CC BY
17
УДК 665.664.245
Филин Артём Сергеевич
Казанский национальный исследовательский технологический университет
г. Казань, РФ
ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ ДЛЯ ПРОЦЕССОВ
ОЧИТСКИ ОТ МЕРКАПТОВ
Аннотация
В статье приведен обзор на отечественные разработки составов катализаторов для удаление меркаптанов, способных заменить зарубежные аналоги. Автором представлены составы катализаторов для демеркаптанизации газов, сжиженных углеводородных газов, керосина, нафты, в которых используются фталоцианиновые катализаторы, полисульфиды щелочных металлов, гидроксиды и нитрит щелочных металлов, а в качестве агентов, содержащих аминогруппу, также каталитическую композицию, представляющую собой водный раствор смеси ди- и триаммониевой соли, соответственно ди- и трисульфодихлорфталоцианина кобальта. Рассказывается о опыте внедрения российского катализатора как внутри страны так и зарубежом.
Ключевые слова
катализатор, меркаптаны, очистка, Merox, нефтепереработка, поглощение, газоконденсаты
Filin Artyom Sergeevich
Kazan National Research Technological University
Kazan, Russia
A REVIEW OF MODERN DOMESTIC CATALYSTS FOR PROCESSES OF MERCAPTS PROCESSES
Abstract
The article provides an overview of domestic developments of catalyst compositions for the removal of mercaptans that can replace foreign analogues. The author presents the compositions of catalysts for the demercaptanization of gases, liquefied hydrocarbon gases, kerosene, naphtha, which use phthalocyanine catalysts, alkali metal polysulfides, hydroxides and nitrite of alkali metals, and as agents containing an amino group, also a catalytic composition, which is an aqueous solution of a mixture of di - and triammonium salt, respectively, di- and trisulfodichlorophthalocyanine cobalt. It tells about the experience of introducing the Russian catalyst both inside the country and abroad.
Keywords
catalyst, mercaptans, purification, Merox, oil refining, absorption, gas condensates
Нефтепереработка является неотъемлемой частью экономики страны. Необходимость модернизации нефтеперабатывающей отрасли возрастает с каждым годом, ужесточаются требования к качеству продукции, выпускаемой на НПЗ. Очистка продуктов нефтепереработки занимает далеко не последнее место. В составе нефтепродуктов содержится некоторое количество серосодержащих веществ, которые влияют на экологические и эксплуатационные показатели. Самые коррозионно-активными веществами является сероводород и меркаптаны.
Один из немногих эффективных процессов очистки газа и газоконденсата от меркаптанов основан на их обработке водным раствором щелочи с последующем окислением меркаптанов до
АКАДЕМИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО «НАУЧНАЯ АРТЕЛЬ»
дисульфидов. Такой процесс носит название «Мегох», разработанный компанией иОР.
Катализатор для процесса Мегох импортный и дорогостоящий, поэтому предлагается рассмотреть замену данного катализатора на отечественный аналог.
В данной статье приведен обзор на российские аналоги катализатора для процесса Мегох.
Авторами [1] предлагается в качестве соединений щелочных металлов в композиции применять полисульфиды щелочных металлов, гидроксиды и нитрит щелочных металлов, а в качестве агентов, содержащих аминогруппу, включать водорастворимые алкиламины, алканоламины и/или диамины и полисульфиды первичных иди вторичных этаноламинов, при следующем соотношении компонентов: полисульфиды щелочных металлов и/или полисульфидов первичных или вторичных этаноламинов 315 мас.%, гидроксиды щелочных металлов 5-35 мас.%, водорастворимые алкиламины, алканоламины и/или диамины 2-7 мас.%, нитрит натрия 5-35 мас.%, вода - остальное. У данного состава присутствует ряд недостатков, таких как медленная скорость реакции, повышенный расход реагента и воды.
Авторы [2] предлагают каталитическую композицию, представляющую собой водный раствор смеси ди- и триаммониевой соли, соответственно ди- и трисульфодихлорфталоцианина кобальта -CoPcCl2(SOзNH4)2 и CoPcCl2(SOзNH4)з, где Рс - фталоцианин при следующем соотношении компонентов, мас.%: диаммониевая соль дисульфодихлорфталоцианина кобальта 8,5-9,0; триаммониевая соль трисульфодихлорфталоцианина кобальта 1,0-1,5; вода - остальное. По результатам сравнения свойств предлагаемой композиции КС-ДХДСК с применяемыми в настоящее время промышленными каталитическими композициями ИВКАЗ (р) и MEROX WS выяснилось, что скорости окисления и-пропилмеркаптида и сульфида натрия кислородом воздуха в присутствии одинаковых количеств исследуемых композиций несколько выше в случае КС-ДХДСФК, несмотря на то, что концентрация действующего вещества катализатора в ней примерно в 1,5 раза меньше чем в ИВКАЗ (р) и примерно в 2,5 раза меньше чем в MEROX WS.
В настоящий момент АО «Ивказ» предлагает свою разработку, катализатор «ИВКАЗ-ВАР», являющийся аналогом катализатора Мегох [3]. Их катализатор поставляется и используется на практике в виде субстанции, представляющей собой раствор фталоцианина кобальта. «ИВКАЗ-ВАР» успешно прошел промышленные испытания и используется на российских и зарубежных НПЗ. На иранских газо-и нефтеперерабатывающих предприятиях распространена технология «Мерокс» для очистки от меркаптанов газа, сжиженных углеводородных газов, керосина, нафты, в которых используются фталоцианиновые катализаторы. В связи с надобностью в Исламской Республике Иран альтернативы импортным катализаторам АRI100, MeroxWS, применяемым в технологиях Мегох, на нефтеперерабатывающем заводе (НПЗ) г. Шираз Национальной иранской нефтяной компании (МОС) были проведены опытнопромышленные испытания (ОПИ) с применением катализатора ИВКАЗ-ВАР в технологии демеркаптанизации нафты. Полученные результаты полностью удовлетворяют требованиям, предъявляемым к очищенному продукту. Испытания проводились, не меняя регламентного режима установки демеркаптанизации, непосредственной заменой катализатора MeroxWS на катализатор ИВКАЗ-ВАР. Удельный расход катализатора ИВКАЗ-ВАР - 300 г/сутки, что соответствует регламентному режиму процесса Мегох. Результат получился положительный и в ходе испытательного пробега стало понятно, что катализатор ИВКАЗ-ВАР справляется ничуть не хуже прежнего катализатора.
Также ООО «НТЦ «Ахмадуллины» производят Гетерогенный фталоцианиновый катализатор КСМ-Х по патентам РФ № 2677226 «Новые металлокомплексные соединения олигопирокатехина и способ получения катализаторов окисления сернистых соединений на их основе» [4] и РФ № 2529500 «Катализатор для окисления сернистых соединений» [5] в соответствии с ТУ 2175-001-40655797-2014 и РПБ № 0132628813.20.62304. Из основных плюсов можно выделить стоимость катализатора КСМ-Х
при пересчете на гарантийный срок его службы в 8 лет в среднем в 1,5^3 раза ниже аналогов. КСМ-Х применяется на таких предприятиях, как ООО «ЛУКОИЛ-Нижегороднефтеоргсинтез», ООО «Томскнефтехим» СИБУР, ПАО «Газпромнефть-МНПЗ», ОАО «Славнефть-ЯрославНОС», ПАО «ТАИФ-НК» и др.
Таким образом, можно сделать вывод, что наука в области нефтепереработки, в частности синтеза катализаторов, не стоит на месте и уверенно развивается. В перспективном будущем можно ожидать перехода с импортного катализатора на отечественный без ухудшения продуктов по качеству.
Список использованной литературы:
1. Состав для нейтрализации сероводорода и легких меркаптанов в углеводородных средах: Пат. 2 753 752 Рос. Федерация. № 2020133271 / Исмагилов Фоат Ришатович; заявл. 2020.10.08; опубл.
2021.08.23, Бюл. № 23.
2. Каталитическая композиция для окислительной демеркаптанизации нефти и нефтепродуктов: Пат. 2 750 214 Рос. Федерация. № 2020132583 / Кузнецов Леонид Леонидович; заявл. 2020.10.01; опубл.
2021.06.24, Бюл. № 18.
3. Мазгаров А.М., Вильданов А.Ф., Аслямов И.Р., Коробков Ф. А. Опыт внедрения нового российского катализатора «ИВКАЗ-ВАР» взамен американского катализатора на НПЗ г. Шираз, МОС, Иран // Журнал «Нефть и газ Сибири» 4(37)2019
4. Новые металлокомплексные соединения олигопирокатехина и способ получения катализаторов окисления сернистых соединений на их основе: Пат. 2677226C1 Рос. Федерация. № 2017140763 / Ахмадуллин Ренат Маратович; заявл. 2017.11.22; опубл. 2019.01.16, Бюл. № 2.
5. Катализатор для окисления сернистых соединений: Пат. 2 529 500 Рос. Федерация. № 2012133847 / Ахмадуллин Ренат Маратович; заявл. 2012.08.07; опубл. 2014.09.27, Бюл. №27.
© Филин А.С., 2023
