Регистрация / Вход
Прислать материал

14.577.21.0173

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.577.21.0173
Тематическое направление
Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
Исполнитель проекта
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет"
Название доклада
Исследование влияния условий окислительной регенерации дезактивированных промышленных катализаторов гидроочистки на их физико-химические и каталитические свойства.
Докладчик
Пимерзин Андрей Алексеевич
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Целью проекта является получение значимых научных результатов в области восстановления каталитической активности отработанных катализаторов гидроочистки нефтяных фракций, позволяющих перейти к созданию промышленной технологии. Разработка научных основ и методов эффективной регенерации катализаторов гидроочистки нефтяных фракций, обеспечивающей восстановление активности катализаторов не менее чем до 95 % от исходной активности свежих катализаторов, а также восстановление стабильности каталитической активности в условиях мобильной установки регенерации. Достижение поставленной цели будет способствовать снижению импорта катализаторов гидроочистки за счет более эффективного использования эксплуатируемых катализаторов.
Основными задачами 2 этапа являются:
- Разработка программы и методики исследовательских испытаний на стабильность экспериментального образца окислительно-регенерированных катализаторов гидроочистки;
- Исследование процесса окислительной регенерации дезактивированных промышленных образцов катализаторов гидроочистки при различных условиях на экспериментальном стенде;
- Экспериментальные исследования полученных образцов окислительно-регенерированных катализаторов гидроочистки с целью установления взаимосвязи условий процесса регенерации, физико-химических свойств и каталитической активности регенерированных катализаторов.
Актуальность и новизна исследования
В последние годы наблюдается постоянный рост парка автомобилей и, следовательно, спроса на моторные топлива. Согласно недавней оценке международного энергетического агентства спрос на средние дистилляты (реактивное топливо, керосин, ДТ и др.) продолжит оставаться самым высоким в ближайшие годы.
В настоящее время, условия, в которых функционирует современная нефтеперерабатывающая промышленность, постоянно ужесточаются. Повышение спроса на моторные топлива сопровождается ужесточением требований к его качеству. Наряду с этим происходит снижение качества, перерабатываемого на НПЗ сырья. Единственно возможным способом эффективного решения данной проблемы является применение высокоактивных катализаторов глубокой гидроочистки нефтяных фракций. При этом, применяемые катализаторы гидроочистки эксплуатируются в жестких условиях и подвержены быстрой дезактивации. Для повторного использования отработанные катализаторы необходимо регенерировать, при этом традиционно применяемая на отечественных заводах технология окислительной регенерации не позволяет восстановить активность катализаторов больше чем на 90-95%. Для эффективного использования регенерированных катализаторов гидроочистки степень восстановления активности должна составлять 98-99.5%. Поэтому, проект, нацеленный на разработку научных основ и методов эффективной регенерации катализаторов гидроочистки нефтяных фракций чрезвычайно актуален.
Описание исследования

     Для разработки программы и методик исследовательских испытаний на стабильность экспериментальных образцов окислительно-регенерированных катализаторов гидроочистки были выполнены экспериментальные исследования каталитических свойств образцов сравнения, на лабораторной установке проточного типа с микрореактором. Основными задачами программы и методик исследовательских испытаний является определение технических характеристик экспериментальных образцов окислительно-регенерированных катализаторов и путей достижения значений, установленных требованиями технического задания.

     На экспериментальном стенде ЭС-1 для проведения процесса окислительной регенерации дезактивированных катализаторов была проведена серия экспериментов по окислительной регенерации дезактивированных промышленных образцов кобальт-молибденовых катализаторов гидроочистки при различных условиях процесса: температуре и времени контакта. Для полученных образцов были определены основные характеристики, в том числе: содержание кокса; показатели пористой структуры (объем пор, площадь поверхности, размер пор, распределение пор по размерам); записаны кривые дифференциального термического анализа, совмещенного с термогравиметрией (ДТА-ТГА); определен химический состав – содержание активных компонентов методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС); определены размеры и морфология частиц сульфидной фазы, образующейся после активации (сульфидирования) катализаторов. Для ключевых образцов были исследованы каталитические свойства.

     На основе полученных результатов были установлены зависимости остаточного содержания кокса и серы (% мас.) на регенерированном катализаторе от условий окислительной регенерации (температуры процесса и времени контакта).

     Для исследования каталитических свойств были изготовлены 3 образца (в количестве по 200 г) окислительно-регенерированных катализаторов гидроочистки, полученных при различных условиях процесса.

     Выполнены экспериментальные исследования каталитической активности в процессе гидроочистки нефтяных фракций образцов окислительно-регенерированных кобальт-молибденовых катализаторов гидроочистки, полученных при различных температурах регенерации и времени контакта. Установлена прямая зависимость каталитической активности регенерированных катализаторов от полноты удаления кокса с их поверхности.

     В качестве оптимальных условий окислительной регенерации дезактивированных кобальт-молибденовых катализаторов гидроочистки выбраны следующие параметры: температура – 460 °C; время контакта – 2 ч. Такие параметры позволяют максимально восстановить активность отработанных катализаторов за счет наиболее полного удаления коксовых отложений.

Результаты исследования

     За отчетный период разработаны программа и методики исследовательских испытаний на стабильность экспериментальных образцов окислительно-регенерированных катализаторов гидроочистки.

     Проведены серии экспериментов по окислительной регенерации дезактивированных промышленных образцов катализаторов гидроочистки при различных условиях на экспериментальном стенде ЭС-1.

     На основе выполненных исследований были установлены закономерности изменения каталитических свойств и физико-химических характеристик активной фазы и катализатора в зависимости от условий окислительной регенерации.

     В качестве оптимальных условий окислительной регенерации дезактивированных кобальт-молибденовых катализаторов гидроочистки выбраны следующие параметры: температура – 460 °C; время контакта – 2 ч. Такие параметры позволяют максимально восстановить активность отработанных катализаторов за счет наиболее полного удаления коксовых отложений.

Практическая значимость исследования
Полученные за отчетный период научные результаты будут положены в основу разработки научных основ и методов окислительной регенерации и реактивации катализаторов гидроочистки нефтяных фракций, а также лабораторного технологического регламента на процесс регенерации отработанных промышленных катализаторов гидроочистки в условиях мобильной установки.
Научные и научно-технические результаты от реализации проекта могут быть использованы в области промышленного катализа, а именно в области регенерации и реактивации катализаторов гидрогенизационных процессов (гидроочистки, гидроконверсии, гидрокрекинга) нефтепереработки. Катализаторы глубокой гидроочистки дизельного топлива и гидроочистки вакуумного газойля применяются в нефтепереработке и нефтехимии достаточно широко. Годовая потребность в этих катализаторах оценивается на уровне 12 500 тонн.
В настоящее время продолжительность межрегенерационного цикла катализаторов гидроочистки при получении экологически чистых моторных топлив составляет 0,6 – 1,5 года. Квалифицированная регенерация этих катализаторов возможна только ex situ, т.е. с выгрузкой дезактивированного катализатора из реактора, загрузки в специальный реактор для регенерации, с последующей загрузкой в реактор гидроочистки. Разрабатываемая технология квалифицированной регенерации этих катализаторов с целью практически полного (95 %) восстановления их активности решает задачу ресурсосбережения, т.к. продлевает срок службы катализаторов в 1,5 – 2 раза.