Разработка высокоэффективного катализатора депарафинизации на основе модифицированного цеолита

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 Литературный обзор

1Л Современное состояние нефтепереработки и перспективы процесса депарафинизации нефтяных фракций

1.2 Требования, предъявляемые к низкозастывающему дизельному топливу и трансформаторному маслу

1.3 Основные способы получения низкозастывающих нефтепродуктов.

1.4 Каталитическая депарафинизация нефтяных фракций

1.5 Приготовление катализаторов депарафинизации

1.5.1 Синтез и свойства цеолитного компонента

1.5.2 Гидрирующие компоненты и способы их введения

1.5.3 Промоторы и модифицирующие добавки

1.6 Активация/пассивация катализаторов депарафинизации

1.7 Промышленные установки получения низкозастывающих топлив

и масел

1.8 Заключение по литературному обзору

1.9 Постановка задач исследования

ГЛАВА 2 Объекты и методы исследования

2.1 Характеристика сырья и реагентов для приготовления катализаторов депарафинизации нефтяных фракций

2.2 Методика приготовления лабораторных образцов катализаторов депарафинизации

2.3 Методы анализа цеолитов и катализаторов

2.4 Методика испытания каталитических свойств

2.5 Методы анализа сырья и продуктов каталитических превращений

ГЛАВА 3 Изучение особенностей синтеза высококремнеземного цеолита

3.1 Влияние природы цеолита на эффективность катализатора депарафинизации



3.2 Изучение свойств силикагеля в зависимости от условий гидротермальной обработки

3.3 Изучение условий кристаллизации цеолита

3.4 Выводы по 3 главе

ГЛАВА 4 Исследование технологии синтеза катализатора депарафинизации

4.1 Оптимизация состава катализатора

4.2 Влияние промотирования на свойства катализатора депарафинизации

4.3 Изучение физико-химических свойств и микрорельефа поверхности катализатора депарафинизации

4.4 Выводы по 4 главе

ГЛАВА 5 Изучение процесса депарафинизации

5.1 Депарафинизация дизельной фракции с использованием

катализаторов на основе цеолитов ЦВМ и ЦВМ-М

5.2 Депарафинизация фракции гидрокрекинга 280 °С-к.к. с использованием катализаторов на основе цеолитов ЦВМ и ЦВМ-М

5.3 Выводы по 5 главе

ГЛАВА 6 Разработка технологии производства катализатора ДЕП

6.1 Разработка технологической схемы получения катализатора депарафинизации ДЕП-

6.2 Наработка опытно-промышленной партии катализатора ДЕП-

с оценкой каталитических свойств

6.3 Выводы по 6 главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

БЛАГОДАРНОСТИ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А



ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время к качеству нефтепродуктов предъявляются все более высокие требования. Для Российской Федерации, учитывая ее климатические условия, особенно остро стоит вопрос об обеспечении высококачественными низкозастывающими нефтепродуктами. Ухудшение низкотемпературных свойств обусловлено присутствием в нефтяных фракциях нормальных и слаборазветвленных парафинов, а также нафтеновых углеводородов с длинными боковыми цепями. Эти компоненты могут быть удалены различными физикохимическими способами: понижением конца кипения, использованием

растворителей, низкотемпературной кристаллизацией, проведением селективного гидрокрекинга и др. Для организации схемы получения топлив и масел с улучшенными низкотемпературными свойствами в процесс производства целесообразно включать стадию каталитической депарафинизации. Кроме того, в сочетании с процессом гидроочистки возможно выпускать низкозастывающие сорта масел и дизельного топлива, удовлетворяющих современным и перспективным экологическим требованиям.

Каталитическая депарафинизация осуществляется на специальных металлсодержащих цеолитных катализаторах в среде водорода при повышенных давлении и температуре. Процесс реализован на Ачинском, Ангарском, Комсомольском НПЗ, Сургутском ЗСК и других нефтеперерабатывающих предприятиях. Практически все установки загружены современными импортными катализаторами фирм Süd-Chemie, Criterion, Mobil, одна установка -отечественным катализатором, разработанным в 1983 г.

Зарубежные фирмы в качестве основного компонента катализаторов депарафинизации часто применяют высокомодульный цеолит ZSM-5 со специфичным по отношению к н-алканам молекулярно-ситовым действием. Отечественным аналогом цеолитов данного структурного типа является разработанный в ОАО «ВНИИ НП» цеолит ЦВМ, производство которого освоено на ОАО «АЗКиОС». На его основе выпускаются катализаторы СГК-1, СГК-5 для



- пропитка по влагоемкоспш - исходное соединение металла вносится в растворенном состоянии в поры носителя, при этом активный компонент связывается с поверхностью носителя в процессе сушки путем механического осаждения.

Сорбционная пропитка применяется при нанесении небольшого количества металлов платиновой группы, пропитка по влагоемкости подходит для введения различных гидрирущих металлов в любом необходимом количестве.

За счет равномерного распределения активных металлов на поверхности носителя пропиточная технология обеспечивает получение наиболее активных катализаторов. Если необходимо усилить гидрирование, увеличивают содержание металла или добавляют промоторы. Известно применение катализаторов депарафинизации, состоящих только лишь из цеолита и связующего. Однако в этом случае после катализатора депарафинизации обязательно используют катализатор гидрофинишинга для гидрирования ненасыщенных продуктов крекинга.

1.5.3 Промоторы и модифицирующие добавки

Промоторы - вещества, добавление которых в небольших количествах к катализаторам увеличивает их активность, селективность или стабильность. Различают два типа промоторов:

- структурообразующие представляют собой инертные вещества, присутствующие в катализаторе в виде мелких частиц, препятствуют спеканию активного компонента, предотвращая уменьшение активной поверхности в период эксплуатации катализатора;

- активирующие катализируют образование промежуточных соединений, создают дополнительные активные центры, воздействуют на электронную структуру активной фазы [101, 122].

Одни и те же вещества, находящиеся в качестве примеси в катализаторах, могут при одних концентрациях и температурах реакции являться промоторами, а