Регистрация / Вход
Прислать материал

14.607.21.0108

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.607.21.0108
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
Разработка катализатора и энергоэффективного процесса гидрокрекинга тяжелого нефтяного сырья с повышенным выходом малосернистых средних дистиллятов
Докладчик
Носков Александр Степанович
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Цели проекта:
Создание технологии приготовления катализаторов и энергоэффективного процесса гидрокрекинга тяжелых нефтяных фракций для производства высококачественных среднедистиллятных моторных топлив.
Получение значимых научных результатов, направленных на создание технологии производства новых катализаторов гидрокрекинга вакуумного газойля, обеспечивающих уменьшение энергоёмкости процесса посредством снижения температуры процесса, а также увеличение выхода целевых фракций с пониженным содержанием серы.
Замещение импорта, в настоящее время полностью покрывающего потребности российской нефтепереработки в катализаторах гидрокрекинга тяжёлых нефтяных фракций, за счёт создания отечественных катализаторов, превосходящих по своим эксплуатационным характеристикам лучшие современные мировые образцы.
Создание новых рабочих мест посредством организации нового современного катализаторного производства.

Задачи проекта:
- Разработка катализатора гидрокрекинга ВГ и способа его приготовления, позволяющего получать катализаторы с заданным химическим и фазовым составом, сочетанием кислотных и текстурных характеристик, обеспечивающие при гидрокрекинге ВГ возможность получения малосернистых среднедистиллятных фракций 140-360°С с выходом не менее 65%.
- Разработка процесса однопроходного гидрокрекинга ВГ, характеризующегося пониженной энергоёмкостью вследствие обеспечения конверсии ВГ не менее 80% при снижении стартовой температуры процесса до 410°С и ниже.
Актуальность и новизна исследования
В настоящее время основными проблемами, стоящими в области российской нефтепереработки, являются:
- ужесточение экологических требований к технологиям и продуктам;
- необходимость увеличения глубины переработки нефти;
- необходимость увеличения порядка переделов нефтяного сырья с целью повышения эффективности его использования.
Решение этих проблем невозможно без создания новых энергоэффективных технологий - переработки тяжелых нефтяных фракций, основанных на использовании каталитических гидрогенизационных процессов, в частности, процесса гидрокрекинга. Наиболее перспективным сырьём для гидрокрекинга являются вакуумные газойли (ВГ). В России доля такого сырья составляет не менее 25 % от всей нефти, и его рациональное использование позволит пропорционально увеличить глубину переработки нефти. Согласно оценкам специалистов, именно гидрокрекинг ВГ с максимальным выходом среднедистиллятных фракций является наиболее перспективным для России.
На сегодняшний день, практически на всех российских нефтеперерабатывающих заводах, гидрокрекинг ВГ полностью основан на использовании импортных технологий и катализаторов. Крупные отечественные катализаторные фабрики вообще не производят катализаторов гидрокрекинга ВГ, удовлетворяющих современным требованиям к этому процессу. Причиной этого является отсутствие современных отечественных технологий приготовления катализаторов гидрокрекинга тяжёлых нефтяных фракций.
Создание технологии приготовления эффективных катализаторов и энергоэффективного процесса гидрокрекинга тяжелых нефтяных фракций позволит производить высококачественные среднедистиллятные моторные топлива без зависимости от импортных технологий и катализаторов.
Описание исследования

Для создания катализаторов гидрокрекинга ВГ и процесса гидрокрекинга ВГ с использованием разработанного катализатора были предложены следующие подходы:

1. Разработка метода приготовления порошка аморфного алюмосиликата, сочетающего в себе необходимыедля гидрокрекинга ВГ кислотные характеристики.

2. Разработка метода приготовления гранулированного носителя на основе порошка аморфного алюмосиликата, обладающего заданными текстурно-прочностными и кислотными характеристиками, оптимальными для приготовления катализаторов гидрокрекинга ВГ.

3. Разработка метода приготовления катализаторов гидрокрекинга ВГ, включающего отработку методики целенаправленного селективного синтеза предшественников активного компонента, их нанесение на гранулированный носитель с дальнейшей термобработкой и активацией.

4. Разработка технической документации для проверки соответствия характеристик порошка аморфного алюмосиликата, гранулированного носителя и катализатора на их основе.

5. Разработка процесса гидрокрекинга с использованием разработанных катализаторов гидрокрекинга ВГ.

6. Проверка возможности воспроизведения разработанных методов приготовления составляющих катализаторов гидрокрекинга на производстве Индустриального партнера. 

 

Результаты исследования

В работе на основании аналитического обзора и патентных исследований проведено исследование, обоснование и выбор методов и средств, направлений исследований и способов решения поставленных задач. Проведена сравнительная оценка вариантов возможных решений исследуемой проблемы с учетом результатов прогнозных исследований, проводившихся по аналогичной тематике. В результате, определены направления исследований и состав работ, которые необходимо выполнить для разработки процесса гидрокрекинга (ГК) вакуумного газойля (ВГ) и катализатора для этого процесса. Установлено, что высокоактивные и селективные катализаторы ГК ВГ представляют собой Ni-Mo системы, нанесенные на алюмосиликатный (АСА) носитель. Для обеспечения работ по разработке процесса ГК ВГ и катализатора разработаны методы приготовления всех составляющих катализаторов КГК, в том числе порошков АСА и гранулированных носителей. Отработаны технологические режимы приготовления КГК. На основании полученных результатов разработана технологическая документация на получение порошков АСА, гранулированных носителей и КГК, а также программы и методики, позволяющие контролировать параметры нарабатываемых образцов. Установлено, что разработанные методы приготовления позволяют получать порошки АСА и гранулированные носители на их основе с воспроизводимыми характеристиками. Разработанные катализаторы КГК имеют высокую активность и селективность в ГК ВГ и позволяют получать малосернистые среднедистиллятные фракций 140-360ºС с выходом не менее 65% при температуре процесса менее 410ºС и ниже. Ресурсные испытания КГК показали, что катализаторы с Ni-3.06, Mo-9.76 (температура прокаливания 550ºС) и с Ni-2.20, Mo-6.17 (температура прокаливания 120ºС) показали наилучшую стабильность, каталитическую активность и селективность. Данные катализаторы обеспечивают получение малосернистых среднедистиллятных фракций с плотностью 821±4 кг/м3, температурой кипения 140-360ºC и содержанием серы менее 10 ppm, что полностью удовлетворяет требованиям Технического задания.

Проведены работы за счет внебюджетных средств индустриального партнер ООО «НПК «Синтез», а именно: 1.разработана эскизная конструкторская документация на лабораторный стенд изучения кислотных характеристик, 2. проведены комплектация, монтаж и ввод в эксплуатацию этого стенда. 3. проведены пуско-наладочные работы и введен в эксплуатацию стенд получения гранулированных носителей, 4. отработаны технологические режимы термохимического процесса активации гиббсита с получением сырья для последующего получения моногидроксида алюминия, 5. проведено обеспечение работ по отработке технологических стадий сырьём, материалами, энергоресурсами, 6. наработаны опытные партии гранулированных носителей на стенде получения гранулированных носителей, 7. проведены исследовательские испытания опытных партий гранулированных носителей.

Показатели активности и селективности наработанных катализаторов сравнимы с известными зарубежными катализаторами однопроходного гидрокрекинга, а в некоторых случаях превышают их. Наработка опытных партий гранулированных носителей показала, что разработанный в ИК СО РАН метод приготовления гранулированных носителей может быть воспроизведен в промышленных масштабах на линии производства гранулированных носителей ООО «НПК «Синтез» с получением носителей с заданными физико-химическими характеристиками.

Практическая значимость исследования
- Полученные результаты будут использованы в нефтеперерабатывающей промышленности.
- Внедрение полученных результатов позволит создать отечественное производство катализаторов, предназначенных для использования в процессе гидрокрекинга вакуумного газойля с получением с повышенными выходами экологически чистых авиационных и дизельных топлив.
- Результаты проекта изменят структуру производства экологически чистых среднедистиллятных топлив.
- Использование созданных катализаторов снизит энергоёмкость производства среднедистиллятного топлива и уменьшит отрицательное воздействие выхлопных газов двигателей на окружающую среду.