Термокаталитический крекинг мазута в присутствии тетрахлорферрата натрия на цеолитсодержащем носителе

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

В статье представлены результаты исследования термокаталитического превращения мазута западносибирской нефти в реакторе проточного режима подачи сырья при атмосферном давлении на 94%-ном декатионированном цеолите Y в Н-форме с микро-, мезо-, макропористой иерархической структурой, с нанесением на него комплексной соли NaFeCl4 в количестве 5 мас.%. Установлено, что в синтезированном катализаторе внесение соли практически не изменяет степень кристалличности носителя, которая составила 89,93%. Показано, что ионный обмен Na+ на Н+ повышает термическую стабильность носителя, а модифицированная каталитическая система термически достаточно стабильна: при температуре 700оС потеря массы не превышает 6%. Установлено, что выход газообразных продуктов С1–С4 возрастает с повышением температуры и времени контакта мазута как с немодифицированным носителем, так и с модифицированной каталитической системой (снижение объемной скорости подачи сырья). Показано, что жидкие продукты являются промежуточными соединениями термокаталитической деструкции мазута, т.е. не только образуются, но и каталитически расходуются с образованием более низкомолекулярных углеводородов. Для получения целевых продуктов термокаталитической деструкции мазута (газы или жидкие нефтепродукты) желаемого состава следует экспериментально подбирать температуру процесса и объемную скорость подачи сырья, учитывая параллельно-последовательные стадии крекинга.

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

Самат Сахибгареев

ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: samat.sax2014@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4653-0897
Ресей, Уфа

Альбина Бадикова

ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»

Email: samat.sax2014@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4696-4342
Ресей, Уфа

Иван Борисов

ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»

Email: samat.sax2014@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-6815-4749
Ресей, Уфа

Маргарита Султанова

ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»

Email: samat.sax2014@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0001-4493-0993
Ресей, Уфа

Альфира Хазипова

Институт нефтехимии и катализа (ИНК) УФИЦ РАН

Email: samat.sax2014@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2643-8233
Ресей, Уфа

Әдебиет тізімі

  1. Хаджиев С.Н., Кадиев Х.М., Кадиева М.Х. Синтез и свойства наноразмерных систем — эффективных катализаторов гидроконверсии тяжелого нефтяного сырья // Нефтехимия. 2014. Т. 54. № 5. С. 327–351. https://doi.org/10.7868/S0028242114050062 [Khadzhiev S.N., Kadiev Kh.M., Kadieva M.Kh. Synthesis and properties of nanoscale systems — effective catalysts for the hydroconversion of heavy oil feedstock // Petrol. Chemistry. 2014. V. 54. № 5. P. 323–346. https://doi.org/10.1134/S0965544114050065]
  2. Иванова А.С., Корнеева Е.В., Бухтиярова Г.А., Нуждин А.Л., Буднева А.А., Просвирин И.П., Зайковский В.И., Носков А.С. Гидрокрекинг вакуумного газойля в присутствии нанесенных Ni-W-катализаторов // Кинетика и катализ. 2011. Т. 52. № 3. С. 457–469.
  3. Meng X., Xu C., Gao J., Zhang Q. Effect of catalyst to oil weight ratio on gaseous product distribution during heavy oil catalytic pyrolysis // Chemical Engineering and Processing: Process Intensification. 2004. V. 43. Is. 8. P. 65–70. https://doi.org/10.1016/j.cep.2003.09.003
  4. Ершов Д.С., Хафизов А.Р., Мустафин И.А., Станкевич К.Е., Ганцев А.В., Сидоров Г.М. Современное состояние и тенденции развития процесса каталитического крекинга // Fundamental research. 2017. № 12. С. 282–285.
  5. Kondrasheva N.K., Vasil’ev V.V., Boitsova A.A. Study of Feasibility of Producing High-Quality Petroleum Coke from Heavy Yarega // Oil Chemistry and Technology of Fuels and Oils. 2017. V. 52. № 6. P. 663–669. https://doi.org/10.1007/s10553-017-0758-x
  6. Lappas A.A., Iatridis D.K., Papapetrou M.C., Kopalidou E.P., Vasalos I.A. Feedstock and catalyst effects in fluid catalytic cracking. Comparative yields in bench scale and pilot plant reactors // Chemical Engineering J. 2015. V. 278. P. 140–149. https://doi.org/10.1016/j.cej.2014.11.092
  7. Нефедов Б.К., Радченко Е.Д., Алиев Р.Р. Катализаторы процессов углубленной переработки нефти. М.: Химия, 1992. 224 с.
  8. Морозов М.А., Акимов А.С., Федущак Т.А., Журавков С.П., Власов В.А., Сударев Е.А., Восмериков А.В. Крекинг тяжелого углеводородного сырья в присутствии кобальта // Катализ в промышленности. 2018. Т. 18. № 2. С. 33–38. https://doi.org/10.18412/1816-0387-2018-2-33-38
  9. Naranov E.R., Dement’ev K.I., Gerzeliev I.M., Kolesnichenko N.V., Roldugina E.A., Maksimov A.L. The Role of Zeolite Catalysis in Modern Petroleum Refining: Contribution from Domestic Technologies // Petrol. Chemistry. 2019. V. 59. № 3. P. 247–261. https://doi.org/10.1134/S0965544119030101
  10. Sakhibgareev S.R., Tsadkin M.A., Badikova A.D., Gumerova E.F. Catalysts for destruction of hydrocarbon raw materials based on barium chloride // ChemChemtech. 2022. V. 65. № 9. P. 64–73. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20226509.6535
  11. Сахибгареев С.Р., Цадкин М.А., Бадикова А.Д., Батраева О.А., Осипенко Е.В. Высокотемпературная каталитическая деструкция мазута на модифицированном катализаторе на основе хлоридов металлов // Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-технические достижения и передовой опыт. 2020. № 10. C. 12–14.
  12. Badikova A.D., Tsadkin M.A., Sakhibgareev S.R., Gumerova E.F., Rullo A.V. Catalytic cracking of fuel oil on a zeolite-containing chloroferrate catalysts // Chemistry and Technology of Fuels and Oils. 2022. V. 58. I. 3. P. 469–473.
  13. Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа: учебное пособие для вузов. Уфа: Гилем, 2002. 627 с.
  14. Мирский Я.В., Дорогочинский А.З., Злотченко В.Н., Мегедь Н.Ф. Синтетические цеолиты и их применение в нефтепереработке и нефтехимии. Цеолитные катализаторы и адсорбенты. Грозный: ЦНИИТЭнефтехим, 1967. 88 с.
  15. Ali M.A., Tatsumi T., Masuda T. Development of heavy oil hydrocracking catalysts using amorphous silica-alumina and zeolites as catalyst supports // Applied Catalysis A: General. 2002. V. 233. I. 1–2. P. 77–90. https://doi.org/10.1016/S0926-860X(02)00121-7
  16. Sahu R., Son B.J., Im J.S., Jeon Y.P., Lee C.W. A review of recent advances in catalytic hydrocracking of heavy residues // J. of Industrial and Engineering Chemistry. 2018. V. 27. Р. 12–24. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2015.01.011
  17. Fumoto E., Sugimoto Y., Sato S., Takanohashi T. Catalytic cracking of heavy oil with iron oxide-based catalysts using hydrogen and oxygen species from steam // J. of the Japan Petroleum Institute. 2015. V. 58. I. 5. P. 329–335. https://doi.org/10.1627/jpi.58.329
  18. Nguyen-Huy C., Shin E.W. Amelioration of catalytic activity in steam catalytic cracking of vacuum residue with ZrO2-impregnated macro–mesoporous red mud // Fuel. 2016. V. 179. P. 17–24. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2016.03.062
  19. Минскер К.С., Масагутов Р.М., Куковицкий М.М., Цадкин М.А., Иванова С.Р., Цыпышева Л.Г., Морозов Б.Ф., Таймолкин Н.М., Юнкин А.И., Курочкина Е.Е. Способ получения С3–С4-углеводородов // А.с. № 1342911 СССР. Б.И. 1988. № 37. C. 3.
  20. Ениколопов Н.С., Иванова С.P., Гимаев Р.Н., Берлин А.А., Минскер К.С., Цадкин М.А., Гумерова Э.Ф., Теляшев Г.Г. Способ получения С4-углеводородов // А.с. № 1216195 СССР. Б.И. 1987. № 9. 3 с.
  21. Al-Khattaf S. The influence of Y-zeolite unit cell size on the performance of FCC catalysts during gas oil catalytic cracking // Applied Catalysis A: General. 2002. V. 231. I. 1–2. P. 293–306.
  22. Гликин M.A., Тарасов В.Ю., Зубцов Е.И., Черноусов Е.Ю. Исследование процесса деструктивной переработки углеводородов в неорганических расплавах. Влияние управляющих параметров // Технологический аудит и резервы производства. 2015. Т. 3. № 4. С. 57–63.
  23. Сахибгареев С.Р., Цадкин М.А., Бадикова А.Д., Казанцева Д.И., Арсланова Я.М., Давудов М.Э. Каталитический крекинг тяжелого вакуумного газойля на хлорферратном катализаторе // Вестник Башкирского университета. 2022. Т. 27. № 4. С. 981–986.
  24. Хазипова А.Н. Синтетические фожазиты в димеризации α-метилстирола: дис. … канд. хим. наук: Институт нефтехимии и катализа РАН, Уфа, 2007. 109 с.
  25. Оборудование и методология для определения группового углеводородного состава тяжелых нефтепродуктов. Ссылка доступа: http://inhp.ru/ uploads/presentations/Metodologiya_i_oborudovaniye/ Gradient_М.pdf?ysclid=m45ybhxszd926200834 (дата обращения 15.06.2024)
  26. Минскер К.С., Иванова С.Р., Биглова Р.З. Комплексы хлоридов металлов с протонодонорными соединениями — перспективные катализаторы полифункционального действия для электрофильных процессов // Успехи химии. 1995. Т. 64. № 5. С. 462–478.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
2. Fig. 1. Schematic diagram of a laboratory setup for thermocatalytic processing of high-boiling petroleum feedstock with a bulk catalyst bed: 1 — feedstock input unit, 2 — pressure reducer, 3 — glass reactor with catalyst, 4 — tubular furnace, 5 — Liebig condenser, 6 — distillate receiver, 7 — cooling tank, 8 — thermocouple, 9 — electronic temperature controller, 10 — GSB-400M drum gas meter, 11 — inert gas cylinder.

Жүктеу (183KB)
3. Fig. 2. X-ray diffraction patterns of zeolite Y samples: 1) NaY; 2) HYmmm; 3) HYmmm + 5% active additive.

Жүктеу (91KB)
4. Fig. 3. Derivatograms of samples of zeolites NaY, HYmmm, HYmmm + 5% active additive.

Жүктеу (96KB)
5. Fig. 4. SEM images: a) of the initial support HYmmm X1000; b) of the metal chloride catalyst X1000.

Жүктеу (400KB)
6. Fig. 5. Contour graphs of optimization and forecasting of the yields of target products of the reaction of thermal catalytic destruction of West Siberian oil fuel oil: a) yield of gaseous hydrocarbons; b) yield of liquid fraction; c) yield of light; d) yield of gasoline fraction.

Жүктеу (473KB)

© Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».