Кузьмина Р.И., Минасян Р.А., Гиба И.С.

Саратовский государственный университет, Россия

КАТАЛИЗАТОРЫ ГИДРООЧИСТКИ БЕНЗИНОВОЙ И ДИЗЕЛЬНОЙ ФРАКЦИЙ НЕФТИ

Современный этап нефтепереработки связан с неуклонным сокращением запасов углеводородного сырья, ужесточением экологических требований к моторным топливам. Соединения серы являются каталитическими ядами, а также инициируют коррозию металла.

Поэтому весьма актуальными являются исследования направленные на поиск методов и путей сокращения содержания сераорганических соединений и сероводорода в сырье каталитических процессов переработки углеводородов и, как следствие, в готовых продуктах нефтепереработки, чего можно достигнуть использованием высокоактивных катализаторов гидроочистки.

В работе исследована серия алюмокобальтмолибденовых и алюмоникельмолибденовых катализаторов гидроочистки углеводородов, выкипающих до 410С. Гидрообессеривающая способность оценивалась по превращению серосодержащих соединений прямогонной бензиновой и дизельной фракции на лабораторной установке проточного типа. Проведена оценка каталитической активности и физико-химических свойств катализаторов ИК-ГО-1, РК-23, HR 526, ГО-70, DN-200 и образца лабораторного приготовления.

Исследования катализаторов показали, что их активация в токе Н₂ увеличивает обессеривающую способность за счет увеличения объема, в том числе микропор. Сульфидирование катализаторов диметилдисульфидом, способствующее формированию активных центров катализатора, приводит к дальнейшим увеличению степени обессеривания. Изучение влияния параметров процесса на степень гидроочистки дизельной фракции показали, что оптимальным является режим при 360°С, т.к. имеет место значительное снижение энергозатрат, а степень обессеривания снижается незначительно по сравнению с температурой 380°С.

Активность катализатора обусловливается не только его составом, но и физико-химическими характеристиками. Проведена оценка состояния поверхности катализатора адсорбционным методом. Определена характеристика пористой структуры образцов катализатора марки ИК-ГО-1 на основании расчета изотерм низкотемпературной адсорбции-десорбции азота. Показано, что исходный образец обладает слаборазвитой удельной поверхностью (S_уд - 96 м²/г), малым объемом микропор (0,3 см³/г) с преобладанием пор размером 127 Å. Установлено, что высокотемпературная активация катализатора (360°С, в токе водорода) приводит к увеличению площади его поверхности до 189 м²/г с десятикратным увеличением площади микропор и средним размером пор 104 Å. При осернении катализатора опять наблюдается снижение поверхностных характеристик катализатора: S_уд = 156 м²/г, S_{микропор} = 15 м²/г, но средний размер микропор равен 94 Å. Установлено, что в процессе эксплуатации поверхность катализатора даже немного развивается (с 152 до 163 м²/г) с уменьшением среднего размера пор до 91 Å. Сравнительный анализ характеристик катализаторов гидроочистки дизельной фракции показал, что катализатор ИК-ГО-1 обладает менее развитой поверхностью и меньшим количеством микропор.

Таблица 1. Характеристика поверхности катализатора ИК-ГО-1

Показатель	Катализатор ИК-ГО-1				РК-231	РК-231	HR 526
	Исходный	Активирован ный	Осерненый	Отрабо танный	Осерненый	Исходный
Sуд м^2/г	96,0	189,9	156,4	163,4	162,1	261,4	218,6
S микропор, м^2/г	1,4	11,9	15,3	15,4	15,0	15,7	38,3

Исследования проведены на дизельной фракции (среднее содержание серы в дизельном топливе до гидроочистки составляет 0,6%) и газоконденсате (среднее содержание серы в дизельном топливе до гидроочистки – 0,16%) при температуре 320-360°С и атмосферном давлении. Показано, максимальная степень гидробессеривания достигается при 360°С и составляет 95 % масс.

Кроме того, проведено исследование гидродесульфидирующей способности катализатора гидроочистки ИК-ГО-1, влияние температуры и скорости тока водорода на глубину процесса обессеривания фракций нефти и физико-химические свойства катализатора.

Результаты исследования гидродесульфидирующей активности катализатора ИК-ГО-1 приведены в табл.2.

Таблица 2. Гидродесульфидирующей активность катализатора ИК-ГО-1

Условия опыта		Содержание серы, % масс.		Степень очистки, %	Примечание
Топыта,°С	Vоб,ч^-1
		сырье	гидрогениз.
320	2,0	0,65	0,44	32,30	не сульфид.
360	4,5	0,65	0,35	46,20	активир.
360	6,0	0,65	0,28	56,90	сульфидир.
340	6,0	0,65	0,30	53,85	активир, сульфид.
360	2,0	0,65	0,29	54,68	активир, сульфид.
320	6,0	0,65	0,31	51,50	активир,с ульфид.