Термические и каталитические превращения сераорганических соединений в процессе крекинга нефтяного сырья

• Автор: Потапенко, Олег Валерьевич
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 140 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Катализаторы и процесс крекинга.

1.2. Методы очистки нефтяных фракций от сернистых соединений

1.3. Сераорганические соединения нефти и нефтепродуктов.

1.4. Механизмы превращения сераорганических соединений в условиях каталитического крекинга.

1.4.1. Превращения сульфидных соединений

1.4.2. Превращения тиофеновых соединений

1.5. Добавки для удаления сернистых соединений из бензина каталитического крекинга.

1.6. Реакции переноса водорода в каталитическом крекинге
1.7. Выводы из литературного обзора.
Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1.риготовление образцов добавок.
2.1.1. Нанесение оксидов методом пропитки.
2.1.2. Синтез М,А1, ,,, ,, смешанных оксидов
2.1.3. Получение катионных форм цеолитов типов У и 5
2.2. Определение физикохимических свойств добавок
2.3. Приготовление образцов катализаторов.
2.4. Исследование серапонижающих свойств катализаторов
Глава 3. ВЛИЯНИЕ РЕАКЦИЙ ПЕРЕНОСА ВОДОРОДА
3.1. Сопоставление термических и каталитических превращений сераорганических соединений
3.2. Влияние Ндонорной активности углеводородов
3.2.1. Крекинг модельного сырья.
3.2.2. Крекинг реального сырья.
3.2.3. Облагораживание низкосортных бензиновых фракций.
3.3. Схемы превращения 2метилтиофена и бензотиофена в условиях каталитического крекинга.
3.4. Активность катализатора крекинга в реакциях переноса водорода
3.4.1. Влияние состава цеолитного компонента.
3.4.2. Влияние состава и способа приготовления шпинельного компонента.
3.4.3. Совместное присутствие цеолита и шпинельного компонента
3.4.4. Оценка вклада реакций переноса водорода.
Выводы по Главе 3
Глава 4. ВЛИЯНИЕ КИСЛОТНООСНОВНЫХ СВОЙСТВ АКТИВНЫХ ЦЕНТРОВ ДОБАВОК.
4.1. Активные центры, обладающие кислотными свойствами
4.2. Активные центры, обладающие основными свойствами.
4.3. Парные активные центры, обладающие кислотными и основными
свойствами
Выводы по Главе 4.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Каталитический крекинг - процесс каталитического деструктивного превращения средних и тяжелых дистиллятных нефтяных фракций в моторные топлива, в сырьё для органического и нефтехимического синтезов, производства технического углерода и кокса []. Каталитический крекинг является одним из наиболее крупнотоннажных процессов нефтепереработки, в значительной мере определяющий технико-экономические показатели современного НПЗ []. Процесс протекает в присутствии многокомпонентных кислотных катализаторов при температуре 0 -г- 0 °С и давлении 0,1 -0,4 МПа [, , ]. Главным недостатком процесса является получение бензина с высоким содержанием серы (в среднем 0 - 1 0 ppm [5, ]). Указанный параметр существенно влияет на показатель качества смесевого товарного бензина (таблица 1). Согласно требованиям к моторным топливам классов 2 ()1, 3 (), 4 () и 5 (нет данных) содержание серы в бензине не должно превышать 0, 0, и ppm соответственно []. Другим крупным источником сернистых соединений в товарных бензинах может являться бензин коксования. Содержание серы в нём составляет приблизительно - ppm. Однако по причине низкой детонационной стойкости (октановое число = - по исследовательскому методу) и высокого содержания олефинов ( - %) данный бензин не используется как компонент товарного бензина, а перерабатывается по другим направлениям [, , ]. Таблица 1. В России и за рубежом преимущественно используется тяжелое дис-тиллятное сырье с высоким начальным содержанием серы (=1-2 мае. К этой группе относят широкие вакуумные фракции с пределами кипения 0 0 °С. ОД мае. Б. [, ]. Также применяется сырье вторичного происхождения, получаемое на других установках НПЗ. Основными характеристиками протекания процесса каталитического крекинга являются: степень превращения (или конверсии) сырья, выход целевых продуктов, их качество. Под степенью превращения сырья принято считать суммарный выход продуктов, отличающихся от исходного сырья фракционным составом. X - степень превращения, %; ЛГ - выход лёгкого газойля, мае. ТГ- выход тяжёлого газойля, мае. В работе [] достаточно подробно изучено влияние конверсии реального сырья крекинга (содержанием серы 0, мае. В полученных результатах на кривой содержания серы в бензине крекинга наблюдается максимум при степени превращения сырья равной - % (рис. Причину появления данного максимума авторы объясняют образованием алифатических сераор-ганических соединений при малых степенях превращения и их последующим разложением до сероводорода. Рис. Основные продукты крекинга сырья и их характеристики приведены в таблице 2. Основным серосодержащим продуктом крекинга является сероводород, в бензин переходит примерно % серы сырья. Таким образом, например, для получения бензина крекинга с содержанием серы менее ppm необходимо произвести гидроочистку сырья до достижения остаточного содержания сернистых соединений в вакуумном газойле = 0, мае. S. Следует отметить, что данные о распределении серы сырья по продуктам являются примерными и могут в значительных пределах изменяться в зависимости от состава перерабатываемого сырья и используемого катализатора. В качестве катализаторов в настоящее время используются сложные многокомпонентные каталитические системы, обладающие ярко выраженными кислотными свойствами. Сильные активные центры представлены в виде либо льюисовских кислот (например, AI3"), либо бренстедовских кислот (Н+) [, ,]. Рассмотрим состав современного катализатора крекинга на примере катализатора «ЛЮКС»2. Катализатор основан на ультрастабильном цеолите Y, обладает повышенной активностью, тсрмостабильностью, улучшенными механическими свойствами и обеспечивает получение бензиновой фракции ( - мае. Для приготовления катализаторной композиции в качестве компонентов используются: стабилизированный цеолит HP3DY, аморфный диспергированный алюмосиликат и алюминийсодержащий компонент, состоящий из переосажденного гидроксида алюминия и суспензии бентонитовой глины (монтмориллонита) []. Информация о превращении сернистых соединений на чистых глинах в анализируемой литературе не представлена.