Улучшение качества всесезонного масла
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
°телиКатализаторНК-220ГП-497Зару-бежныйГО-70HГКД-202ПГКД-205ГКД-300ГКД-700АКМТК-551Состав, % (масс.)NiO4,04,04,5--4,23,53,2-3,8MoO312,012,012,0139,012,59,01011,717CoO---4,53,5---3,9-MoO3 : NiO332,67--2,982,573,13-4,47MoO3 : CoO---2,892,57---3-Степень обессеривания сырья при Т = 330єС8586888589889084,58282
Рис. 3.1. Зависимость массового соотношения оксидов металлов катализатора на степень обессеривания сырья
Как видно из графика зависимость обессеривающей способности катализатора от соотношения в нем активных компонентов сложно-убывающая. Таким образом, в обоих случаях повышение концентрации второго компонента (оксида кобальта или оксида никеля) приводит к росту активности катализатора. Отсюда следует вывод, что наибольшей гидрирующей способностью обладает второй компонент (NiO или CoO). Таким образом, исходит тенденция выбора катализатора с наименьшим массовым соотношением активных компонентов.
Среди указанных Al-Ni-Mo-катализаторов наибольшую конверсию серы дает катализатор ГКД-300 (соотношение MoO3:NiO = 2,57), для Al-Co-Mo-катализаторов - это ГКД-202П (соотношение MoO3:CoO = 2,57).
Концентрация промотора (активатора) имеет большое значение в гетерогенном катализе. Избыток промотора при гетерогенном катализе может вызвать экранирование собственно катализатора в зернах контактной массы. Поэтому, использование промотирующих добавок в катализаторах ставит перед собой проблему поиска их эффективной концентрации. При использовании Al-Ni-Mo-катализатора, где в качестве промотора используется смесь оксидов фосфора и бора, соотношение компонентов, дающих максимальную степень обессеривания (95%), должно быть следующим, % (масс.) [6]: NiO - 2.5-4.0; MoO3 - 8.0-11.0; P2O5 - 0,5-1,3; B2O3 - 0,3-1,0.
3.1.1.3 Структурные характеристики катализатора
Под структурными характеристиками катализатора подразумевается его удельная поверхность, средний диаметр гранул и эффективный радиус пор. Информацию о структурных характеристиках несет форма частиц катализатора.
Проанализируем влияние размера и формы частиц широкопористых алюмокобальтмолибденовых катализаторов на степень обессеривания высокосернистых дизельных фракций.
Физико-химические характеристики синтезированных катализаторов и результаты исследования представлены в табл. 3.2 [15].
Анализ полученных данных подтверждает определяющее влияние относительной поверхности катализатора на скорость протекания реакции. Чем выше поверхность раздела фаз, тем выше гидрообессеривающая способность катализатора.
Как видно, относительная поверхность катализатора влияет на его активность. На этом основании катализатор должен подбираться с наименьшим размером гранул и, желательно, шарообразной формы.
Таблица 3.2. Влияние размера и формы частиц Al-Co-Mo-катализатора на степень обессеривания сырья
ПоказателиНомер образца12345Форма гранулЦилиндрШарШарПолый цилиндрШарРазмеры гранул, мм диаметр высота 4 5 2,8 - 2,26 - 2,2/0,8 10 0,75 -Содержание компонентов, % (масс.) MoO3 CoO 11,3 5,0 11,68 3,9 12,58 4,3 11,5 4,2 11,68 3,9Объем пор, см3/г по бензолу по толуолу - 0,7 0,68 - 0,68 - - 0,7 0,68 -Эффективный радиус пор, нм812131313Отношение поверхности к объему1,42,142,733,538Степень обессеривания, % (отн.) при 390 єС.82,484,688,592,397,9
Во ВНИИ НП разработаны нашедшие широкое распространение мелкогранулированные (диаметром 2 - 2,5 мм) катализаторы гидрообессеривания нового поколения - типа ГП, позволяющие значительно интенсифицировать процесс гидроочистки дизельных фракций. Катализаторы этого типа получают по новой технологии, предусматривающей пропитку носителя (Al2O3) c заданной пористой структурой солями гидрирующих металлов с последующей сушкой и прокаливанием. Благодаря весьма развитой заданной пористой структуре они активнее катализаторов аналогичного назначения, приготовленных методом соосаждения, при котором трудно обеспечить нужную пористую структуру [13].
3.1.1.4 Способ активации катализатора перед началом работы
Проанализируем различные способы активации катализаторов, их преимущества и недостатки.
Для осернения катализаторов на отечественных установках гидроочистки используют практически все известные осерняющие агенты: сероводородсодержащий газ; прямогонные средние дистилляты; элементарную серу; жидкие легкоразлагающиеся сераорганические соединения [22].
Осернение водородсодержащим газом (ВСГ), включающим сероводород, идет до установления в системе равновесия и не может быть глубоким из-за низкой концентрации сероводорода.
На рис. 3.2 приведены результаты пилотных испытаний Al-Co-Mo-катализатора, осерненного различными агентами. Как видно, наиболее активен катализатор, осерненный дисульфидами [22].
Рис. 3.2. Зависимость конверсии К дизельной фракции 180-360 єС с 1,2% (масс.) серы от температуры гидроочистки на Al-Co-Mo-катализаторе:
- неосерненном; 2,3 - осерненном соответственно элементной серой и дисульфидами.
Кроме того, осернение дисульфидами позволяет избежать высокого перепада температур по высоте слоя катализатора при его осернении.
В качестве дисульфидов можно использовать либо их индивидуальные соединения, либо их технические смеси, либо нефтяные и конденсатные фракции, в состав которых они входят.
АО Мажейкю нафта (Литва) совместно с ВНИИ НП разработали комбинированный способ сульфидирования катализаторов в крупногабаритных реакторах на стадии подготовки к эксплуатации. Этот способ основан на применении элементарной серы и сернистого дистиллята дизельных фракций стандартного состава [18]. Способ заключается в совместной загрузке части катализатора и э