The influence of chemical composition and textural properties of NiMo/Al2O3 on the removal of silicon compounds from diesel fractions was studied. It was found that the increase of the average pore diameter from 80 to 130-185 A provides the increase in Si capacity from 1,4 to 2,7 wt. %. Maximal Si capacity for studied NiMo/Al2O3 samples was 3 wt. %. The composition of NiMo/Al2O3 guard bed catalyst with optimal textural characteristics for silicon removal from diesel fractions was proposed

Казаков, М. О.

Олейник, А. А.

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University

XIV МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ, АСПИРАНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ «ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК» 49  Россия, Томск, 25-28 апреля 2017 г. Том 2. Химия    ОЧИСТКА ДИЗЕЛЬНЫХ ФРАКЦИЙ ОТ СОЕДИНЕНИЙ КРЕМНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ NiMo/Al2O3 КАТАЛИЗАТОРОВ А.А. Олейник, М.О. Казаков Научный руководитель: профессор, д.т.н А.С. Носков Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, Россия, г. Новосибирск, пр. акад. Лаврентьева, 5, 630090 E-mail: oleinik@catalysis.ru  PURIFICATION OF DIESEL FRACTIONS FROM SILICON COMPOUNDS WITH NiMo/Al2O3 CATALYSTS A.A.Oleinik, M.O. Kazakov Scientific Supervisor: Prof., Dr. A.S. Noskov Boreskov Institute of Catalysis SB RAS, Russia, Novosibirsk, pr. Lavrentiev, 5, 630090 E-mail: oleinik@catalysis.ru  Abstract. The influence of chemical composition and textural properties of NiMo/Al2O3 on the removal of silicon compounds from diesel fractions was studied. It was found that the increase of the average pore diameter from 80 to 130–185 Å provides the increase in Si capacity from 1,4 to 2,7 wt. %. Maximal Si capacity for studied NiMo/Al2O3 samples was 3 wt. %. The composition of NiMo/Al2O3 guard bed catalyst with optimal textural characteristics for silicon removal from diesel fractions was proposed.  Введение. Современные тенденции в нефтепереработке, такие как увеличение в общем сырьевом балансе доли тяжелых нефтей при одновременном ужесточении требований к качеству товарных нефтепродуктов и необходимости увеличения глубины переработки нефти, обусловливают повышенный интерес к процессам гидропереработки. Отдельной проблемой при гидрогенизационной переработке является наличие в нефтяных дистиллятах соединений кремния, которые приводят к необратимой дезактивации катализаторов гидроочистки. Источником кремния в этом случае выступают различные добавки на основе полидиметилсилоксана (антивспенивающие, антикоррозионные и др.), которые используются на нефтеперерабатывающих предприятиях. Для увеличения срока службы катализаторов гидроочистки и гидрокрекинга применяют катализаторы защитного слоя, которые предназначены для удаления кремния из нефтяных дистиллятов. В качестве таких катализаторов обычно используются Co(Ni)Mo/Al2O3 системы, которые загружают послойно поверх основного катализатора. Разработка более эффективных катализаторов защитного слоя является актуальной задачей, так как это позволит увеличить межрегенерационный пробег и уменьшить количество необратимо дезактивированного катализатора гидроочистки. Целью данной работы является изучение влияния химического состава и текстурных характеристик системы NiMo/Al2O3 на очистку дизельной фракции от соединений кремния. Экспериментальная часть. Носители готовили из псевдобемита с использованием различных пептизирующих агентов (азотной кислоты либо водного раствора аммиака). Носители в виде цилиндрических гранул были получены методом экструзии с последующей сушкой и термообработкой на воздухе при 550 °С. Катализаторы (1–3 мас. % Ni + 3–7 мас. % Mo)/Al2O3 синтезировали методом XIV МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ, АСПИРАНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ «ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК» 50  Россия, Томск, 25-28 апреля 2017 г. Том 2. Химия    пропитки по влагоёмкости гранул носителя раствором, содержащим предшественники никеля, молибдена и лимонную кислоту, с последующей сушкой при 110 °С. Физико-химические свойства образцов исследовали методами низкотемпературной адсорбции азота, просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения, атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой, сканирующей электронной микроскопии и элементного CHNS анализа. Исследование каталитических свойств проводили в автоклавной установке при давлении 3,8 МПа, температуре 360 °С, массе катализатора 1,5 г и объеме сырья 100 мл. В качестве сырья использовали дизельную фракцию с добавлением полидиметилсилоксана (содержание кремния в сырье от 350 до 1800 ppm). Результаты. Зависимость количества поглощенного кремния для образца 3 (табл. 1) от содержания кремния в дизельной фракции представлена на рис. 1. При увеличении содержания Si в сырье с 350 до 1800 ppm, количество поглощенного катализатором кремния увеличивается до 3 мас. %. При дальнейшем увеличении содержания кремния количество поглощенного Si не увеличивается. Таким образом, емкость по кремнию для данного катализатора составляет 3 мас. %. Таблица 1 Влияние содержания NiMo на текстурные характеристики образцов и емкость по кремнию Образец Содержание, мас. % Sуд, м2/г Vпор, см3/г Dпор, Å Емкость по Si, мас. % Ni Mo 1 2,2 6,8 191 0,59 125 1,8 2 1,8 5,5 190 0,61 129 2,4 3 0,9 3,1 225 0,69 124 3,0 Al2O3 - - 280 0,78 112 3,9   Рис. 1. Влияние содержания кремния в дизельной фракции на количество поглощенного Si для катализатора 3  Наибольшая емкость по кремнию достигается на оксиде алюминия (табл.1), что согласуется с литературными данными [1], поскольку соединения кремния взаимодействуют с OH-группами поверхности Al2O3 и присутствия активной NiMoS фазы не требуется. При введении NiMo в оксид алюминия емкость по кремнию снижается из-за снижения удельной поверхности катализаторов (табл.1). Однако, несмотря на это, введение активных металлов необходимо для обеспечения стабильной работы катализатора защитного слоя в условиях процесса гидроочистки. XIV МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ, АСПИРАНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ «ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК» 51  Россия, Томск, 25-28 апреля 2017 г. Том 2. Химия    В таблице 2 представлены свойства катализаторов с различным диаметром пор, для которых были определены защитные свойства по отношению к соединениям кремния.  Таблица 2 Химический состав и текстурные характеристики катализаторов NiMo/Al2O3 Образец Содержание, мас. % Sуд, м2/г Vпор, см3/г Dпор, Å Ni Mo B P 4 2,0 7,9 - 0,8 141 0,65 185 5 1,8 5,5 - - 190 0,61 129 6 1,5 5,1 - - 194 0,62 127 7 1,6 5,6 1,5 0,7 284 0,71 100 8 1,6 5,1 - - 213 0,45 84 9 2,5 11,7 - - 273 0,53 77  Увеличение диаметра пор в катализаторе с 80 до 130 Å позволяет увеличить емкость по кремнию с 1,3 до 2,7 мас. % (рис.2). Однако, образец 4, который имеет поры большего размера (185 Å) поглощает такое же количество кремния, как и образцы с диаметром пор около 130 Å (образцы 5 и 6). Следует отметить, что данный катализатор обладает более низкой удельной поверхностью по сравнению с образцами 5 и 6 (табл.2).   Рис. 2. Влияние диаметра пор катализаторов NiMo/Al2O3 на емкость по кремнию  Удаление соединений кремния катализаторами защитного слоя из дизельной фракции происходит за счет взаимодействия с поверхностью оксида алюминия. При введении NiMo в Al2O3 емкость по кремнию снижается за счет уменьшения удельной поверхности. Увеличение среднего диаметра пор системы NiMo/Al2O3 с 80 до 130–185 Å приводит к увеличению емкости по кремнию с 1,4 до 2,7 мас. %. Предположительно, дальнейшее увеличение емкости по кремнию возможно за счет увеличения удельной поверхности (>> 200 м2/г) при сохранении среднего диаметра пор выше 130 Å.  СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ  1. Perez-Romo P. Silica poisoning in HDT catalysts by light coker naphtha // Applied Catalysis A: General. –2012. – V. 449. – P. 183 – 187. 

Purification of diesel fractions from silicon compounds with NiMo/Al2O3 catalysts

http://earchive.tpu.ru/bitstream/11683/44483/1/conference_tpu-2017-C21_V2_p49-51.pdf

Purification of diesel fractions from silicon compounds with NiMo/Al2O3 catalysts

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University