Новые катализаторы облагораживания «Синтетической нефти» и её дистиллятов

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Химия


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

УДК 541. 128
НОВЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫ ОБЛАГОРАЖИВАНИЯ «СИНТЕТИЧЕСКОЙ НЕФТИ» И ЕЁ ДИСТИЛЛЯТОВ
Каирбеков Ж. К., Мылтыкбаева Ж. К., Каирбеков А. Ж., Шакиева Т. В.
НИИ Новых химических технологий и материалов, Алматы, e-mail: Zhannur. Myltykbaeva@kaznu. kz
В данной работе был изучен процесс гидропереработки угольных дистиллятов на Мо-Гу/Ш-Re и Со-Гу/Ni-Re катализаторах. Как показывают результаты исследований на 5% Мо-Гу, 7% Со-Гу/Ni-Re катализаторе наблюдается максимальный выход жидких продуктов — 51,0−56,0 масс. %. Кроме того, происходит увеличение доли бензиновой фракции в жидком продукте на 5% Мо-Гу/Ni-Re катализаторе до 29,5%, а на 7% Со-Гу/Ni-Re до 21,7 масс. %. При одновременном нанесении этих катализаторов выход жидких продуктов увеличивается до 60,8 масс. %, а бензиновой фракции — до 32,8 масс. %. Содержание парафиновых углеводородов уменьшилось от 35,8 до 28,3%. Количество изопарафиновых углеводородов в синтетической нефти, прогидрированной на нанесённом 5% Мо-Гумат Ni-Re увеличилось до 36,2%. По-видимому, во время гидрогенизации происходит процесс изомеризации. В гидроочищенном бензине также присутствуют олефиновые, циклоолефиновые и диеновые углеводороды.
Ключевые слова: уголь, гидроочистка, катализатор, угольный дистиллят, бензиновая фракция
NEW CATALYSTS OF «SYNTHETIC OIL» AND ITS DISTILLATES ENNOBLEMENT Kairbekov Z.K., Myltykbaeva Z.K., Kairbekov A.Z., Shakieva TV.
Scientific research institute of New chemical technologies and materials,
Almaty, e-mail: Zhannur. Myltykbaeva@kaznu. kz
The process of coal distillates hydrotreatment on Mo-Hu/Ni-Re and So-Hu/Ni-Re catalysts has been studied in the given work. As research results show the maximum exit of liquid products — 51,0−56,0 mass. % is observed on the 5% Mo-Hu, 7% Co-Hu/Ni-Re catalysts. Besides, there is an increase in a portion of gasoline fraction in a liquid product up to 29,5 on the 5% Mo-Hu/Ni-Re catalyst, and up to 21,7 mass. % on the 7% So-Hu/NiMRe.
The exit of liquid products increases up to 60,8 mass. % and exit of gasoline fraction increases up to 32,8 mass. % at simultaneous depositing of these catalysts. The content of paraffin hydrocarbons has decreased from 35,8% to 28,3%. The quantity of isoparaffin hydrocarbons in the synthetic oil hydrogenized on deposited 5%Mo-Humate Ni-Re has increased up to 36,2%. To all appearance, during the hydrogenation there is a process of isomerizating.
The olefinic, cyclo-olefinic and diene hydrocarbons are present also at the hydrotreated benzine.
Keywords: coal, hydrotreating, catalyst, coal distillate, gasoline fraction
С непрерывным ростом добычи нефти и газа во всём мире возрастает интерес к углю как к альтернативному источнику моторных топлив, нефтехимического сырья и химических веществ. Поэтому одно из важнейших направлений современной углехимии — это разработка промышленных способов получения практически важных нефтехимических, химических продуктов из природного органического сырья, позволяющих исключить использование экологически опасных веществ.
Разработка новых технологий переработки твердого топлива с целью получения жидких продуктов, а также подбор новых типов катализаторов, обладающих высокой активностью и селективностью и работающих в мягких условиях, являются важной проблемой сегодняшнего дня [3].
В последние годы в соответствии с европейскими стандартами к товарным моторным топливам предъявляются следующие требования: содержание в них бензола не должно превышать 1,0 масс. %, серы -0,05 масс. %, олефинов — 20 масс. %, поли-циклических ароматических углеводородов — 11 масс. %. В составе угольного дистиллята сохраняются неустойчевый азот,
кислородсодержащие соединения, а также способные полимеризоваться ненасыщенные углеводороды, поэтому актуальным является подбор новых типов катализатора, на которых можно проводить процессы гидроочистки (гидропереработки) в мягких условиях.
Из литературных данных [5, 2] по гидроочистке и гидрокрекингу угольных дистиллятов следует вывод о том, что в мировой практике для этих процессов применяют осерненные катализаторы на основе Мо-Со-№-^ нанесенные на АІ203, 8і02 и другие носители.
Катализаторы с радиусом пор & gt- 100 нм более активны и стабильны при облагораживании углеводородного сырья.
На основании большого опыта работы со скелетными катализаторами нами впервые предложено их использовать при гидроочистке углеводородного сырья. На предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности широко применяют модифицированные скелетные катализаторы на основе №-А1 сплавов.
В данной работе представлены результаты исследования процесса гидропереработки угольных дистиллятов на Мо, Со-Бу/М-Яе
В ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ В
141
катализаторах. Процесс гидрирования и ги- Мо-Гумат и Со-Гумат/№-Яе катализаторах дроочистки «синтетической нефти-1», полу- проводили в каталитической «утке». Резуль-ченной после ожижения угля на нанесенных таты исследования приведены в табл. 1.
Таблица 1
Гидрирование «синтетической нефти-1» на Мо-Гу и Со-Гу/№-Яе катализаторах
(Т = 293 К, шка1 = 1 г, РН2 — атм.)
Выход жидких продуктов, масс, % Остаток, масс, % Потери, масс, %
Катализатор до 453К 453−523К 523−593К ?жп
Ni-Re 20,0 17,7 2,9 40,6 53,0 6,4
3% Ыо-Гу/Ni-Re 17,5 10,0 17,0 44,5 46,1 9,4
5% Ыо-Гу/Ni-Re 29,5 10,2 11,3 51,0 45,7 3,3
7% Mо-Гy/Ni-Re 25,1 10,7 14,3 50,1 45,0 4,9
3% Со-Гу/Ni-Re 16,3 7,2 21,0 44.5 46,1
5% Со-Гу/Ni-Re 18,8 12,3 12,2 43,3 48,0 8,7
7% Со-Гу/Ni-Re 21,7 12,6 21,7 56,0 37,3 6,7
5%Mо-Гy +7%Со-Гу/№- Re 32,8 13,8 14,2 60,8 34,2 5,0
Как показывают результаты исследований, на 5%Mо-Гy, 7%Co-Гy/Ni-Re катализаторе наблюдается максимальный выход жидких продуктов 51,0−56,0 масс. %. Кроме того, происходит увеличение доли бензиновой фракции в жидком продукте на 5% Mо-Гy/Ni-Re катализаторе до 29,5%, а на 7% Со-Гу/Ni-Re до 21,7 масс. %. При одно-
временном нанесении этих катализаторов выход жидких продуктов увеличивается до 60,8 масс. %, а бензиновая фракция до 32,8 масс. %.
Далее полученную после ожижения фракции (353−593 К) гидрировали на нанесенных Мо-Гу/№-Яе катализаторах. Полученные результаты приведены в табл. 2.
Таблица 2
Выход жидких продуктов после гидрирования фракции 353−593 К «синтетической нефти-2» на катализаторе Мо-Гу/№-Яе
Выход жидких продуктов, масс, % Остаток, масс, % Потери, масс, %
Примечание до 453 К 453−523 К 523−593 К Хжп
Катализатор цеолит 4,8 7,7 35,0 47,5 46,6 5,9
3% і^-Гу/М-Яє 44,7 22,0 18,4 85,1 8,2 6,7
5% і^-Гу/М-Яє 48,4 28,3 14,8 91,5 4,8 3,7
7% і^-Гу/М-Яє 51,6 17,8 19,1 88,5 7,8 3,7
Как показывают результаты исследования, выход жидких продуктов увеличивается 91,5 масс. %, максимальный выход наблюдается на 5% Мо-Гу/ №-Яе катализаторе. Следуя отметить, что на 7% Мо-Гу/ №-Яе катализаторе выход бензиновой фракции увеличился до 51,6 масс. %.
Таким образом, впервые показана принципиальная возможность гидроочистки бензиновой фракции полученной из дистиллятов Куньминского угля в мягких условиях в скелетных катализаторах.
Хроматографическим методом был исследован групповой углеводородный состав бензиновой фракции. Результаты исследования приведены в табл. 3.
По данным хроматографического анализа, можно увидеть уменьшение парафиновых углеводородов от 35,8 до 13,6%.
В гидроочищенном бензине можно увидеть значительные изменения количества изопа-рафиновых углеводородов. В процессе гидроочистки идет реакция деалкилирования алкиларомагических углеводородов, в результате которой содержание ароматических углеводородов увеличивается в 2 раза. Если в составе бензина, полученного в присутствии цеолита, содержание ароматических углеводородов составило 25,0 масс. %, то на нанесенном Мо, Со-Гумат/№-Яе катализаторе увеличился до 42,2 масс. %. Содержание бензола на нанесенных катализаторах уменьшилось. Если в составе бензиновой фракции полученной гидрогенизацией угля на цеолите было 0,479%, то на нанесенном Мо, Со-Гумат/№-Яе катализаторе составил 0,243−0,356%. По сравнению с октановым числом исходного бензи-
на (69,4) октановое число гидроочищенного на Мо, Со-Гумат/№-Яе катализаторе бензина увеличилось до 82,3. Количество олефи-новых углеводородов уменьшилось от 8,1 до 4,8%. По хроматографическим данным можно увидеть значительные изменения в составе бензиновой фракции, прогидри-рованной в этаноле. Содержание парафиновых углеводородов уменьшилось от 35,8%
Таким образом, бензин, полученный из дистиллятов Куньминского угля в мягких условиях на нанесенных скелетных катализаторах, удовлетворяет современным требованиям к качеству моторных топлив и соответствует экологическим стандартам.
Список литературы
1. Исследование кинетики термической деструкции углей Кендерлыкского и Шубарколского месторождений / М. И. Байкенов, В. А. Хрупов, А. Т. Ордабаева, А. А. Мухтарова, А. Я. Чен, Ж. К. Каирбеков, А. К. Молдабаев // Проблемы химии центрального Казахстана: сборник научных трудов. — Караганда. — 1998. — С. 208−212.
2. Гидроочистка угольных дистиллятов в мягких условиях на скелетных №-Яе-катализаторах / Ж. К. Кайырбеков, Ж. К. Мылтыкбаева, Е. А. Аубакиров, Ж.Х. Ташмухамбе-това // Вестник КазНУ. — Сер. хим. — 2005. — № 3 (39). -С. 164−166.
3. Комплексная переработка углей и повышение эффективности их использования (Каталог справ.) / под ред.
B.М. Щадова. — М., 2007. — 126 с.
4. Гидроочистка угольных дистиллятов в мяуких условиях на скелетных №-Яе-катализаторах / Ж. К. Мылтыкбаева, Ж. К. Каирбеков, Е. А. Аубакиров, Ж.Х. Ташмухам-бетова // Вестник КазНУ. — Серюхим. — 2005. — № 3 (39). -
C. 164−166.
5. Фасман А. Б., Сокольский Д. В. Структура и физикохимические свойства скелетных катализаторов. — Алма-Ата: Наука, 1968, — 180 с.
до 28,3%. Количество изопарафиновых углеводородов в «синтетической неф-
ти-2», прогидрированной на нанесенном 5%Мо-Гумат №-Яе, увеличилось до 36,2%, по видимому во время гидрогенизации происходит процесс изомеризации. В гидро-очищенном бензине также присутствуют олефиновые, циклоолефиновые и диеновые углеводороды.
References
1. Bajkenov M.I., Hrupov V.A., Ordabaeva A.T., Muhtaro-va A.A., Chen A. Ja., Kairbekov Zh.K., Moldabaev A.K. Issle-dovanie kinetiki termicheskoj destrukcii uglej Kenderlykskogo i Shubarkolskogo mestorozhdenij // Sbornik nauchnyh trudov «Problemy himii central’nogo Kazahstana». Karaganda. 1998. pp. 208−212.
2. Kajyrbekov Zh.K., Myltykbaeva Zh.K., Aubakirov E.A., Tashmuhambetova Zh.H. Gidroochistka ugolnyh distilljatov v mjagkih uslovijah na skeletnyh Ni-Re-katalizatorah // Vestnik KazNU. Ser. him. 2005. no. 3 (39). pp. 164−166.
3. Kompleksnaja pererabotka uglej i povyshenie jeffek-tivnosti ih ispolzovanija (Katalog sprav.). Pod red. Wadova V.M. M, 2007. 126 p.
4. Myltykbaeva Zh.K., Kairbekov Zh.K., Aubakirov E.A., Tashmuhambetova Zh.H. Gidroochistka ugolnyh distilljatov v mjaukih uslovijah na skeletnyh Ni-Re- katalizatorah // Vestnik KazNU.- Serjuhim. 2005. no. 3 (39). pp. 164−166.
5. Fasman A.B., Sokolskij D.V. Struktura i fiziko-him-icheskie svojstva skeletnyh katalizatorov. — Alma-Ata.: Nauka, 1968/ 180 p.
Рецензенты:
Жубанов К. А., д.т.н., академик, Центр физико-химических методов анализа,
г. Алматы-
Досумов К. Д, д.х.н., профессор, зам. директора, Центр физико-химических методов анализа, г. Алматы.
Работа поступила в редакцию 02. 08. 2012.
Таблица З
Групповой углеводородный состав бензиновой фракции
Углеводороды Содержание углеводородов, %
Кт, цеолит 5% Ыо-Гу/Ni-Re (син. нефть-1) 7% Со-Гу/Ni-Re (син. нефть-1) 5% Mc-Гу +7% Со-Гу/Ni-Re (синт. нефть-1) 5 мл 353−453К + 5% Mо-Гy/Ni-Re, раель. этанол (син. нефть-2) 22 мл 353- 593К+5% Mо-Гy/Ni-Re (еин. шфть-2)
Парафины 35,8 23,2 14,7 13,6 28,3 29,4
Изопарафины 16,3 28,7 26,0 19,6 19,6 36,2
Ароматика 25,0 21,6 34,1 42,2 23,2 15,2
Нафтены 14,2 16,2 14,8 16,9 16,4 11,7
Олефины 8,1 4,8 6,8 5,6 11,0 6,4
Циклоолефины 0,6 5,2 3,5 2,1 1,5 1,0
Диены — 0,3 0,07 — - 0,01
О.Ч иссл. м-д 69,4 72,7 77,3 82,3 71,7 73,6

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой