СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ГИДРООЧИСТКИ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА ПУТЕМ ПОДБОРА БОЛЕЕ ЭФФЕКТИВНОГО КАТАЛИЗАТОРА Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

УДК 62

Н.А. Матюшонок

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ГИДРООЧИСТКИ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА ПУТЕМ ПОДБОРА БОЛЕЕ ЭФФЕКТИВНОГО КАТАЛИЗАТОРА

Мировой рынок с каждым годом предъявляет все более жесткие требования к нефтепродуктам, а также ужесточают экологически нормы и требования к заводам, которые выпускают эти нефтепродукты. Для получения дизельных топлив, соответствующих современным требованиям необходимо улучшать процесс гидроочистки. Усовершенствовать процесс можно несколькими способами:

1. Выбором наиболее эффективного катализатора;

2. Выбором оптимальных параметров ведения процесса;

3. Ростом требований к сырью;

4. Выбором наиболее эффективного реактора и другого вспомогательного оборудования.

В данной статье будет рассмотрен только первый способ - это выбор наиболее эффективного катализатора.

Ключевые слова: нефтепереработка, дизельное топливо, гидроочистка, процесс, катализатор.

Увеличение объема производства нефтепродуктов, расширение их ассортимента и улучшение качества - основные задачи, стоящие перед нефтеперерабатывающей промышленностью в настоящее время.

Современный мировой рынок предъявляет высокие требования к качеству нефтепродуктов, а также и к дизельному топливу. Поэтому большое внимание уделяют уменьшению содержания серы, азота и ароматических углеводородов. Кроме того, сернистые соединения, присутствующие в нефтепродуктах, сильно снижают качества топлив и масел, вызывают коррозию аппаратуры, снижают активность антидетонаторов и антиокислительную стабильность топлива, повышают склонность к смолообразованию крекинг- бензинов.

Гидроочистка нефтяных дистиллятов является самым распространенным процессом, особенно при переработке сернистых и высокосернистых нефтей.

Главной задачей гидроочистки является снижение содержания сернистых, азотистых и металлоор-ганических соединений.

Множество европейских стран переходит на топлива, соответствующие требованиям стандарта ГОСТ Р 52368-2005 (ЕН 590:2009) [1], в соответствие с которым содержание серы не должно быть больше 0,005% масс., а полициклических ароматических углеводородов не более 8% масс. Для получения дизельных топлив, соответствующих данным требованиям нужно постоянно улучшать процесс гидроочистки. Каждый год на внутреннем рынке вырабатывается около 49 млн. тонн дизельного топлива, 93% его с содержанием серы до 0,2% мас. и только 7% - с содержанием серы менее 0,2% масс. [2].

Гидроочистка в современной переработке получила среди вторичных процессов огромное значение, и входит в состав практически любого нефтеперерабатывающего завода [3].

Одной из главных задач гидроочистки является организация производства экологически чистых топлив.

Чтобы установка гидроочистки, собственно говоря, как и любая другая установка, приносила прибыль, была высоко эффективной, экологичной и выпускала топлива соответствующее мировым стандартам, необходимо постоянное совершенствование и модернизированные установки.

Один из способов усовершенствования установки гидроочистки дизельного топлива является выбор наиболее эффективного катализатора. Это условие может быть достигнута несколькими способами:

1. Выбором катализатора, исходя из следующих критериев:

1.1. Высокая производительность (интенсивность, активность);

1.2. Высокая избирательность (селективность);

1.3. Высокая прочность и износоустойчивость;

© Матюшонок Н.А., 2019.

Научный руководитель: Мохов Владимир Михайлович - кандидат химических наук, доцент, Волгоградский государственный технический университет, Россия.

Вестник магистратуры. 2019. № 3-2(90)

ISSN 2223-4047

1.4. Большой срок службы и период регенерации;

1.5. Малая стоимость.

В мировой практике в гидрогенизационных процессах повсеместное применение получили алюмо-кобальтмалибденовые (АКМ), алюмоникельмолибденовые (АНМ), смешанные алюмоникелькобальтмо-либденовые (АНКМ) и алюникельмолибденсиликатные (АНМС) катализаторы.

Для изучения и усовершенствования была выбрана одна из установок гидроочистки заводов ПАО «Нефтяная компания „ЛУКОЙЛ"».

На этой установке применяются катализаторы компании Haldor Topsoe.

В реактор гидроочистки были засыпаны катализаторы: ТК-578 BRIMTM и ТК-570 BRIMTM. Характеристики данных катализаторов представлены в нижеследующей таблице 1.

Таблица 1

Характеристика катализаторов_

Наименование сырья, материалов, реагентов, катализаторов, полуфабрикатов, готовой продукции Номер государственного или отраслевого стандарта, технических условий, стандарта предприятия Показатели качества, обязательные для проверки Норма по ГОСТ, ОСТ, СТП, ТУ Область применения изготовляемой продукции

Катализатор ТК-570 BRIM™ компании Hal-dor Topsoe Паспорт безопасности ^ № 1907/2006) 1 Внешний вид Экструдат в форме четырех-листника черного цвета Катализатор гидроочистки и гидро-обессеривания дизельных и керосиновых фракций

2 Плотность при загрузке (рукавной/ плотной), кг/м3 720

3 Температура плавления, оС 795

4 Химический состав, % мас.

- триоксид диалюми-ния 70...80

- оксид кобальта 3...5

- триоксид молибдена 18.24

- триоксид дибора 1.3

5 Растворимость в воде Возможно незначительное выщелачивание металлов

Катализатор ТК-578 BRIM™ компании Hal-dor Topsoe Паспорт безопасности (ТО № 1907/2006) 1 Внешний вид Экструдат в форме трехлистника синего цвета Катализатор гидроочистки и гидро-обессеривания дизельных и керосиновых фракций

2 Плотность при загрузке (рукавной/ плотной), кг/м3 920

3 Химический состав, % мас.

- оксид алюминия >50

- оксид кобальта 5.10

- триоксид молибдена 20.25

- пентаоксид диванадия 0,1.1

4 Растворимость в воде Нет

Изучив патентные базы и продукцию, выпускаемую мировыми лидерами в катализе мною, были выбраны следующие катализаторы компании Haldor Topsoe: TK-609 HyBRIM™ и TK-611 HyBRIM™.

Данные катализаторы сделаны по новой технологии HyBRIM™ обладают значительно более высокой активностью: показатели очистки от серы и азота до 40 % выше, чем у катализаторов, произведенных по технологии BRIM®. Кроме того, они обеспечивают более высокую степень гидрирования ароматических соединений, что приводит к более высокому объемному выходу. За счет этого обеспечивается достижение

более продолжительных циклов при той же производительности установки, или же возможность переработки более тяжелого сырья либо более высокая производительность при той же продолжительности цикла. Информация по данным катализаторам представлена в нижеследующей таблице 2.

Таблица 2

Краткая информация по катализаторам компании Haldor Topsoe:

TK-609 HyBRIM™ и TK-611 HyBRIM™_

Марка катализатора Описание

TK-609 HyBRIM™ ТК-609 НуВЫМ™ - это высокоактивный №Мо катализатор нового поколения, основанный на новейшей технологии НуВЫМ™. Катализатор ТК-609 НуВЫМ™ является превосходным решением для установок гидроочистки дизельного топлива, производящих ультранизкосернистое дизельное топливо (УНСДТ), работающих при среднем и высоком давлении. Катализатор ТК-609 НуВЫМ™ подходит как для прямогонного сырья, так и для дистиллятов вторичного происхождения.

TK-611 HyBRIM™ ТК-611 НуВЫМ™ - это высокоактивный никель-молибденовый катализатор последнего поколения на основе новой технологии НуВЫМ™. ТК-611 НуВЫМ™ прекрасно подходит для установок гидроочистки дизельного топлива со сверхнизким содержанием серы, работающих при среднем и высоком давлении. ТК-611 НуВЫМ™ подходит для широкого спектра прямогонного сырья и крекинг-дистиллятов. ТК-611 НуВЫМ™ особенно подходит для насыщения ароматических соединений в установках высокого давления. Насыщение ароматических соединений играет важнейшую роль там, где требуется повышение цетанового числа, низкое содержание ароматических соединений или увеличение объема.

Вернувшись к началу статьи, мы вспомним, что для того чтобы подобрать наиболее эффективного катализатора для установки гидроочистки дизельного топлива

Он должен соответствовать несколькими требованиям:

1. Высокая производительность (интенсивность, активность);

2. Высокая избирательность (селективность);

3. Высокая прочность и износоустойчивость;

4. Большой срок службы и период регенерации;

5. Малая стоимость.

Как мы видим новые катализаторы соответствуют, как минимум двум из пяти параметрам:

1. Высокая производительность (интенсивность, активность);

2. Большой срок службы и период регенерации.

Это позволит сделать установку гидроочистки дизельного топлива более экологичной, улучшить качество выпускаемой продукции и увеличить время работы установки на одном катализаторе.

Библиографический список

1. Дунюшкина, Р. Е. Стимулирование производства экологичных моторных топлив евростандарта на НПЗ России / Дунюшкина Р.Е. // Мир нефтепродуктов, - 2006. - №1. - С. 6-11.

2.Капустин, В. М. Технология переработки нефти. Часть вторая. Деструктивные процессы/ Капустин В. М., Гуреев А .А. - М.: Колос, 2007. - 334 с.

3. Особенности производства дизельного топлива с низким содержанием полициклический ароматических углеводородов / Зуйков А. В. [и др.] // Нефтепереработка и нефтехимия. - 2013. - №1. - С.11-15.

МАТЮШОНОК НИКИТА АНДРЕЕВИЧ - магистрант, Волгоградский государственный технический университет, Россия.