VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Каталитический крекинг является одним из основных процессов для получения компонентов моторных топлив. Кроме того, он служит источником такого ценнейшего сырья для нефтехимической промышленности, как легкие олефиновые углеводороды. Разработанный в последние годы процесс глубокого каталитического крекинга (температура крекинга сырья 550-580 ^оС) позволяет целенаправленно увеличить выход олефиновых газов в соответствии со сложившейся структурой потребления. Главным препятствием для вовлечения в процесс крекинга остаточного нефтяного сырья, в том числе мазутсодержащих смесей, является отравление цеолитсодержащих катализаторов металлами (Ni,V и др.), содержащимися в тяжелом нефтяном сырье. Однако до настоящего времени не изучено влияние никеля на структуру и выходы основных продуктов - газообразных олефинов, бензиновой и дизельной фракций процесса глубокого каталитического крекинга.

В работе было исследовано влияние никеля на активность цеолитсодержащих катализаторов в условиях глубокого каталитического крекинга, а также возможность использования сурьмусодержащих пассиваторов для увеличения металлостойкости катализаторов.

В работе использовали промышленные катализаторы марок РСГ-6Ц (отечественный), DA-250 и ROC^о1 (зарубежные). Все эти катализаторы являются типичными представителями микросферических цеолитсодержащих катализаторов крекинга, они имеют в своем составе 12-20% мас., синтетического фожазита (с соотношением SiO₂Al₂O₃~4÷6) в редкоземельной форме и алюмосиликатную матрицу. Следует отметить, что РСГ-6Ц является одним из наиболее активных отечественных катализаторов, матрица которого представляет собой γ- Al₂O₃; катализатор DA-250 (фирмы «Grace», США) получил наибольшее распространение на российских установках каталитического крекинга. Катализатор ROC-1, предназначенный для переработки тяжелых видов нефтяного сырья, отличается от DA-250 более высокой удельной поверхностью и вдвое большим удельным объемом пор, при этом оба они имеют алюмосиликатную матрицу с содержанием Al₂O₃ около половины; содержание цеолита в этих катализаторах практически одинаковое. Катализатор РСГ-6Ц имеет в своем составе вдвое большее количество оксидов РЗЭ, чем DA-250 и ROC-1. Состав катализатора не только оказывает влияние на показатели крекинга одного и того же сырья, но и в большей степени определяет способность самого катализатора восстанавливать свою активность в крекинге в результате пассивации тяжелых металлов [1]

В качестве сырья каталитического крекинга были выбраны вакуумный газойль смеси Северо-Осетинских и татарских нефтей, выкипающий в интервале 300-500 ^оС и гидроочищенный вакуумный газойль с температурами выкипания 300-518 ^оС.

Выход основных продуктов крекинга (газов, бензина, дизельной фракции и кокса), при прочих равных условиях, существенным образом зависит от температуры.

Повышение температуры крекинга вакуумного газойля от 500 до 560 ^оС способствует увеличению выхода легких углеводородных газов с 5,9 до 8,0 % мас. (36% отн.), причем образование С₃Н₄ повышается на 75% отн., С₃Н₆ – на 39% отн., бутан-бутиленовой фракции – на 15% отн. Наиболее заметный рост выхода легких углеводородов наблюдается в интервале температур 540-560 ^оС, причем углеводороды с числом атомов углерода равным 5 присутствуют в газах крекинга в следовых количествах. Выход бензина снижается с 42,7 до 38,6% мас., то есть на 4,1% мас., в интервале температур 500-520 ^оС, затем его уменьшение становится менее значительным. Повышение температуры не приводит к заметному изменению выхода кокса- (с 6,6% до 6,4% мас.), при этом выход водорода возрастает с 22,9 до 28,9 см³/г, то есть на 26% отн. Следует отметить, что кокс и водород являются нежелательными продуктами процесса каталитического крекинга: кокс резко снижает активность катализатора и требует его длительной окислительной регенерации, а выделение молекулярного водорода коррелирует с уменьшением образования бензиновой фракции и увеличением коксообразования.

Литература.

1. Братков А.А. Пассивация тяжелых металлов на цеолитсодержащих катализаторах крекинга // Дисс.канд.хим.наук, М., 1985. 110 с.