AZE1010 проспект Азадлыг 20.

STUDY OF PROCESSES OF HYDROGENATED TECHNOLOGY OF SEOLITH CATALYST

SYNTHESIS WITH SALT Ni, CO, MO

Huseynov A.S1., Gasanova A.R.2, Jafarli S.A3.

DOI: 10.31618/nas.2413-5291.2022.1.77.576

АННОТАЦИЯ

В ходе развития нефтеперерабатывающей отрасли мирового уровня существуют традиционные закономерности, которые подтвердились временем. Углубление переработки нефти с целью увеличения выхода светлых нефтепродуктов, повышения качества авиационного и моторного топлива остается ключевым направлением развития современной нефтеперера-батывающей промышленности. Это течение стимулирует рост и развитие процессов гидрогенизации в нефтепереработке, особенно гидроочистки, гидроформинга и гидрокрекинга, которые сохраняют свою актуальность в ближайшем будущем. В связи с началом и продолжением нефтяного кризиса реструктуризация нефтеперерабатывающей отрасли была направлена на снижение мощностей процессов первичной переработки нефти и увеличение процессов глубокой переработки, что привело к развитию и модернизации существующих процессов гидрогенизации. [ 5-8].

ABSTRACT

In the course of the development of the world-class oil refining industry, there are traditional patterns that have been confirmed by time. The deepening of oil refining in order to increase the yield of light oil products, improve the quality of aviation and motor fuel remains a key direction in the development of the modern oil refining industry. This current stimulates the growth and development of hydrogenation processes in oil refining, especially hydrotreating, hydroforming and hydrocracking, which remain relevant in the near future. In connection with the beginning and continuation of the oil crisis, the restructuring of the oil refining industry was aimed at reducing the capacity of primary oil refining processes and increasing deep refining processes, which led to the development and modernization of existing hydrogenation processes. [5-8].

Ключевые слова: гидроочистка, гидрориформинг, гидрокрекинг, катализатор, парафино-вые соединения.

Key words: hydrotreatment, hydroreforming, hydrocracking, catalyst, paraffin compounds.

Введение: В последнее время во многих странах мира ужесточились экологические требования к топливу. [ 1-4]. Решением данной проблемы является совершенствование технологии переработки нефти для получения топлива высокого качества с учетом увеличения добычи нефти, а также сернистых и парафиновых соединений в топливе, и в первую очередь развитие гидрогенизации, гидрокрекинга, гидроочистки.

Спрос на Евро-4 и Евро-5 В процессе гидроочистки используются катализаторы различных модификаций. В настоящее время

исследования по разработке новых эффективных катализаторов весьма актуальны и представляют собой важную научно-техническую задачу [ 9-11]. С учетом этого в качестве носителя был взят образец цеолита, содержащий А1 2 O 3 и 2SiO 2 , с толщиной минерального слоя 7-10 А и длиной трубы 0,5-2,0 мкм и синтезирован с солями №, Со и Mo.

Разработаны новые образцы катализаторов. Состав носителя определяли методом термогравиметрии [12,14]. Приведена

дифтограмма исходного образца, представленная

на рис. 1. В дифтограмме представленного образца 9,6 (100%), 14,66 (100%), 16,61 (40%), 13,85 (100%), 21,64 (100%), 28,4 (100%), 34,9 (100%), 53,9 (100 %) характерных полос, наблюдаемых под углами отклонения, идентифицируют образец как галлуазит (рис. 1) [ 13,14].

Характерные полосы, наблюдаемые под углами отклонения на дифрактограмме представленного образца, идентифицируют образец как цеолит, содержащий Al 2 О 3 и 2SiO 2 , и оказываются аморфными [ 12-14].

30

2-№е1а (бед)

Рис. 1. Дифрактограмма образца носителя

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ часть

На следующем этапе в качестве сырья была взята смесь одностадийной дизельной фракции и ее подсолнечного масла. Процесс гидроочистки осуществляли на катализаторах, синтезированных с солями №, Со и Mo в смеси подсолнечного масла с одноступенчатой дистиллированной дизельной фракцией при 300-330 0 С, скорости подачи 1 с -1 ,

давлении водорода 4,0 МПа- Материальный баланс этих процессов приведен в табл. 1.

Как видно из табл. 1, выход дизельной фракции, полученной в результате процесса гидроочистки, осуществляемого путем добавления подсолнечного масла в дизельный дистиллят, составляет 2,4-3,8-4,0 % блант в зависимости от действия катализаторов. Увеличивается, а сумма убытка составляет 1,5-1,6-2,3% тупой. Уменьшено.

Таблица 1.

Материальный баланс процессов гидроочистки с использованием дизельного дистиллята и его смеси с добавлением подсолнечного масла с использованием катализаторов, синтезированных с

солями №, Со, Mo (У = 4,0 МПа, T = 300-330 0 С)

Индикаторы Катализаторы

Сеолит + никель Сеолит + Ко Сеолит + Мо

Сырье 1: Одноступенчатая дистиллированная дизельная фракция.

Взят , % тупой .

Дизельный дистиллят 98 98 98

Водород 2.0 2.0 2.0

Получено , % тупое .

Дизельная фракция 180-350 о С 9 0,1 92 , 5 9 1 , 7

Бензиновая фракция qb -180 о С 2, 5 2.0 2.1

Газы С 1 -С 4 3, 1 2, 2 2, 5

кока-кола 1,0 0, 7 0, 9

Потеря 3.3 2,6 2,8

Сырье 2: Дизельная фракция одностадийной дистилляции + подсолнечное масло

Взят , %

Дизельный дистиллят 89,5 89,5 89,5

Подсолнечное масло 8,0 8,0 8,0

Водород 2,5 2,5 2,5

Получено,%

Дизельная фракция 180-350 о С 91, 9 9 3,5 93, 3

Бензиновая фракция qb -180 о С 1 , 7 2.0 1,3

Газы С 1 -С 4 3, 2 1 , 5 2, 0

кока-кола 0, 9 0, 9 1,0

Су 1 , 3 1 , 0 1 , 2

Потеря 1,0 1, 1 1, 2

Показатели качества дизельных фракций, полученных в процессе гидроочистки смеси одноступенчатой дистиллированной дизельной фракции с добавлением подсолнечного масла с указанными выше образцами катализатора, приведены в табл. 2.

Как видно из таблицы 2. водорода 4,0 МПа, температуре

при давлении 300-330 0 С и

ХВКС 1с-1, содержании общей серы 0, в результате гидроочистки одностадийного дистиллятного дизельного топлива фракция при использовании №, Со, Мо уменьшается с 0,852 % тупая до 0,0505-0,0490-0,0470 %. При этом глубина обессеривания составляет 40,7-42,5-44,8% (масс.). Количество ароматических углеводородов уменьшилось с 18,4% до 16,0%.

Таблица 2.

Показатели качества дизельных фракций, полученных в процессах гидроочистки с

Сырье 1 Катализаторы

Индикаторы Сеолит + Сеолит + Сеолит +

никель Ко Мо

1 2 3 4 5

Плотность 15 °С, кг/м 3 838,7 84 1 , 9 84 4 , 1 842, 9

Фракционный состав, 0 С - - - -

Стартер для варки 182 186 194 197

Вскипятить 10% 216 217 221 223

50% кипит 278 280 286 289

Конец кипячения 362 365 368 370

Температура воспламенения, закрытая пута, °С 70 72 71 71

Кинематическая вязкость, при 40 °С, мм 2 /с 2, 94 3, 11 3, 2 3 3,2 5

Температура помутнения, °С, не должна быть выше -28 - 28 - 27 -30

Температура замерзания, °С, не должна быть выше -36 - 38 - 39 - 40

Кислотность, мг К0Н/100 см 3 топлива 1 , 5 3 0,9 5 0, 85 0, 85

Йодное число, qJ 2 / 100q сторона, не должно быть слишком большим 2 , 36 1 , 4 1 , 9 1,6

Общее содержание серы, % туп . 0, 0852 0,0 4 90 0,0 470 0,0 505

Коксование 10% остатка, % по массе, не должно быть слишком большим 0,001 8 0,0021 0,0020 0,0018

Сумма ароматических углеводородов, %, туп. 18,4 1 6 , 4 16,6 16,0

На следующем этапе без изменения условий процесса было получено гидроочищенное топливо с использованием катализаторов, синтезированных солями №, Со, Мо смеси дизельного дистиллята с подсолнечным маслом. Показатели качества дизельных фракций, полученных из топлива, приведены в табл. 3.

В заданных условиях температуры и давления жирные кислоты подсолнечного масла

превращались в длинноцепочечные нормальные парафины, что приводило к повышению качества топлива. В результате содержание общей серы в полученной дизельной фракции уменьшилось до 0,0351 (№)-0,0327 (Со)-0,0333% (Мо). Глубина обессеривания составляет 58,8-61,6-60,9% (масс.) соответственно. Количество ароматических углеводородов уменьшилось до 13,1-12,7%.

Таблица 3.

Показатели качества дизельных фракций, полученных в процессах гидроочистки с использованием катализаторов, синтезированных на солях №, Со, Мо смеси дизельного _дистиллята с подсолнечным маслом_

Сырье 2 Катализаторы

Индикаторы Сеолит + Сеолит + Сеолит +

никель Ко Мо

1 2 3 4 5

Плотность 15 °С, кг/м 3 839,3 8 23,7 8 21 , 8 8 22 , 5

Фракционный состав, 0 С - - - -

Стартер для варки 178 180 182 185

Вскипятить 10% 214 215 212 217

50% кипит 280 280 281 280

Конец кипячения 360 363 365 366

Температура воспламенения, закрытая пута, °С 70 71 71 71

Кинематическая вязкость, при 40 °С, мм 2 /с 2, 8 3, 07 3, 17 3, 21

Температура помутнения, °С, не должна быть выше -2 7 - 27 - 27 - 27

Температура замерзания, °С, не должна быть выше -3 5 - 35 - 35 - 35

Кислотность, мг КОН/100 см 3 топлива 1 , 01 0, 78 0, 55 0, 35

Йодное число, qJ 2 / 100q сторона, не должно быть слишком большим 2 , 0 0,7 0,5 0,4

Общее содержание серы, % туп . 0, 0852 0,0 351 0,0 327 0,0 333

Коксование 10% остатка, % по массе, не должно быть слишком большим 0,00 20 0,0020 0,0020 0,0020

Сумма ароматических углеводородов, %, туп. 18,4 1 3 , 1 12,7 13,6

ВЫВОД

Результаты анализа топлив, полученных при гидроочистке добываемого сырья в присутствии синтезированных Ni, Co, Mo катализаторов, согласуются с результатами широко применяемых в настоящее время в промышленности катализаторов гидроочистки и сероочистки. При этом в результате воздействия подсолнечного масла происходит увеличение глубины осернения и значительное снижение содержания ароматических углеводородов, что положительно сказывается на других показателях качества топлива.

ЛИТЕРАТУРА

1. Алиев П.П., Резниченко И.Д. , Целютина М.И. Экологические проблемы при производстве алюмооксидных ( кобальтовых ) и молибденовых катализаторов. Катализ в промышленности, 2005, № 2, с . 33-39

2. Целютина М.И. _ , Резниченко И.Д. , Алиев Р.Р. , Трофимова М. В. , Синтез катализаторов гидравлических процессов нефтепереработки . Экология и промышленность России, 2005, с . 14-17

3. Алиев Р.Р. , Эльшин А. И . , Резниченко И.Д. Проблемы и критерии выбора катализаторов гидроочистки нефтяных фракций. Химия и технология топлива и нефти, 2001, № 2, с . 16-18

4. Резниченко И.Д., Алиев Р.Р., Елшин А.И., Куке И.В. , Промышленный опыт эксплуатации катализаторов гидроочистки нефтяных фракций. Процессы нефтехимии и нефтепереработки , 2005, № 4 , с. 58-64

5. Скорникова С.А. _ , Белоногова Л.Н. , Посохова О. _ М. _ , и другие. Синтез цеолита бета

в промышленных условиях , Научные основы получения и технологии катализаторов Тезисы докладов 5-ой Всероссийской науч.- практ . Омск, 2004, с. 124.

6. Певица А ., Зарей . М., LangeF.M ., StahrK ., Характеристики и образование галлуазита на севере Голанских высот, Geoderma , 2004, Vol.123, стр. 279-295.

7. ЭлецкийА.В . , Углеродистый нанотрубки эмиссионные свойства, Успехи физических наук, 2002, Том 172, №4. , с.402-438

8. Жусейн Э., Пети С., Черчман Дж. и др., Галлуазитовые глинистые минералы, обзор, Глинистые минералы, 2005 г., том 40, стр. 383-426.

9. Kloprogge TJ, Frost RL Микрозондовая рамановская спектроскопия гидратированного галлуазита из неогенового криптокарста на юге Бельгии, J. Raman Spectrosc , 1999, Vol. 30, стр . 1079-1085.

10. Сингх Б. Экспериментальное превращение каолинита в галлуазитоглины . Глины и глинистые минералы, Vol. 44. Нет. 6, стр. 825-834, 1996 г.

11. Абдуллаев Э., Джоши А., Вэй В., Чжао Ю., Львов Ю., Увеличение просвета нанотрубок из галлуазитовой глины путем селективного травления оксида алюминия . АКС Нано, Том . 6, стр . 7216-7226 , 2012.

12. Мамедова, Т.А. Исследование природных нанотрубок, модифицированных оксидами переходных металлов, в процессе производства экологически чистых дизельных топлив / Т.А. Мамедова, А.Р. Гасанова, М.М. Аббасов, Э.Ш. Абдуллаев, В.М. Аббасов, С.А. Мамедханова // Процессы нефтехимии и нефтепереработки (ППНХ), - Баку: - 2017. 18 (4), с. 381-389.

13. Гасанова А.Р. Исследование процесса получения малосернистых дизельных топлив в присутствии нового катализатора на основе галлуазита // - Баку: Процессы нефтехимии и нефтепереработки (ППНР), - 2019. 20 ( 3), -с. 314-320.

14. Гасанова А.Р. Исследование процесса совместной гидроочистки дизельных дистиллятов и растительных масел в присутствии галлуазитов, модифицированных оксидами №, Со, Мо // -Баку-2021, 219 с.