CC BY
61
90
KÍMYA PROBLEML9RÍ № 1 2014
UOT 665.777.4.66.094.173.
QUDRONUN HALLOÍZÍTL9 HÍDROKREKÍNQÍND9N ALINAN KOKSLAÇMIÇ KATALÍZATOR HÍSSaCÍKL9RÍNÍN T9DQÍQÍ
G.S.Muxtarova, R.Í.Hüseynova, M.E.Hüseynova, A.D.Quliyev, H.C.ibrahimov, V.M.Abbasov
AMEA Y.Mdmmdddliyev adina Neft-Kimya Prosesbri institutu AZ1025 Baki, Xocali prospekti, 30 Fax: (+99412) 490-24-76; e-mail: [email protected]
Qudronun suspenzbçdirilmiç yüksdkdispersli halloizitin içtiraki ib hidrokkekinqi prosesinddn alinan koksla§mi§ katalizator hissdcikbri fiziki-kimydvi metodlarla tddqiq edibrdk koksdmdbgdlmdyd rejim parametrbrinin (temperatur, tdzyiq, katalizatorun miqdari) tdsiri öyrdnilmi^dir. Müdyydn edilmiçdir ki, qudronun hidrokrekinq prosesindd temperatur 4000 C-ddn 4500C-yd qdddr yüksdldikdd (0.5 MPa) koksun miqdari artir, tdzyiq 0.5-ddn 6.0MPa-ya vd katalizatorun miqdari 1-ddn 2.5%-d qdddr artdiqda koksun miqdari, xüsusib, yüksdk temperaturda yanan koksun miqdari azalir.
Açar sözbr: hidrokrekinq, qudron, koks, halloizit, rentgenfaza analizi, koksla§mi§ katalizator hissdcikbri.
Neft emali sanayesinin asas inki§af istiqamatlarindan biri motor yanacaqlarinin istehsalini artirmaq maqsadila agir neft qaliqlarini emala calb edarak neftin emalini darinlaçdirmakdir.
Neft qaliqlarinin tarkibinda olan qatran-asfalt maddalari, agir metal üzvi birlaçmalar, azotlu-kükürdlü heteroatom birlaçmalari katalizatoru dönmaz zaharlayarak tez siradan çixmasina sabab oldugu ûçûn, ananavi metodlarla agir neft qaliqlarinin emali zamani onlarin avvalcadan hazirlanma proseslarinin -asfaltsizlaçdirma, hidrokükürdsüzla§ma,
metalsizlaçdirma, va s. aparilmasi talab olunur [1-3]. Belalikla, yeni katalitik sistemlar istifada etmakla, birbaça, yüksak olmayan tazyiqda qudronun hidrokonversiyasini effektiv hayata keçirmaya imkan veran texnologiyanin içlanib hazirlanmasi olduqca aktualdir. Bu maqsadla qudronun a§agi tazyiqda suspenzla§dirilmi§ tabii alümosilikat - halloizitin içtiraki ila hidrokrekinqi prosesi içlanib hazirlanmi§ va tadqiq edilmiçdir. Hidrokrekinq prosesi 0.5-6
MPa tazyiqda, 400-450 оС temperaturda katalizatorun miqdari 1-5% olmaqla aparilmiçdir [4-5].
Qudronun hidrokrekinqindan alinan koksla§mi§ katalizator hissaciklari benzolla yuyulub, qurudulduqdan sonra prosesin aparilma §araitindan - temperatur, tazyiq va katalizatorun miqdarindan asili olaraq fiziki-kimyavi metodlarla -derivatoqrafik (DTA, DTG, TG) va rentgenoqrafik (RF) analiz üsullari ila tadqiq edilmiçdir. Derivatoqrafik analizlar Almaniya istehsali olan NETZSCH STA 449 F3 (YUPÍTER, 2011) derivatoq-rafinda, rentgen-faza analizlari isa TD-3500 difraktometrinda aparilmiçdir. Bu maqsadla qudronun hidrokrekinqinda istifada edilan halloizitin prosesdan avval va sonra RF (rentgenfaza) spektrlari çakilmiçdir. Halloizitin prosesdan avvalki (kokslaçmadan avval) RF spektrinda d= 4.406 A0 , 1.679 A0 va 1.487 A0-da xatlar mü§ahida olunur ki, bu da halloizitin adabiyyatdaki asas xatlari ila (d=4.41 A0; 1.48 A0; 1.68 A0 ) üst-üsta dü§ür (Çakil 1).
§akil 1. Halloizitin RF spektri.
Temperaturun hidrokrekinq prosesina tasiri tadqiq edildiyinda müayyan olunmu§dur ki, temperatur 4000 C-dan 4500C-ya qadar yüksaldikda amalagalan koksun miqdari artir. Bu qanunauygunluq RF spektrlarinda da mü§ahida olunur.
§akil 2-da 4000 C-da aparilan tacrübada RF spektrinda halloizita va kaolinita aid olan pik mü§ahida olunur. Bu piklar amalagalan koksun miqdari az oldugu ü9ün aydin görünür. Temperatur yüksaldikca (4400C-da) 18-320 bucaq intervalinda koksa aid enli pik mü§ahida olunur (§akil 3). Temperaturun sonraki 4500C-
ya yüksalmasinda koksa aid olan pik daha enlidir. Burada koksun miqdarinin §akil 3-ya göra daha 90X oldugu mü§ahida edilir (§akil
4).
Qudronun hidrokrekinqi prosesina katalizatorun tasiri tadqiq edilarkan müayyan olunmu§dur ki, prosesi katalizatorsuz apardiqda (termiki) alinan koksun termiki analizlarinin - DTA, DTG, TG naticalarina asasan az miqdarda 5000C-da yanan (Tmax=5000C) va asasan 6100C-da yanan (Tmax=6100C) koksa aid piklar mü§ahida olunur (§akil 5).
§akil 2.Koksla§mi§ katalizator hissaciklarinin 400 C-da aparilan tacrübada RF spektri.
92
QUDRONUN HALLOÍZÍTLa HÍDROKREKÍNQÍND9N
§akil 3. Koksla§mi§ katalizator hissaciklarinin 440 C-da aparilan tacrübada RF spektri.
§akil 4. Koksla§mi§ katalizator hissaciklarinin 450 C-da aparilan tacrübada RF spektri.
§akil 5. Qudronun termiki hidrokrekinqindan alinan koksun DTA, DTG, TG spektrlari.
Sistema 1 % katalizator alava edildikda mü§ahida olunur (§akil 6). ömalagalan koks rentgenoqrammada 20 = 18-320 bucaq rentgenoamorfdur. Sistema 2.5% katalizator intervalinda (d=3.507A0) koksa aid enli pik alavasinda d=1.8189 A0 va d=1.376 A0 -da
zaif , d=3.363 A0-da 100% intensivlikda a-kvarsa aid piklar va 18-320 bucaq intervalinda (d=3.507A0) koksa aid pik görünür. Katalizatorun miqdari 2.5% olduqda alinan koksun miqdari 1%-la aparilan tacrübadan
alinanla müqayisada daha azdir ( §akil 7). Burada qisman amorflaçma mü§ahida olunur. Burada yüksak dispersli karbon nanoboru-larinin olmasi ehtimal olunur ki, adabiyyatda nano-karbon lifi adlandirilir [6-7].
§akil б. 1 % katalizator alavasiyla alinan kokslaçmiç katalizator hissaciklarinin RF spektri.
§akil 7. 2.5 % katalizator alavasiyla alinan kokslaçmiç katalizator hissaciklarinin RF spektri.
Qudronun hidrokrekinq prosesinda koksamalagalmaya tazyiqin tasiri 0.5-6.0 MPa intervalinda tadqiq edilmi§dir. Qudronun hidrokrekinq prosesini 0.5 MPa-da (katalizator - 2.5%, t-440 0C) apardiqda alinan koksla§mi§ katalizator hissaciklarinin DTA,
TG, DTG analizlarinin naticalarina asasan 2600C-da 3.26% çaki itkisi, 622 0C-da hündürlüyü 0.284 mkB/mq olan koksa aid pik, 7550C-da isa daha yüksak temperaturda yanan - qrafitla§mi§ koksa aid pik mü§ahida olunur. (§akil 8).
94
QUDRONUN HALLOÎZÎTLa HÎDROKREKÎNQÎNDaN
Температура /
Çakil 8. 0.5 MPa-da alinan koksla§mi§ katalizator hissaciklarinin DTA, TG, DTG spektri.
Tazyiq 0.5 MPa-dan 2 MPa-ya qadar zamani (§akil10.) alinan koksun miqdari çskil-
artirildiqda koksun yanmasi 5150C-da 8-уэ göre daha azdir va nisbatan açagi
baçlayir, daha sonra 585 va 7300C intervalinda temperaturda 555-670 0C-da yanan koksa
koksun intensiv yanmasi gedir (çakil 9). uygun pik mü§ahida olunur. Tazyiqin sonraki 6 MPa-ya yüksaldilmasi
ДТА '(HKBiHrt
ТГ/% Поток газа /(мп/1*«)ДТП(%/нин)
100 200 300 ¿too 500 600 700 300 Температура ГС
Çakil 9. 2.0 MPa-da alinan koksla§mi§ katalizator hissaciklarinin DTA, TG, DTG spektri.
§akil 10. 6.0 MPa-da alinan koksla§mi§ katalizator hissaciklarinin DTA, TG, DTG spektri.
Derivatoqramlardan da göründüyü kimi qudronun hidrokrekinq prosesinda tazyiq artdiqca koksun miqdari, xüsusila, yüksak temperaturda yanan (7550C-da) - qrafitla§mi§ koksun miqdari azalir. Bununla yana§i tazyiq artdiqca alinan koksun yanmasi nisbatan daha a§agi temperaturlarda gedir.
Belalikla, qudronun suspenzla§dirilmi§
yüksakdispersli halloizitin içtiraki ila hidrokrekinqi prosesinda amalagalan koksun miqdari temperatur 4000 C-dan 45 00C-ya qadar yüksaldikda (0.5 MPa) artir, tazyiq 0.5-dan 6.0MPa-ya va katalizatorun miqdari 1-dan 2.5%-a qadar artdiqda isa azalir. Bu qanunauygunlugu DTA va rentqen-faza analizlari da tasdiqlayir.
1. Хаджиев С.Н., Кадиев Х.М.. Будущее глубокой переработки нефти. // «The Chemical Journal». 2009. C. 34-37.
2. Суворов Ю.П. Гидрогенизация нефтяных остатков с использованием Со-Мо и Мо-Мп катализаторов. // Химия твердого топлива. 2007. № 6. C. 26-30. // Suvorov О.Р. Qidroqenizasiya пе/tyamkh ostatkov s ispolzovaniem Co-Mo i Мо-Мп katalizatorov. // Khimiya tverdoqo topliva. 2007. № 6. C. 26-30.
3. Amiri S., Firoozbakht M.H. Obtaining Ecological Fuel y Petroleum Feedstock. //Hydrocarbon Processing. 2008. № 1. C. 29.
4. Мухтарова Г.С. Гидрокрекинг гудрона с суспендированным природным катализатором. // Neft kimyasi va neft emali proseslari. 2013. № 1(53). C.51. Mukhtarova Q.S. Qidrokrekinq qudrona s suspendirovanmm prirodmm katalizato-
rom. // Neft kimyasi vs neft emali proseslari. Baku. 2013. № 1(53). C.51.
5. Muxtarova G.S. Qudronun suspenzla§-dirilmi§ nanoól9ülü katalizatorlarin i§tiraki ila hidrokrekinqi prosesina rejim parametrlarinin tasirinin tadqiqi. //Azarbaycan Kimya Jurnali. №2. 2013. s. 108-111.
6. Пешнев Б.В., Николаев А.И., Кузь-мичева Г.М. и др. Формирование углеродных нановолокон диспропорцио-нированием СО. // Химия твердого топлива. 2007. №4. 66-70.
Pegnev Б.В., Nikolaev А.И., Kuzmicheva Q.M. i dr. Formirovanie uqlerodmkh nanovolokon disproporsionirovaniem CO. // Ximiya tverdoqo topliva. 2007. №4. 66-70.
7. Пешнев Б.В., Николаев А.И., Эстрин Р.И. Окисление углеродных нано-волокон и наноматериалов, полу-
96
QUDRONUN HALLOiZiTLa HiDROKREKENQiND9N
ченных на их основе. //Химия твердого ОШя1ете ид1егойткЬ папово1окоп и
топлива. 2008. №2. 48-52. папотагепа1ов, роШсИепткИ па ¡кЬ основе.
// Решпев Б. V., Шко1аев А.И., ОяЫп Я.И. //Хтгуа гвегДодо горИва. 2008. №2. 48-52.
ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОКСОВАННЫХ ЧАСТИЦ КАТАЛИЗАТОРА В ПРОЦЕССЕ ГИДРОКРЕКИНГА ГУДРОНА В ПРИСУТСТВИИ
ГАЛЛУAЗИТА
Г.С.Мухтарова, Р.И.Гусейнова, М.Э.Гусейнова, А.Д.Кулиев, Х.Д.Ибрагимов, В.М.Аббасов
Физико-химическими методами исследованы закоксованные частицы катализаторов в процессе гидрокрекинга гудрона в присутствии суспендированного высокодисперсного галлуазита и изучено влияние режимных параметров (температура, давление, количество катализатора) на процесс коксообразования. Показано, что выход кокса с повышением температуры от 400 до 450оС (давление 0.5 МПа) увеличивается, а с увеличением давления с 0.5 до 4.0 МПа и изменением количества катализаторной добавки от 1 до 2.5 % выход кокса, выгорающего при высокой температуре, снижается. Ключевые слова: гидрокрекинг, гудрон, кокс, галлуазит, рентгенофазовый анализ, закоксованные частицы катализатора.
RESEARCH INTO COCKED PARTICLES OF CATALYST IN THE PROCESS OF HYDRO-CRACKING OF TAR IN THE PRESENCE OF HALLOYSITE
G.S.Mukhtarova, R.I.Huseynova, M.E.Huseynova, A.D.Guliyev, H.C.ibrahimov, V.M.Abbasov
Use ofphysical-chemical methods made it possible to examine cocked particles of catalysts in the course of hydro-cracking of tar in the presence of suspended highly- dispersed halloysite and study the influence of regime parameters (temperature, pressure and content of catalyst) on carbonization process. It found that as temperature rises from 4000C to 4500C (0.5 MPa pressure) the yield of coke grows as well, and as pressure rises from 0.5 MPa to 6.0 MPa (4400C temperature) and the quantity of catalyst additive rises from 1 to 2.5 %, the yield of coke reduces.
Keywords: hydro-cracking, tar, coke, halloysite, coked particles of catalyst.
Redaksyaya daxil olub 15.12.2013.
