Регистрация / Вход
Прислать материал

14.610.21.0008

Аннотация скачать
Постер скачать
Презентация скачать
Общие сведения
Номер
14.610.21.0008
Тематическое направление
Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
Исполнитель проекта
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук
Название доклада
Создание технологии производства импортозамещающих катализаторов глубокой гидропереработки вакуумного газойля
Докладчик
Казаков Максим Олегович
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Цели исследования:
Преодоление импортозависимости в области производства гетерогенных катализаторов глубокой гидроочистки и гидрокрекинга вакуумного газойля, обеспечивающих максимальным выходом высококачественных светлых нефтепродуктов с улучшенными химмотологическими и низкотемпературными свойствами.
Задачи исследования:
- разработка конкурентоспособных технологий производства гетерогенных катализаторов глубокой гидроочистки и гидрокрекинга вакуумного газойля, обеспечивающих максимальный выход высококачественных светлых нефтепродуктов;
- разработка технологий производства компонентов носителей для катализаторов гидропроцессов: алюмооксидных и алюмосиликатных материалов, сочетающих заданные текстурные и прочностные характеристики с необходимыми химическими свойствами;
- создание опытно-промышленных технологических линий производства катализаторов гидропроцессов и компонентов носителей на АО «Газпромнефть-ОНПЗ»;
- освоение промышленного производства катализаторов гидропроцессов и компонентов носителей на ОАО «Газпромнефть-ОНПЗ».
Актуальность и новизна исследования
В настоящее время в крупнейших российских компаниях значительная доля производства высококачественного моторного топлива обеспечивается установками глубокой переработки вакуумного газойля (ВГ) мощностью более 20,0 млн. тонн по сырью. Для обеспечения работы установок данной мощности необходимо 2,3 тыс. тонн катализаторов со сроком их эксплуатации около 2 лет. На сегодняшний день потребности в катализаторах гидропереработки обеспечиваются исключительно импортными поставщиками.
Для преодоления зависимости от импорта и удовлетворения потребностей российских нефтепереработчиков в катализаторах, включая собственные потребности, ПАО «Газпром нефть» ведет работы по созданию производственного кластера по выпуску катализаторов крекинга, гидроочистки и гидрокрекинга ВГО общей мощностью 21 тыс. тонн/год.
В настоящее время в ряде российских научных организаций созданы научные основы синтеза катализаторов гидропереработки ВГО. Полученные результаты позволили разработать каталитически активные материалы, которые могут быть использованы для создания импортозамещающих катализаторов гидропереработки ВГО. В рамках проекта разрабатываются технологии производства катализаторов глубокой гидроочистки и гидрокрекинга ВГО, обеспечивающие максимальный выход высококачественных светлых нефтепродуктов. Полученные результаты будут способствовать формированию научно-технического задела, необходимого для последующего создания и освоения производства отечественных катализаторов глубокой гидропереработки ВГО на катализаторном производстве АО «Газпромнефть-ОНПЗ» с объемом производства, полностью обеспечивающим текущие потребности отечественных нефтеперерабатывающих заводов.
Описание исследования

Для создания катализаторов гидропереработки ВГО используются следующие подходы:

  • разработка методов получения гранулированного носителя на основе аморфного алюмосиликата и связующего AlOOH, сочетающего заданную концентрацию и силу поверхностных кислотных центров с оптимальными для гидроочистки ВГО текстурными характеристиками и высокой механической прочностью, с отработкой масштабного перехода на опытном производстве;
  • разработка методов получения  гранулированного носителя на основе цеолита, аморфного алюмосиликата и связующего AlOOH, сочетающего заданную концентрацию и силу поверхностных кислотных центров с оптимальными для гидрокрекинга ВГО текстурными характеристиками и высокой механической прочностью, с отработкой масштабного перехода на опытном производстве;
  • разработка методов целенаправленного селективного синтеза в водном растворе Ni-Mo(W) предшественников активного компонента;
  • разработка методов приготовления нанесённых катализаторов, сочетающих дальнейшее селективное получение биметаллического сульфидного активного компонента с минимизацией блокировки кислотных центров носителя нанесёнными металлами, с отработкой масштабного перехода на опытном производстве.

Выполняемые работы соответствуют современным мировым тенденциям, однако при этом содержат принципиальные отличия от работ других исследователей и характеризуются научной новизной, признаками которой являются: 

  • целенаправленный синтез в растворе и на поверхности носителя оптимальных би- и триметаллических предшественников активного компонента и селективный перевод их в сульфидную форму;
  • разработка методов приготовления исходных материалов для приготовления носителей – аморфных алюмосиликатов и моногидроксида алюминия – фазовый состав и морфология частиц которых обеспечивают дальнейшее получение носителей и катализаторов, сочетающих заданные текстурные, кислотные, прочностные и гранулометрические характеристики;
  • регулирование кислотности катализаторов посредством селективного воздействия на кислотные центры носителя наносимыми соединениями.  
Результаты исследования

На основании анализа современной научно-технической, нормативной и методической литературы и на основании имеющегося у исполнителей опыта сформулированы основные требования к катализаторам гидроочистки и гидрокрекинга ВГО и способам их приготовления и выбраны основные направления исследований в данной области. Наиболее предпочтительной для гидроочистки тяжелых фракций является сульфидная NiMo система, нанесенная на γ-Al2O3. Для гидрокрекинга ВГО наиболее предпочтительным является использование сульфидных NiMo, NiW или NiMoW систем на кислотных носителях, содержащих в своем составе аморфные алюмосиликаты, ультрастабильный цеолит типа Y или микро-мезопористые цеолиты. Оптимальный метод приготовления катализаторов гидроочистки и гидрокрекинга ВГО основан на однократной пропитке носителя раствором, содержащим предшественники активного компонента.

Исследовано влияние условий приготовления лабораторных образцов катализаторов КГО на их физико-химические характеристики и каталитические свойства в гидроочистке ВГО. Показано, что катализаторы КГО обладают высокой активностью в гидрообессеривании, которой достаточно для получения продукта гидроочистки с содержанием серы менее 200 ppm. Остаточное содержание серы и азота в целевой фракции составляет соответственно 100-150 ppm S и 50-100 ppm N при выходе целевого продукта более 75 мас.%. По результатам проведенных испытаний определены оптимальные режимы и параметры технологического процесса получения лабораторных катализаторов КГО. Разработанные катализаторы эффективно обеспечивают гидроочистку ВГО для его дальнейшего превращения в процессе гидрокрекинга.

Исследовано влияние условий приготовления лабораторных образцов катализаторов КГК, полученных на основе аморфных алюмосиликатов (АСА), на их физико-химические характеристики и каталитические свойства в гидрокрекинге ВГО. Показано что все катализаторы КГК позволяют получать среднедистиллятные фракции 130-360°C с содержанием серы менее 10 ppm, плотностью от 750 до 850 кг/м3 при выходе углеводородных газов менее 5 мас.%. По результатам проведенных испытаний определены оптимальные режимы и параметры технологического процесса (ТП) получения катализаторов КГК с АСА. Наилучшие результаты были получены для катализатора КГК, содержащего NiW. Данный катализатор позволяет получать целевой продукт с высокой селективностью и выходом около 80 мас.% при гидрокрекинге ВГО с рециклом.

Исследовано влияние условий приготовления лабораторных образцов катализаторов КГК, полученных на основе ультрастабильного цеолита типа Y и микро-мезопористых цеолитных материалов, на их физико-химические характеристики. Обнаружено, что все наработанные носители и катализаторы имеют развитую удельную поверхность и большой объем пор. В настоящее время продолжаются работы по исследованию каталитических свойств катализаторов КГК на основе цеолитов в гидрокрекинге ВГО.

Разработаны предварительные требования к нормам и количественным показателям технологических процессов, к сырью и материалам, используемым при выполнении ТП, к рабочим и предельным условиям выполнения ТП, к ресурсосбережению. С учетом данных требований будут разрабатываться лабораторные технологические регламенты на получение опытных образцов катализаторов и исходные данные для проектирования промышленного производства катализаторов гидроочистки и гидрокрекинга ВГО.

Практическая значимость исследования
- Результаты работы будут использованы для обеспечения российских нефтеперерабатывающих заводов катализаторами, предназначенными для энергоэффективных процессов гидроочистки и гидрокрекинга вакуумного газойля.
- Разрабатываемые катализаторы гидроочистки и гидрокрекинга ВГО и технологические процессы их производства подлежат промышленному освоению посредством создания Индустриальным партнером производства катализаторов гидропереработки ВГО мощностью не менее 3000 т в год, полностью обеспечивающего текущие потребности отечественных нефтеперерабатывающих заводов.
- Достижение запланированных результатов проекта будет способствовать преодолению импортозависимости российских нефтеперерабатывающих предприятий от поставок катализаторов гидроочистки и гидрокрекинга вакуумного газойля компаниями США и Франции и повышению эффективности эксплуатации российских установок гидрокрекинга путем снижения энергозатрат и увеличения производства керосина и дизельного топлива.