КАТАЛИЗАТОР ГИДРОДЕПАРАФИНИЗАЦИИ ДИЗЕЛЬНЫХ ФРАКЦИЙ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БАЗОВЫХ ОСНОВ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ МАСЕЛ Магистрант 2 курса РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина Мусько Н.Е. Научный руководитель – проф., д.т.н. Шабалина Т.Н. Москва, 2009 г. Российский Государственный Университет нефти и газа им. И.М. Губкина Кафедра химии и технологии смазочных материалов и химмотологии ООО «Объединенный центр исследований и разработок»

Цели работы Оптимизация химического состава катализатора гидродепарафинизации тяжелых дизельных фракций Исследование каталитических и физико-химических свойств оптимальной каталитической системы Основные задачи 1. Синтез серии опытных образцов катализаторов с различным содержанием активных компонентов; 2. Каталитические испытания опытных образцов в широких диапазонах параметров (температура, кратность циркуляции водорода, объемная скорость подачи сырья) ; 3. Стабилизация и анализ качества получаемых продуктов; 4. Определение основных физико-химических свойств оптимального катализатора; 5. Исследование каталитической активности катализатора оптимального состава на н-гексадекане. 2

Состав синтезированных образцов катализаторов 3 Методика синтеза 1. Смешение сухих порошков гидроксида алюминия (Pural SB) и цеолита ZSM-5 (модуль 50) 2. Пептизация смеси раствором азотной кислоты 3. Введение раствора кремнийвольфрамовой кислоты 4. Формование экструдатов из пластичной массы 5. Сушка экструдатов 6. Прокалка носителя 7. Пропитка носителя платинохлористоводородной кислотой 8. Сушка 9. Восстановление в токе водорода

Характеристика исследуемого сырья и параметр оптимизации 4 Сырье – гидроочищенная утяжеленная дизельная фракция с ВНПЗ Пределы выкипания, °С 143 – 385 Температура застывания, °С -13 Температура вспышки в открытом тигле, °С 120 Кривая разгонки УФДТ по методу ASTM 2887 Основной параметр оптимизации – выход стабильного продукта с характеристиками Температура застывания, °С -60 Температура вспышки в открытом тигле, °С 120

Установка для испытания катализаторов гидрокаталитических процессов Объем засыпанного катализатора, см 3 20,0 Рабочее давление, МПа 3,0 Объемная скорость подачи сырья, ч -1 2,0 – 3,0 Соотношение Н 2 : сырье, нм 3 /м 3 (500 – 1000):1 Температура реакции, о С Условия проведения процесса 5

6 Зависимость выхода стабильных продуктов и их температуры застывания от температуры процесса

7 Влияние содержания цеолита на температуру процесса, обеспечивающую получение продуктов заданного качества

8 Влияние кратности циркуляции водорода и объемной скорости подачи сырья на выход и качество продуктов

9 Исследование пористой структуры катализатора 064-IS Площадь поверхности по БЭТ, м²/г 293 Объем пор, см³/г 0,31 Средний диаметр пор, нм 0,5 – 1,0

10 Исследование кислотных свойств катализатора 064-IS (носитель) Концентрация кислотных центров, ммоль/г 73,2

1 Исследование физко-химических характеристик катализатора 064-IS Средний диаметр гранул, мм 1,40 Средняя длина гранул, мм 5,50 Насыпная плотность, кг/м3 843,0 Прочность на раскалывание (нож 0,1 мм) Средняя мех.прочность гранул, кг 1,03 Минимальная механическая прочность гранул, кг 0,47 Максимальная механическая прочность гранул, кг 2,02 К проч. ср., кг/мм 1,12 К проч. min., кг/мм 0,33 К проч. max., кг/мм 1,58 Прочность на раздавливание (стальная пластинка) К проч. ср., Н/мм 6,65 К проч. min., Н/мм 3,95 К проч. max., Н/мм 7,34 Потери при прокаливании, % (масс.) 1,43

Каталитические испытания на н-гексадекане Объем засыпанного катализатора, см 3 2,0 Рабочее давление, МПа 3,0 Объемная скорость подачи сырья, ч -1 2,0 Соотношение Н 2 : сырье, нм 3 /м :1 Температура реакции, о С 240 Условия проведения процесса 1212

1313 ВзятоПолучено Компонент% масс.Компонент% масс. Водород5,8 Газ40,4 Сырье100,0 Жидкие продукты65,3 Потери0,1 Всего105,8 Всего105,8 Конверсия н-гексадекана, % 44 Материальный баланс по н-гексадекану

1414 Результаты работы и выводы 1. Определен оптимальный компонентный состав каталитической системы гидродепарафинизации утяжеленной дизельной фракции, % (масс.): - Оксид алюминия 75,7 - Цеолит ZSM-5 (модуль 50) 20,0 - Оксид вольфрама WO 3 4,0 - Платина 0,3 2. Экспериментально подобраны оптимальные технологические параметры проведения процесса: - Давление, МПа 3,0 - Температура, °С Соотношение водород : сырье, нм 3 /м Объемная скорость подачи сырья, ч -1 2,0 3. Выход продукта с температурой застывания -60 °С на подобранном катализаторе при указанных технологических параметрах в расчете на сырье, %(масс.) 69,7

1515 Результаты работы и выводы 4.Проведены испытания катализатора оптимального состава на н-гексадекане: конверсия н-гексадекана, %(масс.) 43,8 Снижение температуры застывания происходит в основном за счет отрыва от молекул нормальных алканов легких углеводородов С 3 и С 4 ; 5.Определены физико-химические, кислотные свойства, а также площадь поверхности и характеристики пористой структуры катализатора (средний размер, объем и поверхность пор): площадь поверхности по БЭТ, м²/гр 293 средний диаметр пор, нм 0,5 – 0,9 объем пор, см³/г 0,31 кислотность, ммоль/г 73,2 6. Разработана методика синтеза катализатора гидродепарафинизации утяжеленных дизельных фракций оптимального химического состава.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ Москва, 2009 г.