Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Синтез и исследование многокомпонентных алюмосиликатных цеолитсодержащих катализаторов для процесса крекинга тяжелого вакуумного газойля Макаров Александр Евгеньевич

Синтез и исследование многокомпонентных алюмосиликатных цеолитсодержащих катализаторов для процесса крекинга тяжелого вакуумного газойля
<
Синтез и исследование многокомпонентных алюмосиликатных цеолитсодержащих катализаторов для процесса крекинга тяжелого вакуумного газойля Синтез и исследование многокомпонентных алюмосиликатных цеолитсодержащих катализаторов для процесса крекинга тяжелого вакуумного газойля Синтез и исследование многокомпонентных алюмосиликатных цеолитсодержащих катализаторов для процесса крекинга тяжелого вакуумного газойля Синтез и исследование многокомпонентных алюмосиликатных цеолитсодержащих катализаторов для процесса крекинга тяжелого вакуумного газойля Синтез и исследование многокомпонентных алюмосиликатных цеолитсодержащих катализаторов для процесса крекинга тяжелого вакуумного газойля Синтез и исследование многокомпонентных алюмосиликатных цеолитсодержащих катализаторов для процесса крекинга тяжелого вакуумного газойля Синтез и исследование многокомпонентных алюмосиликатных цеолитсодержащих катализаторов для процесса крекинга тяжелого вакуумного газойля Синтез и исследование многокомпонентных алюмосиликатных цеолитсодержащих катализаторов для процесса крекинга тяжелого вакуумного газойля Синтез и исследование многокомпонентных алюмосиликатных цеолитсодержащих катализаторов для процесса крекинга тяжелого вакуумного газойля
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Макаров Александр Евгеньевич. Синтез и исследование многокомпонентных алюмосиликатных цеолитсодержащих катализаторов для процесса крекинга тяжелого вакуумного газойля : диссертация ... кандидата технических наук : 02.00.15, 05.17.07.- Москва, 2007.- 232 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-5/3216

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Литературный обзор на тему: «Катализаторы крекинга»

1.1. Влияние основных факторов на эффективность процесса каталитического крекинга 8

1.2. Требования к современным катализаторам крекинга 18

1.3. Состояние исследований в области синтеза и разработки катализаторов крекинга 24

1.3.1. Структурные особенности алюмосиликатных цеолитсодержащих катализаторов крекинга 24

1.3.2. Влияние условий приготовления алюмосиликатных цеолитсодержащих катализаторов крекинга на их свойства 27

1.3.3. Влияние алюмосиликатной основы и цеолита на каталитические и физико-химические свойства катализаторов крекинга 37

1.3.4. Фазовые изменения в алюмосиликатных цеолитсодержащих катализаторах крекинга 40

Глава 2. Методики синтеза и исследования катализаторов крекинга 42

2.1. Методика синтеза катализаторов . 42

2.2. Методика определения каталитических и физико-химических свойств катализаторов 46

2.3. Методика определения качества продуктов крекинга .55

2.4. Методика исследования структуры катализаторов 56

Глава 3. Синтез и исследование шариковых алюмосиликатных катализа торов крекинга с цеолитом NaY 59

3.1. Влияние условий проведения стадии синерезиса на катали тические и физико-химические свойства алюмосиликатных цеолитсодержащих катализаторов 60

3.2. Влияние условий проведения стадии активации на каталитические и физико-химические свойства алюмосиликатных цеолитсодержащих катализаторов 64

3.3. Влияние содержания наполнителя и его природы на каталитические и физико-химические свойства алюмосиликатных цеолитсодержащих катализаторов ..70

Выводы к главе 3... 76

Глава 4. Синтез и исследование перспективных микросферических алюмосиликатных катализаторов крекинга с цеолитом РЗЭУ 77

4.1. Влияние содержания цеолита РЗЭУ и способа его введения на каталитические и физико-химические свойства алюмосиликатных катализаторов 78

4.2. Влияние содержания наполнителя, его природы и способа введения на каталитические и физико-химические свойства алюмосиликатных катализаторов 94

4.3. Влияние способа взаимного введения цеолита РЗЭУ и наполнителя а-А^Оз на каталитические и физико-химические свойства алюмосиликатных катализаторов 113

4.4. Влияние условий синтеза на каталитические и физико-химические свойства алюмосиликатных цеолитсодержащих катализаторов 126

Выводы к главе 4 132

Глава 5. Исследование структурных особенностей синтезированных катализаторов крекинга 133

5.1. Исследование катализаторов методом ИК-спектроскопии 133

5.2. Исследование микросферических катализаторов методом РФА... 157

5.3. Механизм взаимодействия фаз при синтезе многокомпонентных алюмосиликатных цеолитсодержащих катализаторов 178

5.4. Взаимосвязь особенностей структуры, каталитических и физико-химических свойств многокомпонентных алюмо-силикатных цеолитсодержащих катализаторов 185

Выводы к главе 5 192

Глава 6. Изучение процесса крекинга на современных промышленных и синтезированных катализаторах 193

6.1. Изучение процесса крекинга на шариковых катализаторах 193

6.2. Изучение процесса крекинга на микросферических катализаторах 199

Выводы к главе 6 .217

Выводы к диссертации 218

Литература

Введение к работе

Постоянно увеличивающийся спрос на моторные топлива требует дальнейшего углубления переработки нефти, разработки новых и усовершенствования существующих вторичных технологических процессов по переработке тяжёлых вакуумных дистиллятов и остаточных фракций. В промышленной практике одним из основных вторичных процессов переработки углеводородного сырья, позволяющих получать высокооктановые автомобильные бензины и компонент дизельного топлива, является каталитический крекинг различных видов дистиллятного и остаточного сырья.

За последние десять лет в России глубина переработки нефти увеличилась с 63 до 71 %. [1] По мере становления нефтяных компаний российские НПЗ освобождались от устаревших избыточных мощностей первичной переработки и совершенствовали технологическую структуру вторичных процессов. Тем не менее, Россия в развитии процессов, углубляющих переработку нефти, согласно [2], отстает от среднемирового и европейского уровня в 2 раза, от уровня США - более чем в 3 раза, а в развитии важнейших из этих процессов - каталитического крекинга и гидрокрекинга - в 4-7 раз. Переработка нефтяного сырья на российских НПЗ пока осуществляется с недостаточным использованием имеющегося потенциала и с низкой степенью конверсии тяжелых фракций.

На будущие 10-15 лет перед нефтеперерабатывающей промышленностью всех стран и регионов мира ставятся задачи по обеспечению все более высокого уровня экологических и потребительских свойств продукции.

В принятой Минэнерго РФ программе «О стратегии развития нефтеперерабатывающей промышленности до 2020 г» поставлена задача обеспечить повышение глубины переработки нефти до 75 % к 2010 г. и до 85 % - 2020 г. Решение этой актуальной проблемы невозможно без разработки и внедрения промышленной технологии переработки тяжелых нефтяных остатков - мазутов, гудронов, а также тяжелых битуминозных нефтей [2, 3,4].

Важнейшим направлением развития российской нефтепереработки на ближайшую и среднесрочную перспективу остается деструктивное углубление переработки вакуумных дистиллятов с концом кипения 550-590 С и в отдельных случаях - непосредственно мазута:

по бензиновому варианту с применением комплексов каталитического крекинга;

по дизельному варианту с применением комплексов гидрокрекинга. Стратегия совместного применения этих процессов обеспечивает углубление переработки нефти и повышение качества продукции, облегчает решение проблем оптимального использования мазута, над которыми еще предстоит работать.

В настоящее время каталитический крекинг является наиболее крупнотоннажным и важным среди каталитических процессов переработки нефти. Общая производительность установок каталитического крекинга в США составляет свыше 250 млн. т/год по сырью. Весьма широкое развитие получил этот процесс в странах Западной Европы. Суммарная мощность установок каталитического крекинга достигла в США порядка 35 % от мощности первичной переработки нефти (13,9 % - в Западной Европе и 6,0 % - в России) [3,4,5].

Спрос на качественные моторные топлива растет, а на топочные мазуты -падает. В то же время во всем мире увеличивается объем переработки тяжелых нефтей с повышенным содержанием высококипящих фракций и остатков, а также смолисто-асфальтеновых веществ, серы и металлов.

Достигнутый прогресс обеспечил вовлечение в переработку всё более тяжёлого сырья: если на первой стадии развития крекингу подвергали кероси-но-газойлевые фракции, а затем вакуумные газойли (наиболее распространённый вариант и в настоящее время), то за последние 20 лет всё возрастает число установок, использующих в качестве сырья нефтяные остатки: мазуты, деасфальтизаты и их смеси с вакуумными дистиллятами.

7 В связи с этим одним из направлений интенсификации процессов получения высокооктановых экологически чистых компонентов бензина и дизельного топлива, повышения их выхода при крекинге тяжелых видов сырья является разработка и создание более активных и селективных катализаторов.

Состояние исследований в области синтеза и разработки катализаторов крекинга

Разработка высокоэффективных цеолитсодержащих катализаторов крекинга вызывает необходимость изучения процессов, протекающих при их синтезе и обуславливающих каталитические и физико-химические свойства получаемых катализаторов.

Алюмосиликатные цеолитсодержащие катализаторы являются сложной системой, состоящей из рентгеноаморфной алюмосиликатной основы и распределенных в ней кристаллов цеолита.

Цеолиты - это кристаллические водные алюмосиликаты, которые составляют основную группу каркасных алюмосиликатов.

Согласно [6, 11] цеолиты представляют собой кристаллические алюмосиликаты с трёхмерной кристаллической структурой: Me2/„.Al203- Si02-j;H20, где п - валентность катиона металла Me; х - мольное отношение Si02/Al203; у - число молей воды. В настоящее время наиболее широко используемыми в промышленности являются цеолиты типа Y.

Основной структурной единицей цеолитов типа У является кубооктаэдр, часто называемый содалитовой ячейкой и образованный путем пространственного соединения между собой 24 тетраэдров. Объем внутреннего про-странства кубооктаэдра составляет примерно 0,15 нм (диаметр 0,66 нм) и называется малой, или Р-полостью.

Кубооктаэдры могут соединяться между собой разными способами. В цеолитах типа У кубооктаэдры соединяются шестичленными кислородными кольцами с образованием гранецентрированной решетки. При этом образуются пространства между кубооктаэдрами и шестичленными кислородными мостиками - большие, или а-полости (объемом 0,811 нм и диаметром 1,16 нм). Элементарная ячейка, повторение которой воспроизволит гранецентри-рованную решетку кристалла, содержит 8 кубооктаэдров, 16 шестичленных кислородных мостиков, 8 больших и 8 малых полостей. Суммарно в элементарную ячейку входят 192 атома кремния и алюминия и 384 атома кислорода.

Основой структуры всех кубооктаэдров является тетраэдр, состоящий из четырех анионов кислорода О , которые окружают значительно меньший по размерам ион Si4+ или А13+. Тетраэдры с ионами кремния электрически нейтральны, а тетраэдры с ионами алюминия имеют заряд минус единица, который в цеолитах нейтрализуется положительным зарядом катиона, например Na+. Тетраэдры соединены между собой таким образом, что каждый из четырех анионов кислорода О2 входит в состав также другого тетраэдра Si04 или АЮ4. Два атома алюминия не могут иметь общий атом кислорода, вследствие чего минимальное мольное отношение ЗіОг/АЬОз в цеолитах не может быть менее 2. При этом отношении цеолит имеет идеальную структуру - тетраэдры кремния и алюминия чередуются между собой и все атомы кислорода, алюминия и кремния находятся в равноценном состоянии. Такой кристалл может быть построен из одинаковых структурных элементов, например, шестичленных колец 8ізА1з03. При любом другом отношении Si02/Al203, большем 2 (Si/Al l) , в цеолите с шестичленными кольцами од новременно должны быть также кольца 8І4АІ20б и SisAlC , для которых состояние атомов кремния, алюминия и кислорода неодинаково [6, 60].

Цеолиты типа Y имеют такой же алюмосиликатный каркас, что и природный цеолит фожазит. Распределение катионов натрия по местам локализации в цеолите Y зависит от того, гидратированный или дегидратированный образец, а также от числа атомов алюминия в элементарной ячейке, т.е. от мольного отношения оксидов кремния и алюминия (SiCVA Ch), которое для цеолитов типа Y изменяется от 3 до 6. В зависимости от метода синтеза число ионов алюминия в элементарной ячейке цеолита Y изменяется от 76 до 48 [6, 42].

По сравнению с цеолитом, сложная система «цеолит-матрица» обладает рядом новых значимых свойств, обусловленных взаимодействием составляющих ее компонентов [42, 61,62]. В [42, 63-67] показано, что отсутствие аддитивности цеолитсодержащих катализаторов обусловлено взаимодействием цеолита и матрицы на стадиях синтеза с образованием новой структуры «цеолит-матрица», которая придает своеобразные свойства цеолитсодержащей системе. Подтверждением этому может являться миграция катионов между цеолитом и аморфной основой при высокотемпературном прокаливании, обнаруженная методом рентгеноспектрального микроанализа [42, 65, 66].

Исследование пористой структуры алюмосиликатных цеолитсодержащих катализаторов методом низкотемпературной адсорбции азота показывает, что характер изменения удельной поверхности, объема пор и распределения пор по размеру зависит как от условий синтеза катализатора, так и от природы рентгеноаморфной основы [67].

В [42, 63-66] с помощью методов рентгенофазового анализа, электронной микроскопии, ИК-спектроскопии, дифференциально-термического анализа показано протекание фазовых взаимодействий цеолита и алюмосиликатной основы, что определяет сложную взаимосвязь факторов, влияющих на свойства цеолитсодержащих катализаторов крекинга.

Методика определения каталитических и физико-химических свойств катализаторов

В процессе крекинга определяли следующие каталитические свойства катализаторов: выходы продуктов крекинга (бензиновая фракция, газ и кокс, а также - при крекинге тяжелого сырья - дизельная фракция), конверсию сырья и в некоторых случаях (см. раздел 4.5) - суммарный выход светлых.

Шариковые и микросферические катализаторы испытывали в крекинге согласно ТУ 38.01176-79 «Катализаторы крекинга шариковые. Методы испытаний» и ТУ 38.01161-78 «Катализаторы крекинга микросферические и молотые. Методы испытаний».

Перед испытанием шариковые катализаторы прокаливали при температуре 600 С в течение 6 часов в паро-воздушной атмосфере (40 % об. водяного пара и 60 % об. воздуха) и затем стабилизировали при температуре 750 С в течение 6 часов в атмосфере водяного пара. Микросферические катализатора только стабилизировали при температуре 750 С в течение часов в атмосфере водяного пара.

При испытании шариковых катализаторов в качестве сырья использовали керосино-газойлевую фракцию (КГФ) (табл. 2.4) и проводили крекинг при следующих условиях: температура 460 С, объемная скорость подачи сырья 1,5 ч"1, массовое отношение катализаторхырье 2,2:1, - на стандартной лабораторной установке. При испытании микросферических катализаторов в качестве сырья использовали керосино-газойлевую фракцию (КГФ) (табл. 2.4) и проводили крекинг при следующих условиях: температура 500 С, массовая скорость подачи сырья 7,0 ч"1, - на стандартной лабораторной установке.

Также для испытания шариковых и микросферических катализаторов в качестве сырья был взят негидроочищенный тяжелый вакуумный газойль (ТВГ). Характеристика данного типа сырья представлена в табл. 2.5.

При данном типе сырья шариковые катализаторы испытывали при следующих условиях: температура 460С, объемная скорость подачи сырья 1,8 ч", массовое отношение катализаторхырье 2,8:1, - на стандартной лабораторной установке; микросферические катализаторы испытывали при следующих условиях: температура 500С, массовая скорость подачи сырья 7,0 ч", - на стандартной лабораторной установке.

Для испытаний катализаторов в реакции крекинга использовали лабораторную установку со стационарным слоем катализатора, схема которой приведена на рис. 2.2.

Катализатор в шариковой форме отмеряли в необходимом объеме мерным цилиндром при уплотнении и затем засыпали в кварцевый реактор. Катализатор в микросферической форме отмеряли в необходимом объеме мерным цилиндром без уплотнении и затем засыпали в кварцевый реактор Далее реактор 4 с катализатором 5 вставляли в электронагреваемый кожух реактора 9, нижний конец реактора соединяли с холодильником 77, а к верхней части реактора присоединяли подводы сырья и азота (или воздуха). В карман реактора 2 - в середину зоны катализатора вставляли термопару (хромель-алюмель).

Температуры в реакторе создавали с помощью электропечи и регулировали с помощью лабораторного автотрансформатора. Контроль за температурой осуществляли термопарой и милливольтметром. щения спекания катализатора в отсутствии сырья, реактор продували воздухом, а перед подачей сырья и после его прохождения - инертным газом - азотом - для удаления из реактора воздуха (до реакции) и продуктов реакции (после реакции). Воздух и азот проходили в реактор через систему осушки 15,16.

Далее включали обогрев электропечи и через осушитель подавали воздух со скоростью 24 л/ч. К нижнему шлифу холодильника присоединяли приемник для катализата 7, предварительно взвешенный вместе с пробкой, и помещали его в холодную водяную баню 8. Перед опытом в перфузор-шприц 1 набирали сырье, так чтобы в нем не было пузырьков воздуха.

После выхода температуры в реакторе на режим подсоединяли шприц с сырьем к реактору и продували систему азотом в течение 15 минут. Затем прекращали подачу азота. Выход из реактора через холодильник соединяли с газометром 10. Проверив систему на герметичность, приступали к проведению опыта.

После окончания эксперимента отключали подачу сырья и после прекращения газовыделения в газометре записывали объем выделившегося газа. Затем дополнительно через систему вводили 500 см азота в газометр. После этого отсоединяли газометр и пропускали через систему азот не менее 15 минут для более полного отдува продуктов реакции в приемник.

После проведения реакции каталитического крекинга проводили разгонки для определения выхода бензиновой и дизельной фракций.

Разгонку катализата (рис. 2.3) проводили до температуры 200 С. Время разгонки 45 ± 3 минуты. Жидкие продукты (бензиновая фракция) собирались в приемник 7. Газообразные продукты накапливались в газометре для анализа на хроматографе. Полный объем газа каталитического крекинга рассчитывали как сумму объемов газов, полученных при крекинге и разгонке. После охлаждения приемник с остатком катализата 3 и приемник с бензиновой фракцией 7 взвешивали и рассчитывали выход бензиновой фракции.

Затем взвешенный приемник с остатком подсоединяли к системе разгонки (рис. 2.4) и отгоняли дизельную фракцию. Разгонку проводили до температуры 350 С.

Регенерацию катализатора проводили в токе осушенного воздуха при температуре 600 С до полного выжига кокса с поверхности катализатора. Расход воздуха составлял 24 л/ч. Диоксид углерода, образующийся в результате полного окисления коксовых отложений на катализаторе кислородом воздуха, поглощался трубкой, заполненной аскаритом 11 (рис. 2.2); оксид углерода, образующийся в результате неполного окисления коксовых отложений на катализаторе кислородом воздуха, попадая в печь дожи-га 12 (рис. 5), окислялся в ней до диоксида углерода на СиО при 380С, и далее поглощался трубкой, заполненной аскаритом 14 (рис. 2.2).

Количество образующегося диоксида углерода определяли взвешиванием трубок с аскаритом до и после регенерации; а выход кокса (Вк) в % масс, на сырье рассчитывали по формуле:

Влияние условий проведения стадии активации на каталитические и физико-химические свойства алюмосиликатных цеолитсодержащих катализаторов

Исходя из полученных результатов исследований, представленных в разделе 3.1, изучение стадии активации (ионного обмена) осуществляли при найденных оптимальных условиях синерезиса: концентрация раствора Na2SC 4 Ю г/л, температура 25С, продолжительность 6 часов, - но с варьированием условий активации.

Синтезированные катализаторы (табл. 3.2, катализаторы №№ 3, 6-9) имеют одинаковый состав: 10 % масс, цеолита NaY и 5 % масс, отечественного глинозема, - но приготовлены при различных условиях активации.

Условия синтеза данных катализаторов представлены в табл. 3.2 При синтезе активацию катализаторов осуществляли следующим образом. 1-ю стадию активации проводили раствором (NH SC , 2-ю стадию - раствором АІ2(804)з при следующих условиях: при температуре 25С - для катализатора № 3, при температуре 35 С - для катализатора № 6 и при температуре 45С - для катализатора № 7.

При синтезе катализаторов №№ 8 и 9 1-ю стадию активации проводили при температуре 35 С только раствором A SC b и только раствором (NH4)2S04, соответственно.

Условия проведения 3-й стадии активации для катализаторов №№ 3, 6-7 и 2-й стадии активации для катализаторов № 8, 9 одинаковы: ионный обмен проводили в растворе нитратов РЗЭ при температуре 45С.

Каталитические и физико-химические свойства синтезированных катализаторов представлены в табл. 3.2 и на рис. 3.3, 3.4, соответственно.

Полученные экспериментальные данные по каталитической активности катализаторов №№ 6-9 (табл. 3.2) позволяют отметить следующее.

При увеличением температуры 1-й и 2-й стадий активации от 25 до 45 С выход бензиновой фракции соответственно изменяется от 57,9 до 55,7 % масс, на сырье, достигая наибольшего значения - 58,8 % масс, на сырье - при температуре 35 С. Выход газа при данной температуре достигает наименьшего значения - 15,0 % масс, на сырье. Выход кокса при том же изменении температуры 1-й стадии активации мало изменяется и составляет соответственно 1,2, 0,9 и 0,9 % масс, на сырье.

При повышении температуры 1-й и 2-й стадий активации от 25 до 45 С наблюдается снижение насыпной плотности парообработанных катализаторов от 866 до 745 кг/м3, соответственно (рис. 3.3).

Удельная поверхность прокаленных и парообработанных катализаторов при этом остается практически неизменной и составляет у парообработанных образцов 163, 160 и 166 м /г, соответственно (рис. 3.4).

Таким образом, проведение 1-й и 2-й стадий активации при температуре 35 С позволяет получить катализатор № 6 с наибольшей активностью по выходу бензиновой фракции - 58,8 % масс, на сырье - и приемлемой средней насыпной плотностью - 780 кг/м3.

Проведение 1-й и 2-й стадий активации при 25 С также позволяет получать катализатор с достаточно высокими активностью по выходу бензиновой фракции (57,9 % масс, на сырье) и насыпной плотностью, равной 866 кг/м .

Сравнивая катализатор № 6 с катализаторами №№ 8 и 9, можно отметить следующее.

Обработка катализаторов на 1-й стадии активации только раствором A12(S04)3 (катализатор № 8) или только раствором (NH SC (катализатор № 9) не позволяет получить катализатор с активностью, сопоставимой с активностью катализатора, активированного последовательно растворами (NH4)2S04 и A12(S04)3 (катализатор № 6). Так, выход бензиновой фракции на катализаторах №№ 8 и 9 составляет соответственно 50,6 и 54,1 % масс, на сырье (табл. 3.2).

Значение насыпной плотности парообработанного катализатора № 6 имеет промежуточную величину между значениями насыпной плотности катализаторов №№ 8 и 9: соответственно, 780 против 912 и 640 кг/м3 (рис. 3.5).

Величина удельной поверхности парообработанного катализатора №6, по сравнению с парообработанными катализаторами №№ 8 и 9, также имеет промежуточное значение и составляет 275 против 215 и 380 м /г, соответственно (рис. 3.6).

Таким образом, полученные результаты исследований насыпной плотности и удельной поверхности позволяют сделать вывод о том, что активация (ионный обмен) в растворе (NH4)2S04 приводит к формированию более широкопористой структуры, а в растворе АЬ О з - к более тонкопористой.

Варьирование условиями стадий активации при синтезе катализаторов (температура, природа и сочетание активирующих растворов) позволяет получать катализаторы крекинга с высокой активностью, но различающиеся насыпной плотностью и удельной поверхностью.

Влияние содержания наполнителя, его природы и способа введения на каталитические и физико-химические свойства алюмосиликатных катализаторов

В табл. 4.11 представлены состав синтезированных микросферических катализаторов №№ 17-26 и способы введения наполнителя в алюмосили-катную основу.

Синтезированные катализаторы представлены тремя группами - в зависимости от способа введения наполнителя: катализаторы №№ 17-20, при синтезе которых ос-А12Оз (катализаторы №№ 17-19) или глинозем (катализатор № 20) вводили в алюмосиликатный золь в момент его образования; катализаторы №№ 21-23, при синтезе которых а-АЬОз вводили в алюмосиликатный гидрогель; катализаторы №№ 24-26, при синтезе которых а-А120з вводили меха Таблица 4.11

Состав микросферических алюмосиликатных катализаторов с наполнителем, введенным различными способами

Номер катализатора Содержание наполнителя, % масс. При введении в алюмосиликатный гидрозоль в момент его образования При введении валюмосиликатныйгидрогель При механическом смешивании с высушенным алюмосиликатом ническим смешиванием с высушенным алюмосиликатом.

Условия приготовления катализаторов №№ 17-26 те же, что и для катализаторов №№ 1-16. Рассматривая каталитические свойства катализаторов с ос-А12Оз, введенным в алюмосиликатный гидрозоль в момент его образования (катализаторы №№ 17-19), можно отметить следующее.

Согласно экспериментальным данным (табл. 4.12), с увеличением содержания а-АЬОз в составе катализатора от 0 до 5 % масс, наблюдается наиболее значительное повышение активности по выходу бензиновой фракции от 29,5 до 37,6 % масс, на сырье. При дальнейшем увеличении содержания а-АЬОз от 5 до 20 % масс, происходит незначительное увеличение выхода бензиновой фракции - до 38,0 % масс, на сырье. Выход газа при увеличении содержания а-А120з от 0 до 20 % масс, уменьшается с 17,2 до 8,8 % масс, на сырье; при этом наиболее значительное снижение (на 8,2 % масс, на сырье) происходит при содержании 5 % масс. а-А120з в составе катализатора. Выход кокса на катализаторах, содержащих 0-20 % масс, а-А120з, с увеличением содержания последнего уменьшается от 0,8 до 0,4 % масс, на сырье. Конверсия сырья составляет 47,5—47,2 % при всех содержаниях а-А1203 в катализаторе.

Рассматривая групповой состав бензиновой фракции при крекинге на катализаторах с наполнителем а-А120з, введенным в алюмосиликатный гидрозоль (табл. 4.13), можно отметить следующее.

При увеличении содержания а-А120з от 0 до 20 % масс, содержание ароматических, нафтеновых и непредельных углеводородов увеличивается, соответственно: от 29,5 до 31,8 %, от 19,4 до 21,0 и от 10,8 до 12,8 %, -а содержание парафиновых углеводородов уменьшается от 40,3 до 34,4 %.

Состав газа, получаемый в результате крекинга на катализаторах с наполнителем а-А120з, введенным в алюмосиликатный гидрозоль (табл.

При увеличении содержания сс-А120з от 0 до 20 % масс, в составе катализатора содержание этена и z-бутана увеличивается, соответственно, от 2,36 до 2,64 % масс, и от 17,86 до 30,01, а содержание пропена уменьшается от 31,25 до 22,94 % масс.

При 5 % масс. сс-А120з в катализаторе содержание бутенов имеет минимальное значение -19,40 % масс, а содержание пропана и н-бутана -максимальное -18,17 и 6,15 % масс, соответственно.

О физико-химических свойствах данной серии катализаторов можно отметить следующее. Так, насыпная плотность микросферических алюмосиликатных катализаторов при увеличении содержания а-А120з от 0 до 10 % масс, незначи-тельно возрастает от 964 до 977 кг/м , и при дальнейшем повышении сс-А1203 до 20 % масс, снижается до 780 кг/м3 (рис. 4.7).

Удельная поверхность катализаторов, с увеличением содержания а-А120з, введенного в гидрозоль алюмосиликата, от 0 до 10 % масс, возрас-тает от 67 до 280 м /г, и при дальнейшем повышении сс-А120з до 20 % масс, снижается до 235 м /г (рис. 4.8). Итак, можно заключить, что в данной серии катализаторов, полученных путем введения наполнителя в алюмосиликатный гидрозоль, наиболее высокими насыпной плотностью и активностью по выходу бензиновой фракции обладает катализатор, содержащий 10 % масс. а-А120з. Рассматривая результаты проведенных исследований следующей серии катализаторов с сс-А120з, введенным в алюмосиликатный гидрогель, можно отметить следующее.

Похожие диссертации на Синтез и исследование многокомпонентных алюмосиликатных цеолитсодержащих катализаторов для процесса крекинга тяжелого вакуумного газойля