Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка нового катализатора гидроизомеризации на основе наноразмерных карбидов молибдена и вольфрама, более устойчивого к воздействию сернистых соединений, для производства дизельного топлива с низкой температурой застывания, взамен существующего платиносодержащего

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
микро- и мезопористые молекулярные сита, цеолиты и силикоалюмофосфаты, наноразмерные карбиды вольфрама и молибдена, гидроизомеризация дизельного топлива, катализаторы гидроизомеризации н-парафинов, устойчивость к сернистым соединениям, низкозастывающее дизельное топливо

Цель проекта:
1. Разработка новых катализаторов гидроизомеризации на основе карбидов молибдена и вольфрама, устойчивых к воздействию сернистых соединений, использование которых позволяет получать необходимые показатели качества низкозастывающих дизельных топлив, такие же, как на существующих платиносодержащих катализаторах. 2. Разработка научно-технического задела ориентированного на создание новой технологии каталитической гидроизомеризации гидроочищенных и прямогонных дизельных фракций с использованием этих катализаторов. Проект направлен на разработку и усовершенствование катализаторов гидроизомеризации, использование которых позволяет получать необходимые показатели качества низкозастывающих дизельных топлив, обеспечивающих высокую надёжность эксплуатации техники. Для решения этой проблемы ставится научно-техническая задача по разработке и созданию отечественного производства наноструктурированного катализатора на основе силикоалюмофосфатных молекулярных сит со структурой SAPO-31, цеолитов типа ZSM-5 и/или других, модифицированных наноразмерными карбидами (фосфидами, сульфидами) молибдена и вольфрама, предназначенного для процессов гидроизомеризации дизельных фракций.

Основные планируемые результаты проекта:
1. Укрупненные лабораторные серии образцов бифункциональных катализаторов гидроизомеризации нового типа WnC (MonC)/кислотный носитель на основе карбидов (фосфидов или сульфидов) молибдена и вольфрама, которые обладают свойствами снижения температуры замерзания дизельного топлива и повышенной устойчивостью к сере.
2. Технологический регламент на промышленное производство новых катализаторов WnC (MonC)/кислотный носитель на основе карбидов (фосфидов или сульфидов) молибдена и вольфрама.
3. Техническое задание (ТЗ) на проектирование опытно-промышленной установки гидроизомеризации гидроочищенных дизельных фракций (или с повышенным содержанием серы) с использованием катализаторов нового типа

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
Использование дорогостоящего платиносодержащего катализатора требует глубокой гидроочистки исходного сырья, подаваемого на процесс гидроизомеризации. Это связано с тем, металлическая платина не устойчива к сернистым соединениям. Глубокая сероочистка является весьма дорогостоящим процессом, к тому же не на всех заводах она имеется.
Разработка новых катализаторов на основе карбидов молибдена нанесенных на кислотный носитель подобных по свойствам существующим платиновым катализаторам, но устойчивых к воздействию сернистых соединений и не требующих глубокой сероочистки углеводородного сырья является весьма актуальной задачей.
В мировой практике отсутствуют катализаторы гидроизомеризации дизельных топлив на основе наноразмерных карбидов (фосфидов, сульфидов) молибдена и вольфрама.
Решение поставленной в проекте задачи может быть достигнуто за счет реализации следующих подходов к конструированию катализатора гидроизомеризации:
• увеличение гидрирующей активности карбидных модификаторов кислотного носителя за счет увеличения дисперсности нанесенных карбидов молибдена и вольфрама, что должно привести получению высокостабильного катализатора гидроизомеризации;
• оптимизация кислотных свойств носителя, обеспечивающая высокую селективность процесса гидроизомеризации;
• оптимизация пористой структуры кислотного носителя для устранения диффузионных ограничений для молекул углеводородов и создания высокой степени гомогенизации кислотных и гидро-дегидрирующих активных центров бифункционального катализатора.
При этом, несмотря на то, что основным подходом к решению задачи замены платины в катализаторах гидроизомеризации представляется первый из перечисленных подходов, для достижения цели, поставленной в проекте необходимо найти оптимальное сочетание всех трех подходов.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Разработка новых катализаторов подобных по свойствам существующим платиновым катализаторам, но устойчивых к воздействию сернистых соединений и не требующих глубокой сероочистки углеводородного сырья является весьма актуальной задачей.
В России существует 50 промышленных установок гидроочистки дизельных топлив. Среди них установки, обеспечивающие очистку от серы до уровня не более 10 ppm, работают исключительно на импортных катализаторах; установки, обеспечивающие очистку от серы до уровня не более 50 ppm, на 90 % работают на импортных катализаторах. 80 % установок гидроочистки, обеспечивающих очистку от серы до уровня не более 0,2 % масс. (что уже не соответствует современным требованиям), работают на отечественных катализаторах (данные ОАО «ВПИПИнефть»). В такой ситуации использование платиносодержащих катализаторов для процессов гидроизомеризации дизельных топлив, необходимых для получения топлив соответствующих современным требованиям, практически невозможно.
В мировой практике отсутствуют катализаторы гидроизомеризации дизельных топлив на основе наноразмерных карбидов (фосфидов, сульфидов) молибдена и вольфрама. Следовательно, разработка новых катализаторв и технологии гидроизомеризации дизельного топлива с их использованием, является целесообразным и необходимым в рамках мероприятий Программы.
Разработка катализаторов гидроизомеризации на основе новых носителей, модифицированных карбидами (фосфидами, сульфидами) молибдена и вольфрама, выведет разработку на уровень выше мирового.

Текущие результаты проекта:
В соответствии с ПГ на третьем этапе выполнены следующие ПНИЭР:
По п. 3.1 ПГ. «Разработка лабораторного регламента на приготовление лучших разработанных бифункциональных катализаторов WnC (MonC)/ кислотный носитель».
Разработан «ВРЕМЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РЕГЛАМЕНТ на приготовление лабораторных партий бифункциональных катализаторов WnC (MonC)/кислотный носитель», со сроком действия до 31декабря 2016 г.
По п. 3.2 ПГ. «Наработка укрупненных лабораторных серий образцов бифункциональных катализаторов гидроизомеризации нового типа WnC (MonC)/ кислотный носитель на основе карбидов (фосфидов или сульфидов) молибдена и вольфрама, которые обладают свойствами снижения температуры замерзания дизельного топлива и повышенной устойчивостью к сере».
Наработаны укрупненные лабораторные образцы MonC/SAPO-31 с различным содержанием MonC для испытания их каталитических свойств на изготовленном опытном стенде.
По п. 3.3 ПГ. «Исследование каталитических свойств укрупненных лабораторных партий бифункциональных катализаторов, с использованием прямогонного и гидроочищенного дизельного топлива на опытном стенде».
Исследованы каталитические свойства наработанных укрупненных лабораторных партий бифункциональных катализаторов. Выбран лучший образец, намечены пути улучшения его селективности.
По п. 3.4 ПГ. «Оптимизация условий проведения процесса гидроизомеризации дизельного топлива на опытном стенде».
На лучшем из разработанных образцов бифункциональных катализаторов проведена оптимизация условий проведения процесса гидроизомеризации дизельного топлива на опытном стенде.
По п. 3.5 ПГ. «Проведение дополнительных патентных исследований».
Проведены дополнительные патентные исследования по катализаторам гидроизомеризации на основе микро- и мезопористых кислотных носителей. Новых объектов не обнаружено.
По п. 3.6 ПГ. «Разработка промежуточного отчёта о прикладных научных исследованиях».
Разработан промежуточный отчет о прикладных научных исследованиях.