Kassenova K.A., Zh. K. Kairbekov., Saginaev A.T., Zh.K. Myltykbaeva

Al-Farabi Kazakh National Univevsity

Hydro-refining of diesel and gaseous faction of Jhana jhol oil

Проблема экологической безопасности автомобильного транспорта – одна из наиболее актуальных проблем нашего времени. Антропогенное воздействие отработанных газов двигателей внутреннего сгорания на окружающую среду и человека проявляется прежде всего в действии оксидов серы, частиц сажи (смоги) и канцерогенных веществ (пирен и бензпиренов) /1, 2/.

Необходимость снижения содержания общей серы на порядок потребует увеличения капитальных и эксплуатационных затрат в традиционной технологии обессеривания (гидроочистки). По этой причине весьма актуальными являются исследования по разработке дополняющих существующие технологии процессов удаления из моторных сернистых соединений и аренов.

В данной работе было исследовано влияние различных добавок (промоторов) на каталитические свойства алюмоникельмолибденовых (АНМ) и алюмокобальтмолибденовы (АКМ) катализаторов в процессах гидроочистки и гидрокрекинга дизельных и газоиловых фракции нефти Жанажолского месторождения.

Для разработки эффективных катализаторов мы за основу взяли двухкомпонентную систему, никель-алюминевый катализатор используемый для процесса гидрирования органических соединений. Промотируя последний различными добавками добиться синтеза эффективно работающего катализатора для процесса гидроочистки и гидрокрекинга. Исследования /3/ показывают, что введение в AI-Ni катализатор определенного количества оксида молибдена приведет к возрастанию гидрирующей и гидрообессеривающей способности, введение же в АI-Мо систему оксида никеля будет способствовать углублению расщепляющей способности при гидрогенизационном процессе (разрыву длинных углеводородных цепей, снижению содержания тяжелых ароматических и смолистых веществ) /4/.

На основании исследовании был разработан трехкомпонентный AI-Ni-Mo катализатор для процесса переработки нефтяного дистиллята. Известно, что композиционная смесь приводит к появлению новых фаз, изменению природы взаимодействия с γ - AI2O3, изменению структуры, валентного состояния, поверхностных характеристик и ряда других свойств.

Для сравнительного анализа, были осуществлены испытания промышленного АКМ и модифицированного нами АНМ катализатора, также исследовалось влияние отдельных компонентов AI-Ni-Mo катализатора на активность и селективность процесса гидроочистки нефтяных дистиллятов. Экспериментальные данные испытуемых образцов катализатора и перерабатываемой нефтяной фракции представлены в таблице 1 и 2.

Процессу гидроочистки были подвергнуты дизельное топливо Жанажолской нефти. Опыты проводились в широких интервалах температур.

Таблица 1 – Физико-химических свойства Жанажолского нефти для процесса гидроочистки и гидрокрекинга.

Физико-химические показатели исходного сырья	Дизельная фракция
Плотность, ρ4²º , кг/м³	847,0
Содержание серы, % масс	0,74
Содержание азота, % масс	-
Йодное число, г 1/100г
Вязкость, v20 Сст
Температура застывания, °С	-22
Температура вспышки, °С
Коксуемость, % масс.	0,13
Фракционный состав, °С
НК	215
10	227
50	265
90	320
К.К.	344

Синтезированный нами алюмоникельмолибденовой катализатор показал близкую к промышленному алюмокобальтмолибденовый катализатору активность, а по крекирующей способности – несколько лучшие результаты (повышение количества низкокипящих углеводородов) при низком содержании сульфируемых (ароматических) углеводородов.

Таблица 2 – Данные по испытанию АКМ и АНМ катализаторов содержанием оксидов в процессе гидроочистки дизельной фракции Жанажолской нефти при Р = 4,0 МПа, v = 1,0 ч־¹.

Наименование и соотношение компонентов в катализаторе,%	Температура процесса, °С	Содержание серы, %	Глубина обессер. %
1	2	3	4
Промышленный AI-Co-Mo	300	0,36	41,8
AI2 О3 - 83,0	350	0,28	54,9
CoO - 4,5	400	0,24	59,6
MoO3 - 12,5 образцы AI-Ni-Mo кат	450	0,20	66,8
1	2	3	4
1. AI2 О3 - 85,0	300	0,38	34,6
NiO - 5,5	350	0,31	52,8
MoO3 - 9,5	400	0,27	59,2
	450	0,22	66,1
2. AI2 О3 - 85,0	300	0,37	34,2
NiO - 9,0	350	0,32	50,7
MoO3 - 6,0	400	0,26	58,8
	450	0,21	66,7
3. AI2 О3 - 80,0	300	0,34	43,6
NiO - 9,5	350	0,30	53,7
MoO3 - 10,5	400	0,22	61,4
	450	0,20	66,4
4. AI2 О3 - 80,0	300	0,33	41,5
NiO - 7,5	350	0,30	47,7
MoO3 -12,5	400	0,25	62,4
	450	0,20	66,9
5. AI2 О3 - 83,0	300	0,31	44,5
NiO - 5,0	350	0,28	53,7
MoO3 - 12,0	400	0,20	62,3
	450	0,17	66,8

Из анализа полученных данных (таблица 2) при испытании алюминий кобальт молибденового и алюминий никель молибденового катализатора видно, что последний в процессе гидроочистки показывает лучшую гидрирующую активность.

Таблица 3 – Экспериментальные данные по испытанию АКМ и АНМ катализаторов в процессе гидроочистки газойлевых фракций Жанажолской нефти ( Р = 4,0 МПа, v = 1,0 ч־¹ ).

Наименование и соотношение компонентов в катализаторе,%	Температура процесса, °С	Содержание серы, %	Глубина обессер. %
1 2		3	4
Промышленный AI-Co-Mo	300	0,44	61,6
AI2 О3 - 83,0	350	0,38	63,7
CoO - 4,5	400	0,32	73,6
MoO3 - 12,5	450	0,24	78,8
Испытуемые образцы AI-Ni-Mo катализаторов :
1. AI2 О3 - 85,0	300	0,48	57,5
NiO - 7,5	350	0,43	63,1
MoO3 - 7,5	400	0,36	67,8
	450	0,32	72,7
1	2	3	4
2. AI2 О3 - 85,0	300	0,52	54,8
NiO - 9,0	350	0,43	58,5
MoO3 - 6,0	400	0,37	64,8
	450	0,33	70,7
3. AI2 О3 - 80,0	300	0,46	55,6
NiO - 10,0	350	0,43	61,7
MoO3 - 10,0	400	0,36	65,8
	450	0,32	70,7
4. AI2 О3 - 80,0	300	0,48	56,8
NiO - 8,0	350	0,45	59,7
MoO3 - 12,0	400	0,40	63,6
	450	0,32	71,2
5. AI2 О3 - 83,0	300	0,44	54,5
NiO - 6,0	350	0,32	58,7
MoO3 - 11,0	400	0,25	72,8

Из экспериментальных данных таблица 2 - 3 следует, что степень гидроочистки на АНМ катализаторе изменяется в зависимости от соотношения активных компонентов в системе. С изменением концентрации NiO и MoO3 в катализаторе от 6 и до 10 % масс., глубина гидрообессеривания при равных условиях повышается на 2,8 %. При дальнейшем увеличении концентрации МоО3 до 12 % масс, а NiO до 8 % масс .в системе AI – Ni – Mo достигается эффективная глубина обессеривания дизельного топлива, показатели которой несколько выше чем на промышленном катализаторе.

Таким образом, из сравнения полученных данных при испытании АКМ и АНМ катализаторов можно заметить, что последний в процессе гидрокрекинга показывает лучшую гидрирующую и крекирующую способность. Показано, что введение в состав алюмомолибденовой системы дополнительно никеля, в пределах 5-12 %, позволяет получить катализатор для процессов гидроочистки и гидрокрекинга, не уступающих по своим основным каталитическим свойствам промышленному АКМ катализатору.

Список литературы

1. Н.М.Лихтерова, В.В.Лунин, В.Н.Торховский, В.К.Французов, О.И.Кириллова. Химическая активация дизельных фракций озоном для процесса гидроочистки. // Нефтехимия, 2005 - № 1. С. 3-14.

2. Коротко о разном // Нефтегазовые технологии. 2001. №12.С.20.

3. Воробьев Л.Н. Изучение структуры восстановления алюмоникельмолибденовых катализаторов методом электронного парамагнитного резонанса //ЖФХ 1977 вып 2. С.2855.

Воробьев Л.Н. Исследование структуры промотированых алюмокобальтмолибденовых катализаторов.// Сб науч. Тр АН СССР. Новосибирск. 1979. 1. С.148